[发明专利]一种绿色高效的氧化体系制备砜和N-氧化合物的方法

说明书

本发明公开了一种绿色高效的氧化体系制备砜和N‑氧化合物的方法，该方法以叔胺化合物或芳香硫醚或脂肪硫醚化合物为原料，以H₂O₂作为氧化剂、以甲醇作为反应溶剂、碳酸钾作为碱，并通入硫酰氟5O₂F₂气体作为促进剂，密封条件下室温搅拌进行氧化反应；反应结束后，经过滤除去固体碳酸钾、干燥除水、再过滤得到粗产物，最后经由柱层析分离得到纯品。叔胺氧化成N‑氧化合物，硫醚氧化成砜。本发明使用了非常价廉易得的硫酰氟(SO₂F₂)作为反应促进剂，绿色环保的双氧水(H₂O₂)作为氧化剂，且反应的得率普遍较高；反应后副产物仅为易除去且无污染的水和无机盐(SO₄^2‑和F^‑)，是一种绿色高效的氧化体系，适用于大规模的工业生产。

技术领域

本发明属于医药化工技术领域，具体涉及一种绿色高效的氧化体系制备砜和N-氧化合物的方法。

背景技术

N-氧化物一般是由相应的叔胺氧化得到的，是一类重要的有机化工中间体，广泛应用在有机合成中(作为氧化剂、反应中间体、多种重要的生物活性物质的组成结构单元)。

硫醚化合物氧化成砜是一类重要的有机反应，在有机合成中具有广泛的应用价值。研究表明许多砜类化合物具有显著的生物活性，在杀虫、杀菌、抗肿瘤和抗病毒等领域有着不可估量的应用前景。并且在绿色化学这一理念的影响下，以低浓度的30％双氧水为氧化剂的催化氧化体系越来越受到化学工作者的关注。

传统的N-氧化物和砜类化合物的合成方法主要为在二氯甲烷溶剂中，使用间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)氧化叔胺和硫醚成N-氧化物和砜类化合物。这类反应通常需要使用有毒的含氯溶剂，比如二氯甲烷，并且反应过程中产生的间氯苯甲酸副产物难以除去。毫无疑问，这些缺陷的存在限制了该方法在车间生产中的应用。

在有机溶剂或水相中，金属催化剂可以催化双氧水用于氧化叔胺或硫醚。这类方法尽管有着产物收率高、反应时间短的优点，但是使用昂贵的催化剂会增加生产成本，且反应后续还会产生难以处理的金属固体废物。

发明内容

针对现有技术中的不足与难题，本发明旨在提供一种绿色高效的氧化体系制备砜和N-氧化合物的方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种绿色高效的氧化体系制备砜和N-氧化合物的方法，该方法以叔胺化合物或芳香硫醚或脂肪硫醚化合物为原料，以H₂O₂作为氧化剂、以甲醇作为反应溶剂、碳酸钾作为碱，并通入硫酰氟SO₂F₂气体作为促进剂，密封条件下室温搅拌进行氧化反应；反应结束后，经过滤除去固体碳酸钾、干燥除水、再过滤得到粗产物，最后经由硅胶柱层析分离纯化得到纯品。

具体地，当以叔胺化合物为原料时，其反应产物为N-氧化合物；当以芳香硫醚或脂肪硫醚化合物为原料时，其产物为砜。

优选地，氧化反应时间为20～40min；反应温度为23～32℃。

优选地，叔胺化合物或芳香硫醚或脂肪硫醚化合物与H₂O₂的摩尔当量比为1:1～10，优选为1:6；叔胺化合物或芳香硫醚或脂肪硫醚化合物与碳酸钾的摩尔当量比为1:1～10，优选为1:4。

在本发明中，“叔胺化合物”具有本领域技术人员所通常理解的含义，如叔胺化合物为喹啉及其衍生物、异喹啉及其衍生物、吡啶及其衍生物等，还包括含氮杂环化合物。

与现有技术相比，本发明有益效果包括：