本发明属于可见光催化合成，尤其涉及一种无金属参与的可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法。
背景技术：
1、磺酰胺类化合物是一类非常重要的有机化合物，广泛存在于具有生物活性的分子中，在医药及农药等领域有广泛的应用。因此，在温和条件下以简洁、高效、绿色的方式构建该类化合物具有重要意义。传统的合成磺酰胺类化合物的方法包括：1)磺酸和胺在酸/碱催化剂和加热条件下进行缩合制备得到，该方法反应条件苛刻及对环境不友好，不符合绿色化学的要求；2)使用磺酰卤与胺发生亲核加成反应制备得到，该方法所使用的试剂虽然反应活性高，但是价格较贵且比较危险，且容易腐蚀设备，污染环境。过去的二十年里，氮宾前体化合物，如有机叠氮化物、二噁唑酮等，参与的胺化/酰胺化反应受到了广泛关注。过渡金属催化的氮宾转移反应已经成为实现胺化/酰胺化反应的一种普遍策略。如过渡金属催化烯烃与二噁唑酮的氢酰胺化反应，实现了一些马氏和反马氏氢酰胺化反应。rovis等人实现了过渡金属铑催化的碳氢键直接磺酰胺化反应(n.wagner-carlberg,t.rovis,j.am.chem.soc.2022,144,22426-22432)，但是反应所使用的过渡金属催化剂通常为贵金属催化剂，大大增加了成本以及产物分离难度。此外，可见光催化具有反应条件温和、操作简单、绿色环保等优点，近年来得到了蓬勃发展，是有机化学的前沿领域之一。可见光催化氮宾前体的转化近年来也得到了广泛关注。例如在光催化剂作用下，有机叠氮化物可以通过光介导的三重态能量转移机制得到激发态叠氮化物，进而脱去氮气产生游离的氮宾中间体，实现了包括c-h胺化，氮杂环丙烷化等反应。另外，有机叠氮化物还可以通过光催化剂进行单电子还原形成叠氮化物自由基阴离子，然后发生n2解离和质子化产生氮自由基，进而发生后续转化。磺酰叠氮是一种重要的有机合成中间体，具有廉价易得、毒性较低、使用方便等优点，利用该类化合物发展无金属可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法具有重要意义。
2、综上所述，目前公开的磺酰胺衍生物的合成方法仍存在诸多不足，如反应条件苛刻、依赖贵金属催化剂、底物适用范围较窄等。因此开发反应条件温和、不使用金属催化剂，底物适用范围广、反应操作简单、原料易得的合成磺酰胺衍生物方法非常重要。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种无金属参与的可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法。通过可见光催化磺酰叠氮与烯烃的反马氏氢酰胺化制备磺酰胺衍生物，该方法使用的原料廉价易得，底物适用性较为广泛；使用的有机光催化剂不含金属，可以用于药物生物活性分子引入磺酰胺基团的后修饰反应；此外，该方法反应时间短、条件温和、目标产物的收率高、污染小、反应操作和后处理过程简单，适合于工业化生产。
2、本发明的目的是提供一种无金属参与的可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法，包括以下步骤：保护氛围下，烯烃和磺酰叠氮在有机光催化剂、汉斯酯和硫酚的作用下，在溶剂中于可见光照射下发生反应，得到所述的磺酰胺衍生物；
3、所述烯烃的结构式为所述磺酰叠氮的结构式为所述磺酰胺衍生物的结构式为
4、其中，r1选自芳基或c1-c20的烷基；
5、r2选自氢、cl-c4的烷基、烷氧基、芳基或卤素。
6、在本发明的一个实施例中，所述有机光催化剂选自2,4,6-三(二苯基氨基)-5-氟间苯二甲腈(3dpafipn)2,4,6-三(二苯基氨基)-3,5-二氟苯腈(3dpa2fbn)1,2,3,5-四(二苯胺基)-4,6-二氰基苯(4dpaipn)或2,4,5,6-四(9-咔唑基)-间苯二腈(4czipn)
7、在本发明的一个实施例中，所述汉斯酯选自2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二羧酸二乙酯或2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二羧酸二甲酯
8、在本发明的一个实施例中，所述硫酚选自对甲苯硫酚对甲氧基苯硫酚对氟苯硫酚对氯苯硫酚或对溴苯硫酚
9、在本发明的一个实施例中，所述烯烃、磺酰叠氮、有机光催化剂、汉斯酯和硫酚的摩尔比为1:(1-5):(0.01-0.05):(1-5):(1-5)。
10、在本发明的一个实施例中，所述可见光的光源波长为450nm-465nm。
11、在本发明的一个实施例中，所述溶剂选自乙腈、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃或甲苯。
12、在本发明的一个实施例中，所述保护氛围选自氮气氛围或氩气氛围。
13、在本发明的一个实施例中，反应结束后，还包括从反应液中分离提纯所述的磺酰胺衍生物的步骤。
14、在本发明的一个实施例中，判断反应是否完成，可使用tlc(薄层色谱法)、lc(液相色谱)、gc(气相色谱，分子量小于300时)等方式追踪。
15、在本发明的一个实施例中，所述分离提纯是通过柱层析或液相色谱实现的。
16、本发明的具体的反应通式如下所示：
17、
18、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
19、(1)本发明所述的制备方法通过光诱导磺酰叠氮化合物通过氢原子转移(hat)机制高效产生氮自由基，这是该反应可以在几分钟内完成的关键。通过氢原子转移策略实现有机叠氮化物高效转化为氮自由基中间体目前尚未有文献报道。该反应详细机理如图1所示：首先，激发态光敏剂3dpafipn*通过单电子转移(set)方式与汉斯酯(he)发生还原淬灭，分别生成3dpafipn·-和he·+两种中间体。随后he·+与磺酰叠氮化物通过hat方式生成关键的磺酰胺自由基i，形成的自由基i可通过自由基加成(ra)进攻烯烃形成烷基自由基ii。最后，生成的烷基自由基ii与对甲苯硫酚的s-h部分发生hat反应生成目标产物。生成的硫自由基(iii)与还原态光敏剂(3dpafipn·-)发生set过程，再生光催化剂并生成相应的硫阴离子(iv)，接下来硫阴离子(iv)质子化后完成对甲苯硫酚的催化循环。
20、(2)本发明所述的制备方法与现有的过渡金属催化制备磺酰胺衍生物相比，使用的有机光催化剂不含金属，可以用于药物生物活性分子引入磺酰胺基团的后修饰反应。
21、(3)本发明所述的制备方法以烯烃为起始物，原料易得、毒性低、成本低廉、种类多；所用胺化试剂为叠氮类，廉价易得、毒性较低、使用方便；反应条件温和，反应时间短，目标产物的收率高，反应操作和后处理过程简单，适合于工业化生产。该方法不仅适用于活化烯烃磺酰胺衍生物的合成，对非活化烯烃同样适用。
1.一种无金属参与的可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法，其特征在于，包括以下步骤：保护氛围下，烯烃和磺酰叠氮在有机光催化剂、汉斯酯和硫酚的作用下，在溶剂中于可见光照射下发生反应，得到所述的磺酰胺衍生物；
2.根据权利要求1所述的无金属参与的可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法，其特征在于，所述有机光催化剂选自2,4,6-三(二苯基氨基)-5-氟间苯二甲腈、2,4,6-三(二苯基氨基)-3,5-二氟苯腈、1,2,3,5-四(二苯胺基)-4,6-二氰基苯或2,4,5,6-四(9-咔唑基)-间苯二腈。
3.根据权利要求1所述的无金属参与的可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法，其特征在于，所述汉斯酯选自2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二羧酸二乙酯或2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二羧酸二甲酯。
4.根据权利要求1所述的无金属参与的可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法，其特征在于，所述硫酚选自对甲苯硫酚、对甲氧基苯硫酚、对氟苯硫酚、对氯苯硫酚或对溴苯硫酚。
5.根据权利要求1所述的无金属参与的可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法，其特征在于，所述烯烃、磺酰叠氮、有机光催化剂、汉斯酯和硫酚的摩尔比为1:(1-5):(0.01-0.05):(1-5):(1-5)。
6.根据权利要求1所述的无金属参与的可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法，其特征在于，所述可见光的光源波长为450nm-465nm。
7.根据权利要求1所述的无金属参与的可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法，其特征在于，所述溶剂选自乙腈、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃或甲苯。
8.根据权利要求1所述的无金属参与的可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法，其特征在于，所述保护氛围选自氮气氛围或氩气氛围。
9.根据权利要求1所述的无金属参与的可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法，其特征在于，反应结束后，还包括从反应液中分离提纯所述的磺酰胺衍生物的步骤。
10.根据权利要求9所述的无金属参与的可见光催化制备磺酰胺衍生物的方法，其特征在于，所述分离提纯是通过柱层析或液相色谱实现的。
