余浩田，刘 骄，曾慧婷,2，易雨阳，李卓群，钟依欣，蒋伍玖，谭宇星*

(1.衡阳师范学院 化学与材料科学学院 功能金属有机材料湖南省普通高等学校重点实验室 功能金属有机化合物湖南省重点实验室，湖南 衡阳 421008；2.湖南环境生物职业技术学院 医药技术学院，湖南 衡阳 421005)

磺酰胺类化合物因其在医药领域和农药领域表现的广泛生物活性而备受科研人员关注，研究人员不断探索合成磺酰胺类化合物的新方法[1]。如何降低磺酰胺类化合物的生产成本，提高反应速率，实现磺酰胺类化合物的绿色合成是科研人员密切关注的。传统磺酰胺类化合物的合成主要通过磺酰氯与胺发生缩合反应，或者磺酰胺与卤代烃、醇等通过金属催化发生偶联反应。最近一些课题组报道了用苯亚磺酸钠来合成磺酰胺，2013年江焕峰课题[2]组报道了铜盐催化的苯亚磺酸钠与胺合成磺酰胺，二甲基亚砜做反应溶剂同时也做氧化剂，一些底物需要使用氧气做氧化剂才能获得目标产物。2015年袁高清小组[3]报道了用单质碘促进苯亚磺酸钠与一级、二级胺反应可以高产率的获得目标磺酰胺产物。2018年赵霞课题组[4]报道了钯催化的苯亚磺酸钠与硝基苯还原偶联反应生成磺酰胺。微波以其加热速度快、热效率高、实验条件温和、操作简单、便于控制、实验环境好、劳动强度低等特点，其潜在的应用价值己引起了人们的极大兴趣[5]。基于以上思想，本文选择苯亚磺酸钠及胺作为原料，在碘单质做催化剂，水做反应溶剂，通过微波辅助合成了系列磺酰胺类化合物，反应式如图1。

图1 磺酰胺化合物的合成

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

核磁用Bruker AVANCE-500核磁共振仪测定，微波反应使用上海新仪微波化学科技有限公司MDS-10微波合成仪。苯亚磺酸钠购于百灵威科技有限公司，其他试剂均为分析纯。

1.2 合成

根据本文探讨的N-苄基苯磺酰胺合成最优条件，即催化剂碘用量为0.4 equiv.，反应温度60℃，反应时间5 min，溶剂为蒸馏水用量10 mL；合成了系列N-取代苯磺酰胺。

1.2.1 N-苄基苯磺酰胺(1c)

Yield: 95%，白色固体。1H NMR(CDCl3, 500 MHz, δ/ppm): 7.87～7.85 (m, 2H), 7.59～7.56 (m, 1H), 7.51～7.48 (m, 2H), 7.27～7.17 (m, 5H), 5.02 (s, 1H), 4.13 (s, 2H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3, δ/ppm): 139.9, 136.2, 132.7, 129.1, 128.7, 127.91, 127.86, 127.1, 47.3。

1.2.2 N-对甲基苄基苯磺酰胺(2c)

Yield: 93%，白色固体。1H NMR (500 MHz, CDCl3, δ/ppm): 7.88～7.86 (m, 2H), 7.60～7.57 (m, 1H), 7.53～7.50 (m, 2H), 7.09～7.05 (m, 4H), 4.65 (s, 1H), 4.10 (d, J = 6.1 Hz, 2H), 2.30 (s, 3H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3, δ/ppm): 140.1, 137.8, 133.2, 132.7, 129.4, 129.1, 127.9, 127.2, 47.1, 21.1。

1.2.3 N-间甲基苄基苯磺酰胺(3c)

Yield: 82%，白色固体。1H NMR (500 MHz, CDCl3, δ/ppm): 7.79 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.50 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.43 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 7.07 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 6.97 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 6.88 (d, J = 7.1 Hz, 2H), 4.71 (t, J = 6.2 Hz, 1H), 4.03 (d, J = 6.1 Hz, 2H), 2.19 (s, 3H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3, δ/ppm): 139.0, 137.4, 135.2, 133.5, 131.7, 128.1, 127.6, 126.3, 126.2, 123.9, 46.3, 20.3。

1.2.4 N-环己基苯磺酰胺(4c)

Yield: 92%，白色固体。1H NMR (CDCl3, 500 MHz, δ/ppm): 7.90 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.55 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 7.49 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 5.04 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 3.18～3.02 (m, 1H), 1.79～1.66 (m, 2H), 1.65～1.55 (m, 2H), 1.51～1.43 (m, 1H), 1.30～1.02 (m, 5H)。13C NMR (CDCl3, 126 MHz, δ/ppm): 141.58, 132.45, 129.09, 126.95, 52.74, 33.90, 25.20, 24.69。

1.2.5 N-对甲氧基苄基苯磺酰胺(5c)

Yield: 93%，白色固体。1H NMR (500 MHz, CDCl3, δ/ppm): 7.84～7.82 (m, 2H), 7.57～7.54 (m, 1H), 7.48～7.45 (m, 2H), 7.07 (d, J = 8.5 Hz, 2H), 6.75 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 5.15 (s, 1H), 4.04 (d, J = 6.1 Hz, 2H), 3.73 (s, 3H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3, δ/ppm): 159.3, 140.0, 132.6, 129.3, 129.1, 128.4, 127.1, 114.1, 55.3, 46.8。

1.2.6 N-邻甲氧基苄基苯磺酰胺(6c)

Yield: 87%，白色固体。1H NMR (500 MHz, CDCl3, δ/ppm): 7.77～7.75 (m, 2H), 7.49～7.46 (m, 1H), 7.40～7.37 (m, 2H), 7.19～7.15 (m, 1H), 7.06～7.04 (m, 1H), 6.80～6.76 (m, 1H), 6.70 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 5.30 (t, J = 6.2 Hz, 1H), 4.16 (d, J = 6.4 Hz, 2H), 3.71 (s, 3H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3, δ/ppm): 157.2, 140.3, 132.3, 129.8, 129.3, 128.8, 127.0, 124.2, 120.5, 110.1, 55.2, 44.0。

1.2.7 N-对氯苄基苯磺酰胺(7c)

Yield: 83%，白色固体。1H NMR (500 MHz, CDCl3, δ/ppm): 7.82 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.58～7.55 (m, 1H), 7.49～7.46 (m, 2H), 7.20～7.18 (m, 2H), 7.10 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 5.32 (s, 1H), 4.08 (d, J = 6.3 Hz, 2H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3, δ/ppm): 139.9, 134.9, 133.7, 132.8, 129.21, 129.16, 128.8, 127.0, 46.5。

1.2.8 N-邻氯苄基苯磺酰胺(8c)

Yield: 83%，白色固体。1H NMR (500 MHz, CDCl3, δ/ppm): 7.70 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.40 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.32 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 7.17 (d, J = 9.2 Hz, 1H), 7.12 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.06～6.99 (m, 2H), 5.24 (t, J = 6.3 Hz, 1H), 4.14 (d, J = 6.5 Hz, 2H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3, δ/ppm): 139.0, 132.8, 132.4, 131.7, 129.3, 128.5, 128.3, 128.1, 127.8, 126.0, 44.2。

1.2.9 N-间氯苄基苯磺酰胺(9c)

Yield: 71%，白色固体。1H NMR (500 MHz, CDCl3, δ/ppm): 7.84 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.58～7.47 (m, 3H), 7.22～7.06 (m, 4H), 5.28～5.12 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 4.12 (d, J = 6.3 Hz, 2H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3, δ/ppm): 138.8, 137.3, 133.5, 131.9, 129.0, 128.2, 127.1, 127.0, 126.1, 125.0, 45.7。

1.2.10 N-对溴苄基苯磺酰胺(10c)

Yield: 81%，白色固体。1H NMR (500 MHz, CDCl3, δ/ppm): 7.93～7.77 (m, 2H), 7.63～7.46 (m, 3H), 7.28～6.87 (m, 4H), 5.07～5.04 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 4.15 (d, J = 5.6 Hz, 2H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3, δ/ppm): 138.9, 133.8, 132.9, 132.0, 131.9, 128.2, 127.9 , 126.1, 45.6。

1.2.11 N-邻溴苄基苯磺酰胺(11c)

Yield: 69%，白色固体。1H NMR (500 MHz, CDCl3, δ/ppm): 7.87～7.78 (m, 2H), 7.53～7.43 (m, 4H), 7.29 (dd, J1= 7.6 Hz, J2= 1.4 Hz, 1H), 7.21～7.18 (m, 1H), 7.09 (td, J1= 7.7 Hz, J2= 1.6 Hz, 1H), 5.16 (t, J = 6.5 Hz, 1H), 4.25 (d, J = 6.5 Hz, 2H)。13C NMR (126 MHz, CDCl3, δ/ppm): 138.9, 134.4, 131.8, 131.7, 129.5, 128.6, 128.1, 126.7, 126.1, 122.5, 46.5。

2 结果与讨论

2.1 反应条件的探讨

探讨最佳反应条件时我们选择苯亚磺酸钠盐和苄胺作为原料，两者的用量均为1 mmol，反应时间为5 min，反应溶剂为蒸馏水10 mL。为探讨单质碘用量，反应温度选择100℃，分别探讨了0.1、0.2、0.4、0.5 equiv.的碘对反应产率的影响，得出结论0.4 equiv.的碘催化效果最好可以使反应产率达到95%。为探讨反应温度对反应产率的影响，在0.4 equiv.的碘的催化下，探讨了40、60、80、100℃四个不同反应温度对反应产率的影响，结果表明60℃时反应产率最高。

表1 磺酰胺化合物合成的优化反应条件

No.I2/(equiv.)Temp./℃Time/minYield/%10.1100201020.2100101930.410059540.510059550.44058560.46059570.48059480.4100595

2.2 N-取代苯磺酰胺的合成

通过对反应条件的探讨，我们把最优反应条件定为：催化剂碘用量为0.4 equiv.，反应温度60℃，反应时间5 min，溶剂为蒸馏水用量10 mL。不同的胺与苯亚磺酸钠反应产率如表2所示。

表2 在最佳条件下磺酰胺化合物的合成

3 结论

本文在微波辅助条件下使用苯亚磺酸钠盐与胺反应实现了苯磺酰胺类化合物的合成，最佳反应条件为：催化剂碘用量为0.4 equiv.，反应温度60℃，反应时间5 min，溶剂为蒸馏水用量10 mL。与以往的研究相比，这项工作使用廉价绿色的水作为反应溶剂，反应时间快速，纯化过程简单，用单质碘代替金属催化反应，是一种高效、绿色环保的合成磺酰胺的方法。