通过两种由MgCl?@CRA作为绿色异相催化剂催化的路线，合成并研究了新型磺胺类衍生物

《Journal of Molecular Structure》：Synthesis and investigation of novel sulfonamide derivatives via two routes catalyzed by MgCl 2@CRA as a green heterogeneous catalyst

通过MgCl?负载煅烧红藻（MgCl?@CRA）催化剂实现异构硫酰胺衍生物的高效绿色合成，并验证其催化性能与重复使用性。

　　

阿里·巴拉祖克（Ali Barazzouq）| 莫娜·阿佐加（Mouna Azogagh）| 吉兹兰·拉哈尔拉特（Ghizlane Lahlalate）| 阿布埃尔豪尔·埃尔·阿拉米（Abouelhaoul El Alami）| 阿努阿尔·埃尔·马格里（Anouar El Magri）| 尤瑟夫·埃德尔（Youssef Edder）| 穆罕默德·达乌迪（Mohammed Daoudi）| 拉亚奇·卡姆利切（Layachi Khamliche）| 德里斯·乌泽布拉（Driss Ouzebla）| 拉希德·希苏（Rachid Hsissou）

摩洛哥贾迪达（El Jadida）舒艾布·杜卡利大学（Chouaib Doukkali University）理学院有机化学、生物有机化学与环境实验室，邮政信箱20，24000。

摘要

我们团队致力于开发创新且环保的合成新型磺胺衍生物的方法。利用经过处理的、掺杂了氯化镁（MgCl?@CRA）的生态安全催化剂，我们成功地用4-甲苯磺酰氯对多种杂环化合物进行了烷基化反应。通过布鲁纳尔-埃梅特-泰勒（Brunauer, Emmett, and Teller, BET）、巴雷特-乔伊纳-哈伦达（Barrett–Joyner–Halenda, BJH）方法、能量色散X射线光谱（EDS）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）等先进表征技术，充分评估了MgCl?@CRA的卓越催化性能。此外，MgCl?@CRA的比表面积可达6.669 m2/g。通过FTIR、质谱和核磁共振光谱（1H NMR及13C NMR）等手段，全面验证了所得磺胺衍生物的结构完整性和纯度。为提高产率并遵循绿色化学原则，我们的方法为磺胺衍生物的制备提供了一种高效且环保的替代方案。

引言

杂环化合物在有机化学中具有极其重要的地位，这归因于其丰富的结构多样性和广泛的应用领域。这类化合物至少含有一个或多个杂原子（如氮、氧、硫），具有独特的物理化学性质，在药物化学、农业化学、先进材料及催化等多个科学和技术领域发挥着关键作用[1]。磺胺衍生物因其广泛的生物活性而备受关注[2][3][4]。近期研究强调了它们的多种用途，例如作为抗炎药[5]、抗肿瘤剂[6]、抗真菌剂[7]和抗癌药物[8]；许多基于磺胺的药物正在接受临床测试[10]，因此亟需开发高效且环保的合成方法。有机化学领域因此致力于开发新型磺胺衍生物的合成技术。

化学家们发现，用磺酰氯对一级或二级胺进行N-烷基化是一种有前景的方法[11]。除了N-烷基化反应外，我们还研究了硅基-希尔伯特-约翰逊（Silyl-Hilbert-Johnson）偶联反应[12]，该方法通过在杂环化合物中加入六甲基二硅烷（HMDS）并在非均相催化剂存在下进行回流反应来实现[13,14]。尽管均相催化系统在有机合成中很有用，但它们常常存在一些问题[15]，例如催化剂从反应介质中的回收难度[16]。研究人员还发现了溶剂选择和纯化过程中的挑战[17]。

非均相催化剂的选择对化学反应的效率有显著影响[18]。对比均相与非均相催化剂后，我们发现非均相系统具有明显优势，如易于回收[19]、不溶于反应体系[20]、可重复使用[21]以及减少纯化废弃物[22]。将催化剂共价连接到固体载体上是将其转化为非均相催化剂的有效途径，常用的载体包括碳基材料[23]、ZnCl?/ABM（动物骨粉）[24]、Mg(HSO?)?@SiO?[25]、K?CO?@NP[26]和NaAlO?/γ-Al?O?[27]。由于这些优势，非均相催化剂被广泛应用于电聚合[28]、氧化[29]和烷基化[30]等多种催化反应中。

因此，我们提出了一种符合经济高效和绿色化学原则的新方法，使用基于煅烧红藻的MgCl?@CRA作为固体催化剂。选择MgCl?@CRA的原因在于其相较于传统催化剂更优越的性能：更高的稳定性、更强的催化效率以及在更温和条件下引发反应的能力。此外，MgCl?@CRA在成本和环保方面均优于4-甲苯磺酰氯作为烷基化试剂，可通过两种不同的合成路线生成苯并咪唑衍生物，同时具有更好的选择性和更高的回收率。

实验部分

煅烧红藻（CRA）的制备

8月份，我们从贾迪达地区的西迪布齐德（Sidi Bouzid）海滩采集了红藻。为去除残留污染物，先将藻类用水清洗干净，然后在70°C的烤箱中干燥24小时。随后将干燥后的藻类粉碎、筛分，并在氮气氛围下于500°C下煅烧2小时（方案1）。

MgCl?@CRA（1/3）催化剂的制备

为改善CRA的基本性能，我们对其进行了掺杂处理（具体方法未详细说明）。

CRA、MgCl?及MgCl?@CRA的表征

CRA的单体已通过FTIR、XRD、SEM和EDS等技术进行了表征，相关研究结果由巴拉祖克等人发表[31]。

结论

采用掺杂了氯化镁（MgCl?@CRA）的非均相催化剂，在4-甲苯磺酰氯存在下，通过高效且环保的烷基化反应成功合成了新的杂环磺胺衍生物。通过BET、BJH、XRD、FTIR、EDS和SEM等技术对MgCl?@CRA的催化性能进行了全面评估，证实了其适用性。

作者贡献声明

阿里·巴拉祖克（Ali Barazzouq）：负责撰写、审稿与编辑、方法设计、实验研究及概念构思。 莫娜·阿佐加（Mouna Azogagh）：负责撰写、审稿与编辑、原始稿撰写、数据分析及概念构思。 吉兹兰·拉哈尔拉特（Ghizlane Lahlalate）：负责撰写、审稿与编辑、原始稿撰写、实验研究及概念构思。 阿布埃尔豪尔·埃尔·阿拉米（Abouelhaoul El Alami）：负责撰写、审稿与编辑、原始稿撰写及数据分析。 阿努阿尔·埃尔·马格里（Anouar El Magri）：负责撰写、审稿与编辑及实验研究。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

我们衷心感谢舒艾布·杜卡利大学技术平台的技术人员协助完成了各项分析工作。