磺酰胺衍生物的合成研究.doc

题 目： 磺酰胺衍生物的合成研究 学 院： 化学化工学院 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 导师姓名： 杨辉琼 完成日期： 2014年6月8日 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月 日 题目： 磺酰胺衍生物的合成研究 姓名 学院 化学化工学院 专业 化学工程与工艺 班级 学号 指导老师 杨辉琼 职称 副教授 教研室主任 陈立新 一、基本任务及要求： 1 根据课题内容查阅资料，设计可行的实验方案。撰写一篇5000字以上的开题报告。 （含文献综述2500字） 2. 用对甲苯亚磺酸钠与苯胺的反应作为模版反应，通过改变反应氧化剂、原料摩尔比、 反应温度、反应时间、反应溶剂来确定最佳反应条件。 3. 改变胺底物和芳磺酸钠盐的结构，探讨底物结构对反应的反应的影响。 4. 合成相应的磺酰胺衍生物，最后检测其结构。 5撰写论文一篇，11000字13000字。 二、进度安排及完成时间：1、2.253.7 查阅文献资料 2、3.83.25 撰写文献综述和开题报告 3、3.254.1 实验准备，检查开题报告撰写情况，上交开题报告(含文献综述) 4、4.25.24 进实验室做实验 5、5.255.31 撰写毕业论文，补充实验 6、6.16.8 检查毕业论文，学生离开实验室，归还仪器 7、6.96.10 提交毕业论文、工作手册，原始记录等相关资料，修改毕业论文，准备答辩 8、6.116.13 毕业论文答辩，修改毕业论文，评定成绩，提交成绩单 目 录摘要IAbstractII1前言11.1 磺酰胺类化合物的发展11.1.1 杀菌活性的磺酰胺11.1.2 抗癌活性的磺酰胺11.1.3除草活性的磺酰胺21.1.4抗糖尿病的磺酰胺21.1.5其他类磺酰胺21.2 磺酰胺类衍生物的合成进展31.2.1甲基磺酰胺的合成31.2.2 N-取代磺酰胺类化合物的合成41.2.3氮杂环二茂铁磺酰胺的合成61.2.4 N-芳基二茂铁磺酰胺的合成61.3 磺酰胺发展前景61.4 课题的研究内容72 实验部分82.1 实验材料82.1.1实验药品82.1.2实验仪器92.2磺酰胺衍生物的合成92.3分离与分析112.3.1 TLC分析112.3.2柱色谱法122.4 产品红外光谱（IR）的测定123结果与讨论133.1反应条件的优化133.1.1氧化剂对反应的影响133.1.2反应物的摩尔比对反应的影响143.1.3反应温度对反应的影响143.1.4溶剂对反应的影响143.1.5反应时间对反应的影响153.2反应底物结构对反应的影响154 结论18参考文献19致 谢22附 录23磺酰胺衍生物的合成研究摘要 磺酰胺类化合物在医药和农药上具有广泛的生物活性，如：杀菌、除草、杀虫、抗癌、抗糖尿病等。本文采用磺酸钠盐与相应的胺类衍生物为主要原料，用一锅合成方法合成了磺酰胺衍生物3(3a3j)。考察了反应氧化剂、原料摩尔比，反应温度、反应时间、反应溶剂和反应物结构对反应的影响。结果表明：在n(胺底物):n(芳磺酸钠盐)=1.5:1，100 下回流反应24 h，以0.48 mol CuCl2为氧化剂，2 mL 1,4-二氧六环为溶剂，产率中等。产物结构经红外表征。 关键词 磺酰胺；芳磺酸钠盐；胺底物Study on synthesis of sulfonamide derivativesAbstract： Sulfonamide compounds have extensive biological activity in medicine and pesticide, 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, reaction 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; 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 sodium salt; Amine substrate281前言磺酰胺类化合物在医药和农药上具有广泛的生物活性，如：杀菌、除草1、杀虫、抗癌、抗糖尿病等。中近年来对磺酰胺类化合物的研究比较多，先后开发出了磺菌胺、甲磺菌胺等高效低毒的杀菌剂；大量具有抗肿瘤活性的磺酰胺类化合物被报道，其中一些化合物已进入临床试验阶段；还有大量报道具有抗糖尿病活性的磺酰胺类化合物的文献，手性磺酰胺有机小分子还能做催化剂2。磺酰胺的合成研究有着十分重要的现实意义。1.1 磺酰胺类化合物的发展磺酰胺类化合物具有很多应用，如：杀菌、抗癌、除草、抗糖尿病、杀虫等。中外很多学者通过改变取代基合成了磺酰类化合物在这些方面的具有广泛的生物活性，磺酰胺类化合物的应用如下：1.1.1 杀菌活性的磺酰胺杀菌类的磺酰胺类化合物比较多，有很多的学者对此进行了研究。如：曾东强等3合成的N-取代苯磺酰基-三唑基片呐酮腙, 小麦锈病菌生长具有较好的抑制活性。李兴海等4合成的具有杀菌活性的苯甲酰基甲磺酰胺类化合物对蕃茄灰霉病菌、小麦赤霉菌、黄瓜枯萎菌有较好的抑制活性。Iraj等5合成了具有杀菌活性的1,2,4-三唑磺酰胺类化合物对大肠杆菌和沙门螺旋杆菌、黄曲霉菌、绿色木霉菌均有很好的抑制作用。梁晓梅等6合成了N-(芳基磺酰氨基乙基)-1,6-己内酰胺对棉花立枯丝核菌、棉花枯萎病菌、稻瘟病菌、油菜菌核病菌、番茄叶霉病菌、小麦全蚀病菌都具有一定的抗菌活性。可见杀菌类的磺酰胺对于很多农作物的菌类均有抑制作用，说明此类的研究比较成熟。1.1.2 抗癌活性的磺酰胺癌症对于人的伤害比较大，而抗癌的药物有比较多，磺酰胺类化合物也具有抗癌活性。一些学者做了如下工作：Wimum等7合成了一类含有肼的苯磺酰胺类化合物对CAIX 的抑制。Kawai等8 设计合成了含有邻氨基苯甲酸的苯磺酰胺类化合物对MetAP2 有较强的抑制作用，对人微管内皮细胞(HMVEC cell line)增殖也具有较强的抑制效果。Sheppard等9以Kawai设计的化合物为先导化合物，通过改变苯环上的取代基设计合成了化合物。这些化合物对MetAP2有强抑制活性。日本Eisai公司10研制的一种微管蛋白抑制剂对多种移植肿瘤包括结肠癌、非小细胞肺癌、乳腺癌、胰腺癌等显示出抗肿瘤活性。与其他药物联合化疗，对急性白血病有治疗效果。Wang等11设计合成了一系列5,6-二取代的苯磺酰胺类化合物对MetAP2显示了强抑制作用，对HT1080细胞也显示了较强的抑制作用，Hend等12设计并合成了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-吡啶磺酰胺类化合物，大部分化合物对MetAP2显示了强抑制作用。由这些应用可见在抗癌方面的研究同样成熟。1.1.3除草活性的磺酰胺磺胺类化合物在除草方面研究是最近比较的热的，以下学者在这方面有比较杰出的贡献：石德清等13合成的4-芳氧乙(丙)酰氨基苯磺酰胺目标化合物，具有较好的除草活性。孙国香等14合成的1,2,4-三唑1,5-a嘧啶磺酰胺类化合物对阔叶杂草、禾本科杂草均有很好的芽前和芽后防效。姜林等15合成的5个N-(6-氯吡啶-3-基)羰基-2-取代芳基磺酰胺化合物，对双子叶植物的有抑制作用。李长城等16合成的N-(2-氯吡啶-3-基)羰基-2-取代芳基酰胺化合物。对根、茎的生长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较热的。如：张映霞等17合成的4-(3-(4-溴苯基)-3-氧代-1-芳基丙氨基)-N-(5-甲基异噁唑-3-基)苯磺酰胺显示强度不等的抗糖尿病活性。宋小礼等18生成的-氨基酮，部分化合物能够显著激活过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)反应元件，显示出在糖尿病治疗中的潜在应用价值。杨大成等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。杨大成等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 激动活性，由此发现某些含有磺胺结构的-氨基酮具有抗糖尿病活性。1.1.5其他类磺酰胺磺酰胺类化合物在其他方面也有应用，如抗病虫，艾滋病。Maloy等21合成的一系列异喹啉磺酰胺类化合物，生物活性试验显示，其中目标化合物对恶性疟原虫有抑制作用。曾程初等22合成的一系列苯乙烯基喹啉磺酰胺衍生物对HIV-1 整合酶有抑制作用。1.2 磺酰胺类衍生物的合成进展 磺酰胺类衍生物的合成方法多种多样，但磺酰胺类化合物的合成方法主要还是酰氯和胺反应，以下以一些具体的磺酰胺类化合物来分析的合成方法。1.2.1甲基磺酰胺的合成首先讨论甲基磺酰胺的合成23，这类磺酰胺化合物的结构比较简单，但是合成方法文献报道还是比较多的，甲基磺酰胺的合成多采用磺酰氯作为原料经氨化最终生成目的产物，一般合成的方法有以下几种：（1）二甲基二硫法这种方法一般采用二甲基二硫为主要原料,经氯化、氨化两步法合成。这种路线操作简单,成本较低,产品稳定性较强、纯度较高,总收率也比较可观24。（2）甲基异硫脲法这种路线收率比上种方法低。（3）甲硫醇法此路线比较陈旧,且原料较贵,不适用于工业生产。（4）硫酸二甲酯法用硫酸二甲酯为主要原料经氯化、氨化合成甲基磺酰胺,产品收率达66.8%,纯度在98%以上25-26。但这条路线操作较烦琐,收率低,成本较高。（5）（6）（5）（6）两种方法,副产物多,产品质量不稳定。（7）电解法(8)紫外光照射法CH4、SO2、Cl2在200-600 nm的光线照射下,可得到甲基磺酰氯,再与NH3反应可得到甲基磺酰胺。(7)、(8)两种方法不易工业化,只是处于实验阶段。综上所述，甲基磺酰胺的合成还是以合成酰氯为前提，但是这种方法也有弊端，如遇水敏感以及有毒，因此不适合长期保存。1.2.2 N-取代磺酰胺类化合物的合成有关N-取代磺酰胺类化合物的制备方法27报道较多，以下以起始原料来分类介绍目前的一些合成方法（1）以酰氯为原料合成N-取代磺酰胺类化合物的常用方法是磺酰氯与胺在碱性条件下反应。Meshram等人28在2009年报道了用10%氧化铜为催化剂可以催化反应。采用金属催化反应时容易得到二磺酰基化合物并有较好的收率，但是很难用于工业化生产。（2）以磺酸为原料Oraphin等人29在2006年报道了以磺酸为原料，利用Cl3CCN/PPh3体系做为氯化试剂转化为相应的磺酰氯，然后直接加入溶于4-甲基吡啶的胺得到N取代磺酰胺类化合物。反应对简单的胺类化合物适用性较好，反应中用到的氯化试剂三氯乙腈和三苯基膦的毒性都比较大。（3）以磺酸盐为原料Tadashi等人30在1998年报道了磺酸钠盐与三苯基二溴或二氯化物反应发生磺酰卤化，再在三乙胺存在下与胺反应得到N取代磺酰胺类化合物。磺酰氯化反应中，使用三苯基二氯化物反应比较慢。反应过程中三苯基二溴或二氯化物都得新鲜制备毒性较大。（4）以磺酰胺为原料Huan He等人31在2003年报道了铜催化磺酰胺与卤代芳烃反应得到N芳基磺酰胺类化合物。反应需要加热到195，文献中采用了微波加热，因为一般的油浴加热，收率只有50%而用微波加热可以使收率达到90%以上。同时反应只对溴代芳烃和碘代芳烃适用，氯代芳烃几乎不参与反应。（5）以硫醇为原料Stephen等人32在2005年报道了在-25下用次氯酸钠与硫醇反应得到酰氯，再快速与胺反应得到产物。次氯酸钠做为氧化剂，除了可以避免使用氯气还可以很好的控制反应中氧化剂的用量，同时可以避免体系过酸导致酰氯水解。但反应对盐酸的量和温度要求非常严格，而且反应极易产生副产物使得产物纯化难度变大。（6）以磺酸酯为原料Stephen Caddick等人33在2004年报道了以磺酸五氟苯酯为原料，在微波的辅助下与胺反应得到相应的N取代磺酰胺类化合物。通过微波，加入碱三乙胺或者DBU，或是升高温度以及延长反应时间，使得不同的原料反应都取得了较好的收率，反应的适用性也很好。但是该反反应的原料磺酸五氟苯酯的制备比较复杂。1.2.3氮杂环二茂铁磺酰胺的合成杨秉勤等人34通过自己设计生成了四种氮杂环取代的二茂铁磺酰胺，未有具体的实验，但反映还是以酰氯为原料。1.2.4 N-芳基二茂铁磺酰胺的合成李明等人1通过在氮气的保护下用二茂铁磺酰氯在干燥的乙醚条件下，与邻苯甲胺反应。反应需要在氮气的保护下，工业生产要求比较高。1.3 磺酰胺发展前景在甲基磺酰胺的合成多采用与氯气反应，氯气是有毒气体，操作时需要防止氯气的外泄，其中甲硫醇法虽未采用氯气，但是原料较贵导致难以工业化的使用。在氮杂环二茂铁磺酰胺的合成的合成中也需要氯气才能合成原料。N-取代磺酰胺类化合物的合成中有部分方法为采用氯气，以磺酸为原料，但也要生成磺酸氯，以磺酸盐和磺酸酯为原料的反应就比较好，尤其是以磺酸盐为原料，但是文献中的合成还是要发生卤化反应。其他磺酰胺的反应都是用酰氯反应。从文献上看，现在磺酰胺衍生物的合成大多以酰氯开始，但是酰氯的合成与保存要求都比较高。综上所述目前磺酰胺类化合物的合成方法主要还是酰氯和胺反应该方法比较简单而磺酰氯由于其本身的的一些特性如遇水敏感以及有毒，因此不适合长期保存。因此可以采用别的原料如磺酸、磺酸盐、硫醇、卤苯等经酰氯化来合成取代磺酰胺类化合物不仅可以避免酰氯化不稳定的问题，还可以采用一锅法等，使反应更加经济环保而以磺酰胺类化合物与卤代烃烯烃醇等反应制备磺酰胺类化合物，可以有效避免使用亲核性差的胺类导致反应收率低的问题但是以磺酰胺类化合物为原料存在反应条件苛刻，催化剂不易得到，适用性差等问题。因此寻找更为经济，环保的原料或者改进现有的反应将是目前研究的重点。1.4 课题的研究内容（1） 用对甲苯亚磺酸钠与苯胺的反应作为模版反应，通过改变反应氧化剂、原料摩尔比，反应温度、反应时间、反应溶剂来确定最佳反应条件。其合成为：先确定模板反应，以芳亚磺酰酸钠和胺为原料，改变溶剂、氧化剂、摩尔比等条件，进行模板反应条件的优化。（2） 改变胺底物和芳磺酸钠盐的结构，探讨底物结构对反应的反应的影响。（3）合成相应的磺酰胺衍生物，最后检测其结构。2 实验部分2.1 实验材料2.1.1实验药品表1 实验药品药品名称规格生产厂家对甲基苯亚磺酸钠分析纯上海晶纯试剂有限公司苯亚磺酸钠分析纯上海研拓生物科技有限公司对氯苯亚磺酸钠分析纯上海瑞硕化工有限公司对甲氧基苯亚磺酸钠分析纯广州伟伯化工有限公司二苄胺分析纯上海海曲化工有限公司苯胺分析纯上海和田海茂实业有限公司邻甲苯胺分析纯温州是万海化工对甲苯胺分析纯北京京泽旺化工有限公司对氯苯胺分析纯武汉鑫三角科技发展有限公司二正丁胺分析纯上海晶纯试剂有限公司二苯胺分析纯无锡市裕华化工有限公司1,4-二氧六环分析纯天津市科蜜欧化学试剂有限公司甲苯分析纯亚泰（成都）化工贸易有限公司DMSO分析纯山西太古化工厂DMF分析纯常州聚丰化工有限公司CuCl22H2O分析纯上海舒坛环保科技有限公司无水FeCl3分析纯深圳迈顿精细化工有限公司乙酸乙酯分析纯天津市光复科技发展有限公司二氯甲烷分析纯汕头市西陇化工厂有限公司石油醚（沸程60-90）分析纯天津市科蜜欧化学试剂有限公司石英砂（20-50目）分析纯国药集团化工试剂有限公司薄层层析硅胶GF254分析纯青岛海浪硅胶干燥剂厂2.1.2实验仪器表2实验仪器仪器型号生产厂家集热式恒温加热磁力搅拌器F-101S巩义市予华仪器责任有限公司循环真空水泵SHZ-D（）巩义市予华仪器有责任限公司电热鼓风干燥箱101-2AB天津泰斯特仪器有限公司旋转蒸发仪RE-52A巩义市英峪予华仪器厂傅里叶红外光谱仪AVATAR美国Nicolet公司真空干燥箱DFZ-6050巩义市予华仪器有责任限公司三用紫外分析仪ZF2巩义市予华仪器有责任限公司电子天平AL204梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司2.2磺酰胺衍生物的合成在50mL圆底烧瓶中依次加入苯磺酸钠盐（0.4mmol），胺类衍生物（0.6mmol）氧化剂CuCl2（0.48mmol），溶剂1,4-二氧六环（2mL）后，将圆底烧瓶置于100油浴中搅拌反应24h后取出，冷却至室温，通过薄层色谱分析产物，抽滤，并用乙酸乙酯清洗，在通过旋转蒸发将低沸点物质通过真空抽滤旋干，再用适量的二氯甲烷将剩下的固体溶解，将溶液通过层析（乙酸乙酯：石油醚=1:3）分析，最后通过旋转蒸发得到纯的磺酰胺衍生物。对甲苯磺酰对甲苯胺（3a）：产率71.2%，白色线状晶体。IR（KBr压片）v（附图1）：3257，3063，2919，1592，1500，1400，1331，1288，1154，1092，954，898，812，783，697，659，566（cm-1）。（在3257 cm-1，1592 cm-1，1500 cm-1处有吸收峰说明化合物中有苯环结构，结合898 cm-1，812 cm-1，783 cm-1，697 cm-1，659 cm-1有5个吸收峰可以认为为双取代，812 cm-1有吸收峰说明苯环上有两个相邻的吸收峰。1331 cm-1处有吸收峰说明有磺酸基，35003300 cm-1有一个吸收带且1500 cm-1处有吸收峰说明有面内的仲胺。）对甲苯磺酰苯胺（3b）：产率65.4%，白色线状晶体。IR（KBr压片）v（附图2）：3259，3052，2923，1598，1491，1411，1339，1220，1158，1091，921，814，755，700，655，562，502（cm-1）。（在3052 cm-1，1598 cm-1，1491 cm-1处有吸收峰说明化合物中有苯环结构，900-650 cm-1处只有4个吸收峰可以认为为有一个单取代，一个双取代，814 cm-1处有吸收峰说明苯环有4个相邻接氢，1339 cm-1处有吸收峰说明有磺酸基，35003300 cm-1有一个吸收带且1598 cm-1有一个吸收峰说明有面内的仲胺。）对甲基磺酰邻甲苯胺（3c）：产率70.6%，白色线状晶体。IR（KBr压片）v（附图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处有吸收峰说明化合物中有苯环结构900-650 cm-1处只有3个吸收峰可以认为为有双取代，755 cm-1处有吸收峰说明苯环有4个相邻接氢，35003300 cm-1有一个吸收带，1330 cm-1吸收峰说明只有碳氮键且1598 cm-1有一个吸收峰说明有面内的仲胺。）对甲苯磺酰对氯苯胺（3d）：产率44.6%，浅黄色线状晶体。IR（KBr压片）v（附图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处有吸收峰说明化合物中有苯环结构900-650 cm-1处只有3个吸收峰可以认为为有双取代，813 cm-1处有吸收峰说明苯环有2个相邻接氢，35003300 cm-1有一个吸收带，1332 cm-1吸收峰说明有碳氮键且1595 cm-1有一个吸收峰说明有面内的仲胺。800 cm-1-600 cm-1有吸收峰说明有碳氯键。）对甲苯磺酰二苯胺（3e）：产率太少，没检测。对甲苯磺酰二苄胺（3f）：产率38.4%，白色线状晶体。IR（KBr压片）v（附图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处有吸收峰说明化合物中有苯环结构900-650 cm-1处只有4个吸收峰可以认为为有一个单取代，一个双取代，813 cm-1处有吸收峰说明苯环有2个相邻接氢，35003300 cm-1有一个吸收带，35003300 cm-1有无吸收带且1317 cm-1吸收峰说明只有碳氮键，为叔胺。）对甲苯磺酰二丁胺（3g）：产率73.5%，无色透明状晶体。IR（KBr压片）v（附图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 cm-1，1462cm-1处有吸收峰说明化合物中有苯环结构900-650 cm-1处只有5个吸收峰可以认为为有双取代，815 cm-1处有吸收峰说明苯环有2个相邻接氢，35003300 cm-1有无吸收带且1340 cm-1吸收峰说明只有碳氮键，为叔胺。）对甲氧基苯磺酰二丁胺(3h)：产率65.4%，无色透明状晶体。IR（KBr压片）v（附图7）：2959，2923，2870，1597，1497，1463，1337，1304，1258，1153，1093，1027，920，874，835，805，755，729，657，563。（在1597 cm-1，1497 cm-1，1463cm-1处有吸收峰说明化合物中有苯环结构900-650 cm-1处只有6个吸收峰可以认为为有双取代，835 cm-1处有吸收峰说明苯环有2个相邻接氢，35003300 cm-1有无吸收带且1337 cm-1吸收峰说明只有碳氮键，为叔胺。）苯磺酰二丁胺(3i)：产率59.5%，无色透明状晶体。IR（KBr压片）v（附图8）：3065，2959，2931，2871，1463，1449，1374，1339，1158，1092，1027，994，921，875，751，731，693，583。（在3065 cm-1， 1463cm-1处有吸收峰说明化合物中有苯环结构900-650 cm-1处只有4个吸收峰可以认为为有双取代，835 cm-1处有吸收峰说明苯环有2个相邻接氢，35003300 cm-1有无吸收带且1337 cm-1吸收峰说明只有碳氮键，为叔胺。）对氯苯磺酰二丁胺(3j)：产率50.1%，无色透明状晶体。IR（KBr压片）v（附图9）：2960，2934，2871，1583，1472，1342，1276，1159，1092，1026，921，829，767，720，613， 563，481。（在1583 cm-1，1472 cm-1处有吸收峰说明化合物中有苯环结构900-650 cm-1处只有3个吸收峰可以认为为有双取代，835 cm-1处有吸收峰说明苯环有2个相邻接氢，35003300 cm-1有无吸收带且1337 cm-1吸收峰说明只有碳氮键，为叔胺，800 cm-1-600 cm-1有吸收峰说明有碳氯键。）2.3分离与分析2.3.1 TLC分析TLC板的制备：用表面光洁、平整，厚薄12mm的优质平板玻璃，将玻璃板洗净至不挂水，晾干，贮存于干燥洁净处备用。在200mL的烧杯中加入10g硅胶GF254边搅拌边加入0.5%的羧甲基纤维素钠（CMC）水溶液至均匀粘稠的胶浆,立即倒在玻璃板上,用玻璃棒均匀地向前推进涂布在玻璃板上，轻敲玻璃片，使表面平整光滑。涂布好的薄层板于室温下在水平台上晾干,再在放入烘箱内，缓慢升温至105110下恒温烘约30分钟活化,取出贮于干燥器中备用。薄层板的厚度一般为0.250.5 mm.。点样：将样品溶于乙醇中，取出TLC板，用铅笔在薄层板上距离一端1cm处轻轻划一横线作为起始线，然后用毛细管吸取样品在起始线上小心点样，样点间的间距为1cm。点样结束带样点干燥后，方可进行展开。点样要轻，不能刺破薄层。展开：将点好样的TLC板小心放入带盖的广口瓶中。当溶液上升到距TLC板顶端0.5cm处时，取出TLC板，用铅笔标记溶液前端的位置，待层析样板风干后，将板放置于紫外分析仪下观察，并标记观察到的斑点。2.3.2柱色谱法取酸式滴定管一只，洗净烘干，将滴定管垂直固定在铁架上，用100mL的烧杯在下面接受洗脱剂。取少量脱脂棉放入滴定管中，再铺约0.5cm厚的石英砂，然后进行装柱，在柱内加入3/4石油醚，打开活塞，让石油醚慢慢地滴入烧杯中，把调好的糊状层析硅胶经漏斗边敲打边加入柱中，使吸附剂均匀紧密的装入柱子底部。填充完成后，用滴管吸取少量溶剂吧粘附在柱壁上的层析硅胶颗粒冲洗下去，继续敲打柱子，再在上面铺一层石英砂。取少量用二氯甲烷溶解的粗产物，然后用乙酸乙酯与石油醚作为洗脱剂进行柱层析，通过点板，跑板，将相同组分的洗脱剂收集。2.4 产品红外光谱（IR）的测定本产品为固体，将干燥的溴化钾用玛瑙研体研磨成细粉。去2毫克干燥的产品，加入100倍质量的溴化钾粉末一起研磨并混合均匀，将上述混合物加入到压片机中压片，降压好的片进行红外测定。3结果与讨论3.1反应条件的优化我们首先援用对甲苯亚磺酸钠与苯胺为反应模板, 进行氧化剂、溶剂和原料摩尔比、反应温度、反应时间等条件优化。3.1.1氧化剂对反应的影响表3 氧化剂对反应的影响氧化剂FeCl3CuCl2FeCl2CuSO4产率（%）59.6%64.3%52.2%44.5%本文选用了四种氧化剂进行反应，分别是FeCl3，CuCl2，FeCl2，CuSO4。产率分别是59.6%，64.3%，52.2%，44.5%。从数据中可以看出CuCl2产率是最高的，其次的是FeCl3，FeCl3的氧化性比CuCl2的氧化性高，但是CuCl2的产率高于FeCl3，可见氧化剂的氧化性过高可能导致此反应部分中间体分解，而导致反应产率的下降。而后两种氧化剂的产率低于前两种，其可能FeCl2是氧化性比较低，但CuCl2，CuSO4的产率相较比较大，可能是阴离子导致反应的产率变化比较大。可见，同种阳离子的情况下，可能有氯离子存在更适合此反应的发生。综合考虑，此反应选用CuCl2作为氧化剂最为合适。表4 氧化剂的用量对反应影响氧化剂用量（mmol）0.20.40.480.6产率（%）36.4%56.3%64.3%67.7%选取此氧化剂，通过改变氧化剂的用量，查看对反应产率的影响。此次选用的量分别0.2mmol，0.4 mmol，0.48 mmol，0.6 mmol。反应产率为36.4%，56.3%， 64.3%，67.7%，从氧化剂用量的变化可以看出从0.2 mmol 到0.4 mmol，产率变化很大，但从0.48mmol到0.6mmol的变化只有1.2%，可见氧化剂达到一定量的时候，氧化剂的量的增加对反应的产率的影响变化不大，甚至当氧化剂的量达到一定量时，产率不再变化，而考虑到经济因素，为了不造成浪费，故选用量选择0.48mmol。3.1.2反应物的摩尔比对反应的影响表5 原料摩尔比对方应的影响摩尔比1.5:11:11:1.51:21:2.5产率（%）66.4%54.7%64.3%65.2%66.3%在2.2的基础上只改变反应物的摩尔比，观察反应的产率的改变。选用的对甲苯亚磺酸钠与苯胺的摩尔比分别为1.5:1，1:1，1:1.5，1:2，1:2.5等5个摩尔比，来观察实验的变化。产率分别是66.4%，54.7%，64.3%，65.2%，66.3%。可见当一种反应原料过量时，反应向正反应方向进行，可能是可逆反应。但是考虑的经济因素，苯胺价格相较于对甲苯亚磺酸钠低，所以选用苯胺过量比较合适，而从反应产率来看，后三组摩尔比的变化对反应影响很小。从经济角度考虑，选用1:1.5最为合适。3.1.3反应温度对反应的影响表6 反应温度对反应的影响反应温度205080100产率（%）20.6%44.6%57.1%64.3%在2.2的基础上改变反应温度，分别设定为20，50，80，100等四个温度，产率变化为20.6%，44.6%，57.1%，64.3%。从数值变化可以看出，反应的产率是随着温度的上升而增加的，但是考虑到1,4-二氧六环的沸点只有101，故不能再增加温度。所以选择100为反应温度。3.1.4溶剂对反应的影响表7 溶剂对反应的影响溶剂1,4-二氧六环DMFDMSO甲苯产率（%）64.3%55.8%52.6%58.2%以2.2为基础，选用1,4-二氧六环，DMF，DMSO，甲苯四种溶剂为反应的溶剂，加入四种溶剂的反应的反应产率为64.3%，55.8%，52.6%，58.2%，从产率来看，1,4-二氧六环的产率最高，其次是甲苯。其中1,4-二氧六环的沸点为101.1，DMF的沸点为152.8，DMSO的沸点为189，甲苯的为110.6。可见产率与所选溶剂的沸点有关，沸点低的产率相较而言高，可能是沸点越低，越容易回流，对反应越有利。其中1,4-二氧六环的价格比较低，从经济角度和产率来看，选用1,4-二氧六环最为合理。当然溶剂的量对反应也有影响，过少的话，不利于反应的进行。过多的话，不利于后面操作的进行。3.1.5反应时间对反应的影响表8反应时间对反应的影响反应时间8 h16 h24 h32 h产率（%）21.3%43.6%64.3%67.4%以2.2为基础，分别选用8 h，16 h，24 h，32 h。作为反应时间。产率分别是21.3%，43.6%，64.3%，67.4%。可见，随着时间的增加，产率变的越来越高，前三组的变化最为明显。从24h增加到32h，反应产率增加不多，可能是因为产率达到最大值。反应越久，副产物也会越多。故选24h作为反应时间。3.2反应底物结构对反应的影响为讨论反应底物结构对反应的影响，实验选取了带不同取代基的钠盐和不同结构的胺反应，所得结果见表9所示：从表9可以看出，胺类结构中的芳胺苯环上的胺为给电子基团，当钠盐结构为对甲苯亚磺酸钠时，所以反应的产率都比较高，苯胺上的甲基也为给电子基，所以当有甲基取代时，产率比没有甲基取代的时候高，对位甲基与邻位甲基的产率相差不大，是因为甲基为邻对位定位基，反应利于邻对位取代。但是当芳胺苯环上对位为氯取代时，虽然氯也是邻对位定位基，但是由于氯是吸电子基团，导致芳胺上的电子云密度下降，使其比甲基取代时的产率低。当胺类结构为二苯胺时，反应几乎没有产率，可能是二苯胺的位阻大，同时N原子与苯环产生共轭效应，使其不利于反应的进行，故产率很小。当胺类结构为二苄胺时，共轭体系被打破，故能与对甲苯亚磺酸钠反应，但是位阻同样大，但苯环能提供少量的给电子效应，所以反应的产率不太低。表9 反应底物结构对反应的影响序号钠盐结构序号胺类结构序号结构产率1a2a3a71.2%1a2b3b64.3%1a2c3c70.6%1a2d3d44.6%1a2e3eTrace1a2f3f38.4%1a2g3g73.5%1b2g3h65.4%1c2g3i59.5%1d2g3j50.1%当胺类结构为二正丁胺时，空间位阻效应明显降低，反应比二苄胺为胺类结构的时候高，当铵盐结构中的苯环中有取代时，反应产率比没有取代时高，同时甲基比甲氧基更利于反应的进行，是由于甲基具有给电子超共轭效应。但是当取代基为氯时，氯为吸电子基使电子云密度下降。不利于反应进行，故产率低于给电子基取代的时候。4 结论（1） 本论文采用一锅法制备磺酰胺类化合物，不仅所采用的原料价廉，反应条件温和。（2） 在磺酰胺类化合物合成反应中，考察了反应氧化剂、原料摩尔比，反应温度、反应时间、反应溶剂和反应物结构对反应的影响。结果表明：在n(胺底物):n(芳磺酸钠盐)=1.5:1，100 下回流反应24 h，以0.48 mol CuCl2为氧化剂，2 mL 1,4-二氧六环为溶剂，产率中等。（3） 经过红外检测并分析，结构正确。参考文献1 李明, 白银娟, 路军. 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