论文总字数：19965字

摘 要

砜类化合物是含有磺酰基官能团的化合物，主要包括磺酰基化合物和磺酰胺类化合物，它们是非常重要的有机合成中间体。通过在分子骨架中导入磺酰基官能团能够得到具有广泛生物活性的砜类衍生物。合成砜的传统方法包括硫醚的氧化、磺酰氯的磺酰化以及亚磺酸盐的偶联反应。这类合成方法存在金属残留、环境不友好、操作复杂、生产成本高等问题。

本项目拟从合成策略和合成手段两个方面解决这些问题。利用自由基磺酰化策略可以有效地解决砜类化合物合成中的许多问题，但仍存在表观反应速率过慢以及难以实现过程放大等挑战。本项目拟利用微尺度效应强化自由基磺酰化反应，在微尺度下通过芳基重氮盐与DABSO配合作用产生磺酰基自由基，并利用设计链状烯烃、炔烃及1,n-烯炔化合物作为反应底物进行自由基磺酰化合成砜类化合物。项目工作为开发新型高效的砜结构绿色合成提供了理论依据和技术支持，为探索微尺度对自由基反应的作用机理提供了技术参考。

关键词：砜类化合物 自由基磺酰化 微尺度效应

Studies on green synthesis and reaction mechanism of sulfones

Abstract

Sulfone compounds are compounds containing sulfonyl functional groups and mainly include sulfonyl compounds and sulfonamide compounds, which are very important organic synthesis intermediates. Sulfone derivatives with broad biological activity can be obtained by introducing sulfonyl functional groups into the molecular skeleton. Traditional methods for synthesizing sulfones include oxidation of thioethers, sulfonylation of sulfonyl chlorides, and coupling reactions of sulfinates. Such synthesis methods have problems of metal residues, environmental unfriendliness, complicated operations, and high production costs.

This project intends to solve these problems in terms of synthesis strategies and synthesis methods. Using free radical sulfonylation strategies can effectively solve many problems in the synthesis of sulfone compounds, but there are still challenges such as slow apparent reaction rates and difficulty in achieving process amplification. This project intends to use the micro-scale effect to enhance the free radical sulfonylation reaction and generate sulfonyl radicals through the coordination of aryl diazonium salt and DABSO at the microscale, and to use the design of chain olefins, alkynes and 1,n-ene The alkyne compound is used as a reaction substrate for radical sulfonylation to synthesize sulfone compounds. The project work provides a theoretical basis and technical support for the development of a new and efficient sulfone structure green synthesis, and provides a technical reference for exploring the microscale mechanism of free radical reaction.

Key words：Sulfone compounds；Free radical sulfonylation；Microscale effect

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 砜类化合物合成的研究背景 1

1.2 传统的砜类化合物合成方法 1

1.2.1 硫醚的氧化 2

1.2.2磺酰氯参与的磺酰化反应 2

1.2.3 亚磺酸盐的偶联反应 3

1.3 本项目研究背景 5

1.3.1 自由基磺酰化 5

1.3.2 微流场技术 5

第二章 实验部分 7

2.1 实验方案设计 7

2.2 实验仪器和实验试剂 8

2.2.1 实验仪器 8

2.2.2 实验试剂 8

2.3 实验步骤与操作要点 9

2.3.2 反应条件优化 10

2.3.3 底物适用范围考察 13

2.4 本章小结 15

第三章 结果与讨论 17

3.1 实验结果 17

3.2 实验结果讨论 18

第四章 总结与展望 19

4.1 总结 19

4.2 展望 19

参考文献 20

致 谢 23

第一章 绪论

1.1 砜类化合物合成的研究背景

砜类化合物指的是含有磺酰基官能团的化合物，主要包括磺酰类化合物与磺酰胺类化合物等。含有磺酰基官能团的化合物往往能够在许多方面展现非常重要的生物活性，如在：农业中能够杀虫^[1]、除草^[2]；医药中能够抗菌^[3]、抗艾滋^[4]、抗病毒^[5]、抗癌^[6]等。通过将磺酰基官能团引入到分子骨架中并对其进行结构修饰，可以得到许多具有良好生物活性的砜类衍生物。其中有些砜类化合物已经作为商品进入市场，在人们日常生活中发挥了举足轻重的作用（图1-1）。砜类化合物不仅具有广泛的生物活性，还是一类十分重要的有机合成中间体，在有机合成领域发挥着非常重要的作用。在温和的条件下，砜官能团能很容易地被引入和除去。砜基的引入可以活化α-位碳原子，使其作为反应中心与酸和各种亲电试剂（如卤代烃、醛等）发生反应，还可以用于C-C键的形成^[7]，在有机合成领域具有极高的应用价值。因此，探索砜类化合物的合成方法就成为有机化学、药物化学等领域的研究热点之一。

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