1、資料內容僅供您學習參考，如有不當之處，請聯系改正或者刪除。 題 目: 磺酰胺衍生物的合成研究 學 院: 化學化工學院 專業: 班級: 學號: 學生姓名: 導師姓名: 楊輝瓊 完成日期: 6月8日 誠 信 聲 明本人聲明: 1、 本人所呈交的畢業設計( 論文) 是在老師指導下進行的研究工作及取得的研究成果; 2、 據查證, 除了文中特別加以標注和致謝的地方外, 畢業設計( 論文) 中不包含其它人已經公開發表過的研究成果, 也不包含為獲得其它教育機構的學位而使用過的材料; 3、 我承諾, 本人提交的畢業設計( 論文) 中的所有內容均真實、 可信。作者簽名: 日期: 年 月 日 題目: 磺酰胺衍生物

2、的合成研究 姓名 學院 化學化工學院 專業 化學工程與工藝 班級 學號 指導老師 楊輝瓊 職稱 副教授 教研室主任 陳立新 一、 基本任務及要求: 1 根據課題內容查閱資料, 設計可行的實驗方案。撰寫一篇5000字以上的開題報告。 ( 含文獻綜述2500字) 2. 用對甲苯亞磺酸鈉與苯胺的反應作為模版反應, 經過改變反應氧化劑、 原料摩爾比、 反應溫度、 反應時間、 反應溶劑來確定最佳反應條件。 3. 改變胺底物和芳磺酸鈉鹽的結構, 探討底物結構對反應的反應的影響。 4. 合成相應的磺酰胺衍生物, 最后檢測其結構。 5撰寫論文一篇, 11000字13000字。 二、 進度安排及完成時間: 1、

3、 2.253.7 查閱文獻資料 2、 3.83.25 撰寫文獻綜述和開題報告 3、 3.254.1 實驗準備, 檢查開題報告撰寫情況, 上交開題報告(含文獻綜述) 4、 4.25.24 進實驗室做實驗 5、 5.255.31 撰寫畢業論文, 補充實驗 6、 6.16.8 檢查畢業論文, 學生離開實驗室, 歸還儀器 7、 6.96.10 提交畢業論文、 工作手冊, 原始記錄等相關資料, 修改畢業論文, 準備答辯 8、 6.116.13 畢業論文答辯, 修改畢業論文, 評定成績, 提交成績單 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc 摘要 PAGEREF _Toc

4、h I HYPERLINK l _Toc Abstract PAGEREF _Toc h II HYPERLINK l _Toc 1前言 PAGEREF _Toc h 1 HYPERLINK l _Toc 1.1 磺酰胺類化合物的發展 PAGEREF _Toc h 1 HYPERLINK l _Toc 1.1.1 殺菌活性的磺酰胺 PAGEREF _Toc h 1 HYPERLINK l _Toc 1.1.2 抗癌活性的磺酰胺 PAGEREF _Toc h 1 HYPERLINK l _Toc 1.1.3除草活性的磺酰胺 PAGEREF _Toc h 2 HYPERLINK l _Toc 1.

5、1.4抗糖尿病的磺酰胺 PAGEREF _Toc h 2 HYPERLINK l _Toc 1.1.5其它類磺酰胺 PAGEREF _Toc h 2 HYPERLINK l _Toc 1.2 磺酰胺類衍生物的合成進展 PAGEREF _Toc h 3 HYPERLINK l _Toc 1.2.1甲基磺酰胺的合成 PAGEREF _Toc h 3 HYPERLINK l _Toc 1.2.2 N-取代磺酰胺類化合物的合成 PAGEREF _Toc h 4 HYPERLINK l _Toc 1.2.3氮雜環二茂鐵磺酰胺的合成 PAGEREF _Toc h 6 HYPERLINK l _Toc 1.

6、2.4 N-芳基二茂鐵磺酰胺的合成 PAGEREF _Toc h 6 HYPERLINK l _Toc 1.3 磺酰胺發展前景 PAGEREF _Toc h 6 HYPERLINK l _Toc 1.4 課題的研究內容 PAGEREF _Toc h 7 HYPERLINK l _Toc 2 實驗部分 PAGEREF _Toc h 8 HYPERLINK l _Toc 2.1 實驗材料 PAGEREF _Toc h 8 HYPERLINK l _Toc 2.1.1實驗藥品 PAGEREF _Toc h 8 HYPERLINK l _Toc 2.1.2實驗儀器 PAGEREF _Toc h 9 H

7、YPERLINK l _Toc 2.2磺酰胺衍生物的合成 PAGEREF _Toc h 9 HYPERLINK l _Toc 2.3分離與分析 PAGEREF _Toc h 11 HYPERLINK l _Toc 2.3.1 TLC分析 PAGEREF _Toc h 11 HYPERLINK l _Toc 2.3.2柱色譜法 PAGEREF _Toc h 12 HYPERLINK l _Toc 2.4 產品紅外光譜( IR) 的測定 PAGEREF _Toc h 12 HYPERLINK l _Toc 3結果與討論 PAGEREF _Toc h 13 HYPERLINK l _Toc 3.1反

8、應條件的優化 PAGEREF _Toc h 13 HYPERLINK l _Toc 3.1.1氧化劑對反應的影響 PAGEREF _Toc h 13 HYPERLINK l _Toc 3.1.2反應物的摩爾比對反應的影響 PAGEREF _Toc h 14 HYPERLINK l _Toc 3.1.3反應溫度對反應的影響 PAGEREF _Toc h 14 HYPERLINK l _Toc 3.1.4溶劑對反應的影響 PAGEREF _Toc h 14 HYPERLINK l _Toc 3.1.5反應時間對反應的影響 PAGEREF _Toc h 15 HYPERLINK l _Toc 3.2

9、反應底物結構對反應的影響 PAGEREF _Toc h 15 HYPERLINK l _Toc 4 結論 PAGEREF _Toc h 18 HYPERLINK l _Toc 參考文獻 PAGEREF _Toc h 19 HYPERLINK l _Toc 致 謝 PAGEREF _Toc h 22 HYPERLINK l _Toc 附 錄 PAGEREF _Toc h 23磺酰胺衍生物的合成研究摘要 磺酰胺類化合物在醫藥和農藥上具有廣泛的生物活性, 如: 殺菌、 除草、 殺蟲、 抗癌、 抗糖尿病等。本文采用磺酸鈉鹽與相應的胺類衍生物為主要原料, 用一鍋合成方法合成了磺酰胺衍生物3(3a3j)。

10、考察了反應氧化劑、 原料摩爾比, 反應溫度、 反應時間、 反應溶劑和反應物結構對反應的影響。結果表明: 在n(胺底物):n(芳磺酸鈉鹽)=1.5:1, 100 下回流反應24 h, 以0.48 mol CuCl2為氧化劑, 2 mL 1,4-二氧六環為溶劑, 產率中等。產物結構經紅外表征。 關鍵詞 磺酰胺; 芳磺酸鈉鹽; 胺底物Study on synthesis of sulfonamide derivativesAbstract: Sulfonamide compounds have extensive biological activity in medicine and pestici

11、de, such as: sterilization, weeding, insecticide, anticancer, antidiabetes. Sulfonamide derivatives 3 (3a3j) were synthesized in moderate yields by one-pot reaction of sulfonic acid sodium salt and aniline derivatives. The effect of the amount of oxidizing agent, The molar ratio of raw materials, re

12、action temperature, reaction time, the structure of the reactants, solvents on the yield of sulfonamides were investigated. The optimum conditions of sulfonamides were as follows : The molar ratio of amine substrate and aryl sulfonatesalt was 1.5 : 1, refluxed 24 h and reaction temperature was 100;

13、and Theop-timum conditions of sulfonamides were as follows: 0.48 mol CuCl3 was oxida-ntand 2 ml 1,4-dioxane was solvent, the yield of Sulfonamide could reachmedium in optimum conditions. The structure of product were characterized by IR spectrometry. Keyword: Sulfonamide; Aromatic sulfonic acid sodi

14、um salt; Amine substrate1前言磺酰胺類化合物在醫藥和農藥上具有廣泛的生物活性, 如: 殺菌、 除草1、 殺蟲、 抗癌、 抗糖尿病等。中近年來對磺酰胺類化合物的研究比較多, 先后開發出了磺菌胺、 甲磺菌胺等高效低毒的殺菌劑; 大量具有抗腫瘤活性的磺酰胺類化合物被報道, 其中一些化合物已進入臨床試驗階段; 還有大量報道具有抗糖尿病活性的磺酰胺類化合物的文獻, 手性磺酰胺有機小分子還能做催化劑2?；酋０返暮铣裳芯坑兄种匾默F實意義。1.1 磺酰胺類化合物的發展磺酰胺類化合物具有很多應用, 如: 殺菌、 抗癌、 除草、 抗糖尿病、 殺蟲等。中外很多學者經過改變取代基合成了磺

15、酰類化合物在這些方面的具有廣泛的生物活性, 磺酰胺類化合物的應用如下: 1.1.1 殺菌活性的磺酰胺殺菌類的磺酰胺類化合物比較多, 有很多的學者對此進行了研究。如: 曾東強等3合成的N-取代苯磺?；?三唑基片吶酮腙, 小麥銹病菌生長具有較好的抑制活性。李興海等4合成的具有殺菌活性的苯甲?；谆酋０奉惢衔飳鸦颐共【?小麥赤霉菌、 黃瓜枯萎菌有較好的抑制活性。Iraj等5合成了具有殺菌活性的1,2,4-三唑磺酰胺類化合物對大腸桿菌和沙門螺旋桿菌、 黃曲霉菌、 綠色木霉菌均有很好的抑制作用。梁曉梅等6合成了N-(芳基磺酰氨基乙基)-1,6-己內酰胺對棉花立枯絲核菌、 棉花枯萎病菌、 稻瘟病菌

16、、 油菜菌核病菌、 番茄葉霉病菌、 小麥全蝕病菌都具有一定的抗菌活性。可見殺菌類的磺酰胺對于很多農作物的菌類均有抑制作用, 說明此類的研究比較成熟。1.1.2 抗癌活性的磺酰胺癌癥對于人的傷害比較大, 而抗癌的藥物有比較多, 磺酰胺類化合物也具有抗癌活性。一些學者做了如下工作: Wimum等7合成了一類含有肼的苯磺酰胺類化合物對CAIX 的抑制。Kawai等8 設計合成了含有鄰氨基苯甲酸的苯磺酰胺類化合物對MetAP2 有較強的抑制作用, 對人微管內皮細胞(HMVEC cell line)增殖也具有較強的抑制效果。Sheppard等9以Kawai設計的化合物為先導化合物, 經過改變苯環上的取代

17、基設計合成了化合物。這些化合物對MetAP2有強抑制活性。日本Eisai公司10研制的一種微管蛋白抑制劑對多種移植腫瘤包括結腸癌、 非小細胞肺癌、 乳腺癌、 胰腺癌等顯示出抗腫瘤活性。與其它藥物聯合化療, 對急性白血病有治療效果。Wang等11設計合成了一系列5,6-二取代的苯磺酰胺類化合物對MetAP2顯示了強抑制作用, 對HT1080細胞也顯示了較強的抑制作用, Hend等12設計并合成了3-甲基1,2,4三唑4,3a-吡啶磺酰氯合成了取代的1,2,4三唑4,3a-吡啶磺酰胺類化合物, 大部分化合物對MetAP2顯示了強抑制作用。由這些應用可見在抗癌方面的研究同樣成熟。1.1.3除草活性的

18、磺酰胺磺胺類化合物在除草方面研究是最近比較的熱的, 以下學者在這方面有比較杰出的貢獻: 石德清等13合成的4-芳氧乙(丙)酰氨基苯磺酰胺目標化合物, 具有較好的除草活性。孫國香等14合成的1,2,4-三唑1,5-a嘧啶磺酰胺類化合物對闊葉雜草、 禾本科雜草均有很好的芽前和芽后防效。姜林等15合成的5個N-(6-氯吡啶-3-基)羰基-2-取代芳基磺酰胺化合物, 對雙子葉植物的有抑制作用。李長城等16合成的N-(2-氯吡啶-3-基)羰基-2-取代芳基酰胺化合物。對根、 莖的生長均有一定的抑制作用。1.1.4抗糖尿病的磺酰胺抗糖尿病的研究也是最近比較熱的。如: 張映霞等17合成的4-(3-(4-溴苯

19、基)-3-氧代-1-芳基丙氨基)-N-(5-甲基異噁唑-3-基)苯磺酰胺顯示強度不等的抗糖尿病活性。宋小禮等18生成的-氨基酮, 部分化合物能夠顯著激活過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)反應元件, 顯示出在糖尿病治療中的潛在應用價值。楊大成等19合成的含有磺胺的-氨基酮化合物具有不同程度的抗糖尿病活性。楊大成等20合成的-氨基酮化合物有一定的-葡萄糖苷酶抑制活性和PPRE 激動活性, 由此發現某些含有磺胺結構的-氨基酮具有抗糖尿病活性。1.1.5其它類磺酰胺磺酰胺類化合物在其它方面也有應用, 如抗病蟲, 艾滋病。Maloy等21合成的一系列異喹啉磺酰胺類化合物, 生物活性試驗顯示, 其中目

20、標化合物對惡性瘧原蟲有抑制作用。曾程初等22合成的一系列苯乙烯基喹啉磺酰胺衍生物對HIV-1 整合酶有抑制作用。1.2 磺酰胺類衍生物的合成進展 磺酰胺類衍生物的合成方法多種多樣, 但磺酰胺類化合物的合成方法主要還是酰氯和胺反應, 以下以一些具體的磺酰胺類化合物來分析的合成方法。1.2.1甲基磺酰胺的合成首先討論甲基磺酰胺的合成23, 這類磺酰胺化合物的結構比較簡單, 可是合成方法文獻報道還是比較多的, 甲基磺酰胺的合成多采用磺酰氯作為原料經氨化最終生成目的產物, 一般合成的方法有以下幾種: ( 1) 二甲基二硫法這種方法一般采用二甲基二硫為主要原料,經氯化、 氨化兩步法合成。這種路線操作簡單

21、,成本較低,產品穩定性較強、 純度較高,總收率也比較可觀24。( 2) 甲基異硫脲法這種路線收率比上種方法低。( 3) 甲硫醇法此路線比較陳舊,且原料較貴,不適用于工業生產。( 4) 硫酸二甲酯法用硫酸二甲酯為主要原料經氯化、 氨化合成甲基磺酰胺,產品收率達66.8%,純度在98%以上25-26。但這條路線操作較煩瑣,收率低,成本較高。( 5) ( 6) ( 5) ( 6) 兩種方法,副產物多,產品質量不穩定。( 7) 電解法(8)紫外光照射法CH4、 SO2、 Cl2在200-600 nm的光線照射下,可得到甲基磺酰氯,再與NH3反應可得到甲基磺酰胺。(7)、 (8)兩種方法不易工業化,只是

22、處于實驗階段。綜上所述, 甲基磺酰胺的合成還是以合成酰氯為前提, 可是這種方法也有弊端, 如遇水敏感以及有毒, 因此不適合長期保存。1.2.2 N-取代磺酰胺類化合物的合成有關N-取代磺酰胺類化合物的制備方法27報道較多, 以下以起始原料來分類介紹當前的一些合成方法( 1) 以酰氯為原料合成N-取代磺酰胺類化合物的常見方法是磺酰氯與胺在堿性條件下反應。Meshram等人28在 報道了用10%氧化銅為催化劑能夠催化反應。采用金屬催化反應時容易得到二磺?；衔锊⒂休^好的收率, 可是很難用于工業化生產。( 2) 以磺酸為原料Oraphin等人29在 報道了以磺酸為原料, 利用Cl3CCN/PPh3

23、體系做為氯化試劑轉化為相應的磺酰氯, 然后直接加入溶于4-甲基吡啶的胺得到N取代磺酰胺類化合物。反應對簡單的胺類化合物適用性較好, 反應中用到的氯化試劑三氯乙腈和三苯基膦的毒性都比較大。( 3) 以磺酸鹽為原料Tadashi等人30在1998年報道了磺酸鈉鹽與三苯基二溴或二氯化物反應發生磺酰鹵化, 再在三乙胺存在下與胺反應得到N取代磺酰胺類化合物?；酋Ｂ然磻? 使用三苯基二氯化物反應比較慢。反應過程中三苯基二溴或二氯化物都得新鮮制備毒性較大。( 4) 以磺酰胺為原料Huan He等人31在 報道了銅催化磺酰胺與鹵代芳烴反應得到N芳基磺酰胺類化合物。反應需要加熱到195, 文獻中采用了微波加

24、熱, 因為一般的油浴加熱, 收率只有50%而用微波加熱能夠使收率達到90%以上。同時反應只對溴代芳烴和碘代芳烴適用, 氯代芳烴幾乎不參與反應。( 5) 以硫醇為原料Stephen等人32在 報道了在-25下用次氯酸鈉與硫醇反應得到酰氯, 再快速與胺反應得到產物。次氯酸鈉做為氧化劑, 除了能夠避免使用氯氣還能夠很好的控制反應中氧化劑的用量, 同時能夠避免體系過酸導致酰氯水解。但反應對鹽酸的量和溫度要求非常嚴格, 而且反應極易產生副產物使得產物純化難度變大。( 6) 以磺酸酯為原料Stephen Caddick等人33在 報道了以磺酸五氟苯酯為原料, 在微波的輔助下與胺反應得到相應的N取代磺酰胺類

25、化合物。經過微波, 加入堿三乙胺或者DBU, 或是升高溫度以及延長反應時間, 使得不同的原料反應都取得了較好的收率, 反應的適用性也很好?？墒窃摲捶磻脑匣撬嵛宸锦サ闹苽浔容^復雜。1.2.3氮雜環二茂鐵磺酰胺的合成楊秉勤等人34經過自己設計生成了四種氮雜環取代的二茂鐵磺酰胺, 未有具體的實驗, 但反映還是以酰氯為原料。1.2.4 N-芳基二茂鐵磺酰胺的合成李明等人1經過在氮氣的保護下用二茂鐵磺酰氯在干燥的乙醚條件下, 與鄰苯甲胺反應。反應需要在氮氣的保護下, 工業生產要求比較高。1.3 磺酰胺發展前景在甲基磺酰胺的合成多采用與氯氣反應, 氯氣是有毒氣體, 操作時需要防止氯氣的外泄, 其中甲

26、硫醇法雖未采用氯氣, 可是原料較貴導致難以工業化的使用。在氮雜環二茂鐵磺酰胺的合成的合成中也需要氯氣才能合成原料。N-取代磺酰胺類化合物的合成中有部分方法為采用氯氣, 以磺酸為原料, 但也要生成磺酸氯, 以磺酸鹽和磺酸酯為原料的反應就比較好, 特別是以磺酸鹽為原料, 可是文獻中的合成還是要發生鹵化反應。其它磺酰胺的反應都是用酰氯反應。從文獻上看, 現在磺酰胺衍生物的合成大多以酰氯開始, 可是酰氯的合成與保存要求都比較高。綜上所述當前磺酰胺類化合物的合成方法主要還是酰氯和胺反應該方法比較簡單而磺酰氯由于其本身的的一些特性如遇水敏感以及有毒, 因此不適合長期保存。因此能夠采用別的原料如磺酸、 磺酸

27、鹽、 硫醇、 鹵苯等經酰氯化來合成取代磺酰胺類化合物不但能夠避免酰氯化不穩定的問題, 還能夠采用一鍋法等, 使反應更加經濟環保而以磺酰胺類化合物與鹵代烴烯烴醇等反應制備磺酰胺類化合物, 能夠有效避免使用親核性差的胺類導致反應收率低的問題可是以磺酰胺類化合物為原料存在反應條件苛刻, 催化劑不易得到, 適用性差等問題。因此尋找更為經濟, 環保的原料或者改進現有的反應將是當前研究的重點。1.4 課題的研究內容( 1) 用對甲苯亞磺酸鈉與苯胺的反應作為模版反應, 經過改變反應氧化劑、 原料摩爾比, 反應溫度、 反應時間、 反應溶劑來確定最佳反應條件。其合成為: 先確定模板反應, 以芳亞磺酰酸鈉和胺為原

28、料, 改變溶劑、 氧化劑、 摩爾比等條件, 進行模板反應條件的優化。( 2) 改變胺底物和芳磺酸鈉鹽的結構, 探討底物結構對反應的反應的影響。( 3) 合成相應的磺酰胺衍生物, 最后檢測其結構。2 實驗部分2.1 實驗材料2.1.1實驗藥品表1 實驗藥品藥品名稱規格生產廠家對甲基苯亞磺酸鈉分析純上海晶純試劑有限公司苯亞磺酸鈉分析純上海研拓生物科技有限公司對氯苯亞磺酸鈉分析純上海瑞碩化工有限公司對甲氧基苯亞磺酸鈉分析純廣州偉伯化工有限公司二芐胺分析純上海海曲化工有限公司苯胺分析純上海和田海茂實業有限公司鄰甲苯胺分析純溫州是萬?；妆桨贩治黾儽本┚赏び邢薰緦β缺桨贩治黾兾錆h鑫三角科技發

29、展有限公司二正丁胺分析純上海晶純試劑有限公司二苯胺分析純無錫市裕華化工有限公司1,4-二氧六環分析純天津市科蜜歐化學試劑有限公司甲苯分析純亞泰( 成都) 化工貿易有限公司DMSO分析純山西太古化工廠DMF分析純常州聚豐化工有限公司CuCl22H2O分析純上海舒壇環?？萍加邢薰緹o水FeCl3分析純深圳邁頓精細化工有限公司乙酸乙酯分析純天津市光復科技發展有限公司二氯甲烷分析純汕頭市西隴化工廠有限公司石油醚( 沸程60-90) 分析純天津市科蜜歐化學試劑有限公司石英砂( 20-50目) 分析純國藥集團化工試劑有限公司薄層層析硅膠GF254分析純青島海浪硅膠干燥劑廠2.1.2實驗儀器表2實驗儀器儀器

30、型號生產廠家集熱式恒溫加熱磁力攪拌器F-101S鞏義市予華儀器責任有限公司循環真空水泵SHZ-D( ) 鞏義市予華儀器有責任限公司電熱鼓風干燥箱101-2AB天津泰斯特儀器有限公司旋轉蒸發儀RE-52A鞏義市英峪予華儀器廠傅里葉紅外光譜儀AVATAR美國Nicolet公司真空干燥箱DFZ-6050鞏義市予華儀器有責任限公司三用紫外分析儀ZF2鞏義市予華儀器有責任限公司電子天平AL204梅特勒-托利多儀器( 上海) 有限公司2.2磺酰胺衍生物的合成在50mL圓底燒瓶中依次加入苯磺酸鈉鹽( 0.4mmol) , 胺類衍生物( 0.6mmol) 氧化劑CuCl2( 0.48mmol) , 溶劑1,4

31、-二氧六環( 2mL) 后, 將圓底燒瓶置于100油浴中攪拌反應24h后取出, 冷卻至室溫, 經過薄層色譜分析產物, 抽濾, 并用乙酸乙酯清洗, 在經過旋轉蒸發將低沸點物質經過真空抽濾旋干, 再用適量的二氯甲烷將剩下的固體溶解, 將溶液經過層析( 乙酸乙酯: 石油醚=1:3) 分析, 最后經過旋轉蒸發得到純的磺酰胺衍生物。對甲苯磺酰對甲苯胺( 3a) : 產率71.2%, 白色線狀晶體。IR( KBr壓片) v( 附圖1) : 3257, 3063, 2919, 1592, 1500, 1400, 1331, 1288, 1154, 1092, 954, 898, 812, 783, 697,

32、 659, 566( cm-1) 。( 在3257 cm-1, 1592 cm-1, 1500 cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環結構, 結合898 cm-1, 812 cm-1, 783 cm-1, 697 cm-1, 659 cm-1有5個吸收峰能夠認為為雙取代, 812 cm-1有吸收峰說明苯環上有兩個相鄰的吸收峰。1331 cm-1處有吸收峰說明有磺酸基, 35003300 cm-1有一個吸收帶且1500 cm-1處有吸收峰說明有面內的仲胺。) 對甲苯磺酰苯胺( 3b) : 產率65.4%, 白色線狀晶體。IR( KBr壓片) v( 附圖2) : 3259, 3052, 2923,

33、1598, 1491, 1411, 1339, 1220, 1158, 1091, 921, 814, 755, 700, 655, 562, 502( cm-1) 。( 在3052 cm-1, 1598 cm-1, 1491 cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環結構, 900-650 cm-1處只有4個吸收峰能夠認為為有一個單取代, 一個雙取代, 814 cm-1處有吸收峰說明苯環有4個相鄰接氫, 1339 cm-1處有吸收峰說明有磺酸基, 35003300 cm-1有一個吸收帶且1598 cm-1有一個吸收峰說明有面內的仲胺。) 對甲基磺酰鄰甲苯胺( 3c) : 產率70.6%, 白色線狀

34、晶體。IR( KBr壓片) v( 附圖3) : 3458, 3270, 3064, 2922, 2866, 1598, 1495, 1393, 1330, 1165, 1091, 909, 815, 755, 684, 572, 535, 451( cm-1) 。( 在3064 cm-1, 1598 cm-1, 1495 cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環結構900-650 cm-1處只有3個吸收峰能夠認為為有雙取代, 755 cm-1處有吸收峰說明苯環有4個相鄰接氫, 35003300 cm-1有一個吸收帶, 1330 cm-1吸收峰說明只有碳氮鍵且1598 cm-1有一個吸收峰說明有面內

35、的仲胺。) 對甲苯磺酰對氯苯胺( 3d) : 產率44.6%, 淺黃色線狀晶體。IR( KBr壓片) v( 附圖4) : 3458, 3322, 3240, 2958, 1595, 1459, 1486, 1369, 1332, 1159, 1068, 1013, 913, 813, 732, 682, 577, 495。( 在1595 cm-1, 1486 cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環結構900-650 cm-1處只有3個吸收峰能夠認為為有雙取代, 813 cm-1處有吸收峰說明苯環有2個相鄰接氫, 35003300 cm-1有一個吸收帶, 1332 cm-1吸收峰說明有碳氮鍵且15

36、95 cm-1有一個吸收峰說明有面內的仲胺。800 cm-1-600 cm-1有吸收峰說明有碳氯鍵。) 對甲苯磺酰二苯胺( 3e) : 產率太少, 沒檢測。對甲苯磺酰二芐胺( 3f) : 產率38.4%, 白色線狀晶體。IR( KBr壓片) v( 附圖5) : 3032, 2923, 2853, 1600, 1493, 1457, 1379, 1317, 1150, 1097, 926, 813, 735, 693, 656, 548, 527。( 在3032 cm-1, 1600 cm-1, 1493 cm-1, 1457 cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環結構900-650 cm-1處只

37、有4個吸收峰能夠認為為有一個單取代, 一個雙取代, , 813 cm-1處有吸收峰說明苯環有2個相鄰接氫, 35003300 cm-1有一個吸收帶, 35003300 cm-1有無吸收帶且1317 cm-1吸收峰說明只有碳氮鍵, 為叔胺。) 對甲苯磺酰二丁胺( 3g) : 產率73.5%, 無色透明狀晶體。IR( KBr壓片) v( 附圖6) : 2958, 2930, 2870, 1599, 1493, 1462, 1375, 1340, 1157, 1092, 1026, 983, 920, 874, 815, 753, 724, 653, 551。( 在1599 cm-1, 1493 c

38、m-1, 1462cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環結構900-650 cm-1處只有5個吸收峰能夠認為為有雙取代, 815 cm-1處有吸收峰說明苯環有2個相鄰接氫, 35003300 cm-1有無吸收帶且1340 cm-1吸收峰說明只有碳氮鍵, 為叔胺。) 對甲氧基苯磺酰二丁胺(3h): 產率65.4%, 無色透明狀晶體。IR( KBr壓片) v( 附圖7) : 2959, 2923, 2870, 1597, 1497, 1463, 1337, 1304, 1258, 1153, 1093, 1027, 920, 874, 835, 805, 755, 729, 657, 563。( 在

39、1597 cm-1, 1497 cm-1, 1463cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環結構900-650 cm-1處只有6個吸收峰能夠認為為有雙取代, 835 cm-1處有吸收峰說明苯環有2個相鄰接氫, 35003300 cm-1有無吸收帶且1337 cm-1吸收峰說明只有碳氮鍵, 為叔胺。) 苯磺酰二丁胺(3i): 產率59.5%, 無色透明狀晶體。IR( KBr壓片) v( 附圖8) : 3065, 2959, 2931, 2871, 1463, 1449, 1374, 1339, 1158, 1092, 1027, 994, 921, 875, 751, 731, 693, 583。(

40、 在3065 cm-1, 1463cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環結構900-650 cm-1處只有4個吸收峰能夠認為為有雙取代, 835 cm-1處有吸收峰說明苯環有2個相鄰接氫, 35003300 cm-1有無吸收帶且1337 cm-1吸收峰說明只有碳氮鍵, 為叔胺。) 對氯苯磺酰二丁胺(3j): 產率50.1%, 無色透明狀晶體。IR( KBr壓片) v( 附圖9) : 2960, 2934, 2871, 1583, 1472, 1342, 1276, 1159, 1092, 1026, 921, 829, 767, 720, 613, 563, 481。( 在1583 cm-1,

41、1472 cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環結構900-650 cm-1處只有3個吸收峰能夠認為為有雙取代, 835 cm-1處有吸收峰說明苯環有2個相鄰接氫, 35003300 cm-1有無吸收帶且1337 cm-1吸收峰說明只有碳氮鍵, 為叔胺, 800 cm-1-600 cm-1有吸收峰說明有碳氯鍵。) 2.3分離與分析2.3.1 TLC分析TLC板的制備: 用表面光潔、 平整, 厚薄12mm的優質平板玻璃, 將玻璃板洗凈至不掛水, 晾干, 貯存于干燥潔凈處備用。在200mL的燒杯中加入10g硅膠GF254邊攪拌邊加入0.5%的羧甲基纖維素鈉( CMC) 水溶液至均勻粘稠的膠漿,立即倒

42、在玻璃板上,用玻璃棒均勻地向前推進涂布在玻璃板上, 輕敲玻璃片, 使表面平整光滑。涂布好的薄層板于室溫下在水平臺上晾干,再在放入烘箱內, 緩慢升溫至105110下恒溫烘約30分鐘活化,取出貯于干燥器中備用。薄層板的厚度一般為0.250.5 mm.。點樣: 將樣品溶于乙醇中, 取出TLC板, 用鉛筆在薄層板上距離一端1cm處輕輕劃一橫線作為起始線, 然后用毛細管吸取樣品在起始線上小心點樣, 樣點間的間距為1cm。點樣結束帶樣點干燥后, 方可進行展開。點樣要輕, 不能刺破薄層。展開: 將點好樣的TLC板小心放入帶蓋的廣口瓶中。當溶液上升到距TLC板頂端0.5cm處時, 取出TLC板, 用鉛筆標記溶

43、液前端的位置, 待層析樣板風干后, 將板放置于紫外分析儀下觀察, 并標記觀察到的斑點。2.3.2柱色譜法取酸式滴定管一只, 洗凈烘干, 將滴定管垂直固定在鐵架上, 用100mL的燒杯在下面接受洗脫劑。取少量脫脂棉放入滴定管中, 再鋪約0.5cm厚的石英砂, 然后進行裝柱, 在柱內加入3/4石油醚, 打開活塞, 讓石油醚慢慢地滴入燒杯中, 把調好的糊狀層析硅膠經漏斗邊敲打邊加入柱中, 使吸附劑均勻緊密的裝入柱子底部。填充完成后, 用滴管吸取少量溶劑吧粘附在柱壁上的層析硅膠顆粒沖洗下去, 繼續敲打柱子, 再在上面鋪一層石英砂。取少量用二氯甲烷溶解的粗產物, 然后用乙酸乙酯與石油醚作為洗脫劑進行柱層

44、析, 經過點板, 跑板, 將相同組分的洗脫劑收集。2.4 產品紅外光譜( IR) 的測定本產品為固體, 將干燥的溴化鉀用瑪瑙研體研磨成細粉。去2毫克干燥的產品, 加入100倍質量的溴化鉀粉末一起研磨并混合均勻, 將上述混合物加入到壓片機中壓片, 降壓好的片進行紅外測定。3結果與討論3.1反應條件的優化我們首先援用對甲苯亞磺酸鈉與苯胺為反應模板, 進行氧化劑、 溶劑和原料摩爾比、 反應溫度、 反應時間等條件優化。3.1.1氧化劑對反應的影響表3 氧化劑對反應的影響氧化劑FeCl3CuCl2FeCl2CuSO4產率( %) 59.6%64.3%52.2%44.5%本文選用了四種氧化劑進行反應, 分

45、別是FeCl3, CuCl2, FeCl2, CuSO4。產率分別是59.6%, 64.3%, 52.2%, 44.5%。從數據中能夠看出CuCl2產率是最高的, 其次的是FeCl3, FeCl3的氧化性比CuCl2的氧化性高, 可是CuCl2的產率高于FeCl3, 可見氧化劑的氧化性過高可能導致此反應部分中間體分解, 而導致反應產率的下降。而后兩種氧化劑的產率低于前兩種, 其可能FeCl2是氧化性比較低, 但CuCl2, CuSO4的產率相較比較大, 可能是陰離子導致反應的產率變化比較大。可見, 同種陽離子的情況下, 可能有氯離子存在更適合此反應的發生。綜合考慮, 此反應選用CuCl2作為氧

46、化劑最為合適。表4 氧化劑的用量對反應影響氧化劑用量( mmol) 0.20.40.480.6產率( %) 36.4%56.3%64.3%67.7%選取此氧化劑, 經過改變氧化劑的用量, 查看對反應產率的影響。此次選用的量分別0.2mmol, 0.4 mmol, 0.48 mmol, 0.6 mmol。反應產率為36.4%, 56.3%, 64.3%, 67.7%, 從氧化劑用量的變化能夠看出從0.2 mmol 到0.4 mmol, 產率變化很大, 但從0.48mmol到0.6mmol的變化只有1.2%, 可見氧化劑達到一定量的時候, 氧化劑的量的增加對反應的產率的影響變化不大, 甚至當氧化劑

47、的量達到一定量時, 產率不再變化, 而考慮到經濟因素, 為了不造成浪費, 故選用量選擇0.48mmol。3.1.2反應物的摩爾比對反應的影響表5 原料摩爾比對方應的影響摩爾比1.5:11:11:1.51:21:2.5產率( %) 66.4%54.7%64.3%65.2%66.3%在2.2的基礎上只改變反應物的摩爾比, 觀察反應的產率的改變。選用的對甲苯亞磺酸鈉與苯胺的摩爾比分別為1.5:1, 1:1, 1:1.5, 1:2, 1:2.5等5個摩爾比, 來觀察實驗的變化。產率分別是66.4%, 54.7%, 64.3%, 65.2%, 66.3%?？梢姰斠环N反應原料過量時, 反應向正反應方向進行

48、, 可能是可逆反應。可是考慮的經濟因素, 苯胺價格相較于對甲苯亞磺酸鈉低, 因此選用苯胺過量比較合適, 而從反應產率來看, 后三組摩爾比的變化對反應影響很小。從經濟角度考慮, 選用1:1.5最為合適。3.1.3反應溫度對反應的影響表6 反應溫度對反應的影響反應溫度205080100產率( %) 20.6%44.6%57.1%64.3%在2.2的基礎上改變反應溫度, 分別設定為20, 50, 80, 100等四個溫度, 產率變化為20.6%, 44.6%, 57.1%, 64.3%。從數值變化能夠看出, 反應的產率是隨著溫度的上升而增加的, 可是考慮到1,4-二氧六環的沸點只有101, 故不能再

49、增加溫度。因此選擇100為反應溫度。3.1.4溶劑對反應的影響表7 溶劑對反應的影響溶劑1,4-二氧六環DMFDMSO甲苯產率( %) 64.3%55.8%52.6%58.2%以2.2為基礎, 選用1,4-二氧六環, DMF, DMSO, 甲苯四種溶劑為反應的溶劑, 加入四種溶劑的反應的反應產率為64.3%, 55.8%, 52.6%, 58.2%, 從產率來看, 1,4-二氧六環的產率最高, 其次是甲苯。其中1,4-二氧六環的沸點為101.1, DMF的沸點為152.8, DMSO的沸點為189, 甲苯的為110.6。可見產率與所選溶劑的沸點有關, 沸點低的產率相較而言高, 可能是沸點越低,

50、 越容易回流, 對反應越有利。其中1,4-二氧六環的價格比較低, 從經濟角度和產率來看, 選用1,4-二氧六環最為合理。當然溶劑的量對反應也有影響, 過少的話, 不利于反應的進行。過多的話, 不利于后面操作的進行。3.1.5反應時間對反應的影響表8反應時間對反應的影響反應時間8 h16 h24 h32 h產率( %) 21.3%43.6%64.3%67.4%以2.2為基礎, 分別選用8 h, 16 h, 24 h, 32 h。作為反應時間。產率分別是21.3%, 43.6%, 64.3%, 67.4%?？梢? 隨著時間的增加, 產率變的越來越高, 前三組的變化最為明顯。從24h增加到32h,

51、反應產率增加不多, 可能是因為產率達到最大值。反應越久, 副產物也會越多。故選24h作為反應時間。3.2反應底物結構對反應的影響為討論反應底物結構對反應的影響, 實驗選取了帶不同取代基的鈉鹽和不同結構的胺反應, 所得結果見表9所示: 從表9能夠看出, 胺類結構中的芳胺苯環上的胺為給電子基團, 當鈉鹽結構為對甲苯亞磺酸鈉時, 因此反應的產率都比較高, 苯胺上的甲基也為給電子基, 因此當有甲基取代時, 產率比沒有甲基取代的時候高, 對位甲基與鄰位甲基的產率相差不大, 是因為甲基為鄰對位定位基, 反應利于鄰對位取代?？墒钱敺及繁江h上對位為氯取代時, 雖然氯也是鄰對位定位基, 可是由于氯是吸電子基團,

52、 導致芳胺上的電子云密度下降, 使其比甲基取代時的產率低。當胺類結構為二苯胺時, 反應幾乎沒有產率, 可能是二苯胺的位阻大, 同時N原子與苯環產生共軛效應, 使其不利于反應的進行, 故產率很小。當胺類結構為二芐胺時, 共軛體系被打破, 故能與對甲苯亞磺酸鈉反應, 可是位阻同樣大, 但苯環能提供少量的給電子效應, 因此反應的產率不太低。表9 反應底物結構對反應的影響序號鈉鹽結構序號胺類結構序號結構產率1a2a3a71.2%1a2b3b64.3%1a2c3c70.6%1a2d3d44.6%1a2e3eTrace1a2f3f38.4%1a2g3g73.5%1b2g3h65.4%1c2g3i59.5%

53、1d2g3j50.1%當胺類結構為二正丁胺時, 空間位阻效應明顯降低, 反應比二芐胺為胺類結構的時候高, 當銨鹽結構中的苯環中有取代時, 反應產率比沒有取代時高, 同時甲基比甲氧基更利于反應的進行, 是由于甲基具有給電子超共軛效應。可是當取代基為氯時, 氯為吸電子基使電子云密度下降。不利于反應進行, 故產率低于給電子基取代的時候。4 結論本論文采用一鍋法制備磺酰胺類化合物, 不但所采用的原料價廉, 反應條件溫和。在磺酰胺類化合物合成反應中, 考察了反應氧化劑、 原料摩爾比, 反應溫度、 反應時間、 反應溶劑和反應物結構對反應的影響。結果表明: 在n(胺底物):n(芳磺酸鈉鹽)=1.5:1, 1

54、00 下回流反應24 h, 以0.48 mol CuCl2為氧化劑, 2 mL 1,4-二氧六環為溶劑, 產率中等。經過紅外檢測并分析, 結構正確。參考文獻1 李明, 白銀娟, 路軍. N-芳基二茂鐵磺酰胺的合成及表征J.西北大學學報 ( 自然科版) . , 30 (6).2 班樹榮 , 解鴻宇, 李青山. 手性磺酰胺有機小分子催化劑在不對稱催化反應中的應用進展J.有機化學. , 31 (9): 1350-1356.3 曾東強, 張耀謀, 陳君. N-取代苯磺?；?三唑基片吶酮腙的合成及殺菌活性J. 廣西農業生物科學, , 23(4): 313-3154 李興海, 祁之秋, 鐘昌繼, 等. 苯

55、甲酰基甲磺酰胺的合成與殺菌活性J. 農藥學學報, , 10(2): 136-1405 Iraj R E, Charalabos C, Panagiotis Z, et al. Sulfonamide-1,2,4-triazolederivatives as antifungal and antibacterial agents: Synthesis, biologicalevaluation, lipophilicity, and conformational studies J. Bioorg Med Chem, , 16: 1150-1161.6 梁曉梅, 方學琴, 董燕紅等. N-(芳基

56、磺酰氨基乙基)-1,6-己內酰胺的合成及殺菌活性J.農藥學學報, , 10 (2): 156-160.7 Wimum J Y, Dogn J M, Casin I A, et al. Carbonic anhyd-rase inhibitors: synthesis and inhibition of cytosolic /membrane-associated carbonic anhydrase isozymes I, II, and IX with sulfonamides incorporating hydrazineo moieties J. J Med Chem, , 48( 6)

57、 : 2121-2125.8 Kawa IM, Bamaung NY, Fidanze S D, et al. Development of ulfonamide compoundsas potent methionine aminopep tidase type II inhibitorswith antip roliferative proper-ties J. Bioorg Med Chem Lett, , 16( 13) : 3574-3577.9 Sheppard G S, Wang JY, Kawa I M, et al. Discovery and optimization of

58、 anthranilic acid sulfonamides as inhibitors of methionine aminopep tidase-2: a structural basis for the reduction of albumin bindingJ. J Med Chem, , 49 (13): 3832-384910 Chosy, F E, Mcclly C. Plasma and cerebrospinal fluid pharmacokinetics of intraven-ously administered ABT2751 in nonhuman primates

59、J. Can. J. Chem, , 60 (4): 563-567.11 Wang G T, Mantei R A, Kawa I M, et al. Lead optimization of methionine amino-pep tidase-2 (MetAP2 ) inhibitors containing sulfonamides of 5, 62disubstituted ant-hranilic acidsJ. Bioorg MedChem Lett, , 17 (10): 2817-2822.12 Hend N H, Abdel-Rahman B. A. El-Gazzar.

60、 Synthesis and antitumor activity of sub-stituted triazolo4,3-a pyrimidin-6-sulfonamide with an incorporated hiazolidinone moietyJBioorg Med Chem Lett, , 19: 4143-4147.13 石德清, 劉軍安, 劉小鵬等. 4-芳氧乙(丙)酰氨基苯磺酰胺的合成與除草活性J. 應用化學, , 20 (2):130- 133.14 孫國香, 蔣旭亮, 王煜華等. 三唑并嘧啶磺酰胺類化合物的合成及除草活性J. 現代農藥, , 4 (1): 14-16.