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无催化剂合成喹喔啉和叔丁基亚磺酰胺的缩合反应
摘要

喹喔啉是一类芳香杂环化合物，在农业、工业、医药业和畜牧业等领域有着
非常重要的应用，如用于防除阔叶作物田中禾本科杂草的新型喹喔啉类除草剂
R0017-3664，用于合成高聚物的喹喔啉衍生物聚酰亚胺PMR(Polymerization of
Monomer Reactants)和有机发光二极管OLED(Organic light emitting diode)，用于抗
肿瘤抗生素的Quinomycins和Triostins、具有抗菌促生长作用的卡巴氧(Carbadox)。
因此，研究喹喔啉的合成具有非常重要的意义。
早在一百多年以前就已经出现喹喔啉的合成研究，最近几年喹喔啉的合成研
究也十分活跃。文献报道了很多合成喹喔啉的方法，主要以邻苯二胺为基本底物，
如邻苯二胺和α-羟基酮、邻苯二胺和α-卤代酮、邻苯二胺与二酮类化合物、邻苯
二胺与二羟基化合物、邻苯二胺与环氧化合物、邻苯二胺与苯甲醛的反应。虽然
这些方法均能高效合成喹喔啉，但也存在着一些诸如催化剂有毒、成本高、反应
步骤繁琐、操作困难等缺陷。因此，探索新方法（比如找到某种合适的溶剂或者
催化剂）用于合成喹喔啉类化合物具有比较重要的研究意义的。
我们选择以邻苯二胺和α-溴代苯乙酮为原料进行合成喹喔啉类化合物的考
察，分别对催化剂的种类及用量、反应温度、反应时间、碱的种类及用量、溶剂
等因素进行了考察。我们最终得出了最佳实验方案，即，120℃反应24小时，碳
酸氢钠为碱，二甲亚砜为溶剂，在敞开体系空气参与下反应。投料比为邻苯二胺：
α-溴代苯乙酮：碳酸氢钠=1:1:（摩尔比），该体系不仅操作简单，而且对于环
境也比较友好，反应产率高达99%。
在优化的条件下，我们考察了邻苯二胺分别与各种α-卤代芳基乙酮反应，例
如，α-溴代-4-甲氧基苯乙酮、α-溴代-4-苯基苯乙酮、α-溴代-4-溴苯乙酮等。此外，
我们还考察了α-溴代苯乙酮与一些邻苯二胺的衍生物反应，例如，4,5-二甲基邻
苯二胺、4-甲氧基邻苯二胺等。在优化的反应条件下，这些底物得到了较好的产
率。结果显示，本文所采用的反应体系具有较好的普适性。

2. 叔丁基亚磺酰胺的缩合反应
N-芳基叔丁基亚磺酰胺是一种非常重要的含氮有机物，它具有重要的生物活
性，药用价值和工业价值。例如，N-芳基叔丁基亚磺酰胺可以用于合成神经激肽
受体激动剂(NK1)和抗生素。
I
目前合成N-芳基叔丁基亚磺酰胺的报道不多，而且已报道的方法要么合成步
骤繁杂，要么需要价格昂贵或有毒的催化剂。赵云辉以水杨醛类化合物与叔丁基
亚磺酰胺在微波加热的条件下合成N-芳基叔丁基亚磺酰胺，虽然得到比较理想的
产率，但生成了不易后续处理的副产物，而且该反应体系的普适性不好。
本课题组孙晓菲以叔丁基亚磺酰胺与卤代苯为原料合成N-芳基叔丁基亚磺
酰胺，使用了昂贵的钯催化剂和剧毒的有机磷作为配体，反应还使用了毒性较大
的甲苯作为溶剂。
我们尝试通过廉价易得的叔丁基亚磺酰胺和苯胺的缩合反应合成N-芳基叔
丁基亚磺酰胺。
我们对该缩合反应进行考察，选择以苯胺和叔丁基亚磺酰胺为原料，分别对
催化剂和碱类型及用量、温度、时间、溶剂进行考察，得出最佳实验方案，即反
应温度90℃，催化剂：焦磷酸二氢钾（15mol %），在1,4-二氧六环中反应36小时。
其次，我们考察了邻甲苯胺、间甲苯胺、对甲苯胺、间氯苯胺、对溴苯胺。我们
发现该反应体系普适性不好，合成的N-芳基叔丁基亚磺酰胺没有旋光性。
我们还考察了叔丁基亚磺酰胺和对甲苯亚磺酰胺的自缩合反应。叔丁基亚磺
酰胺可以在非常温和的条件下进行自缩合生成双叔丁基亚磺酰亚胺，即，以1,4-
二氧六环为溶剂，在110℃和氩气保护的条件下搅拌15小时，%。
对本文中合成的产物使用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外、质谱等有机
波谱进行全面表征。
关键词：α-卤代苯乙酮 邻苯二胺 喹喔啉 叔丁基亚磺酰胺 N-芳基叔丁基亚
磺酰胺
II
Catalyst-free synthesis of quinoxaline and the condensation