c-s鍵構(gòu)筑法制備有機(jī)硫化物研究進(jìn)展

1親電硫化反應(yīng)硫元素含量豐富，是組成生物結(jié)構(gòu)和維持生命活動的重要因素。含硫有機(jī)化合物在維持生命活動方面發(fā)揮著重要作用。含硫有機(jī)化合物廣泛存在于天然產(chǎn)物和藥物化合物中。傳統(tǒng)構(gòu)筑C–S鍵的方法是使用硫試劑通過親核取代實(shí)現(xiàn),但此類反應(yīng)往往需要?dú)馕逗投拘员容^大的強(qiáng)親核性硫試劑進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)條件苛刻(如高溫、強(qiáng)氧化劑),并且硫試劑可能導(dǎo)致過渡金屬催化劑失活.近年來,親電硫化反應(yīng)作為一種新型的C–S成鍵方式,不使用氣味與毒性較大的硫試劑、能與多種親核試劑反應(yīng)合成含硫有機(jī)物,與傳統(tǒng)的親核硫化反應(yīng)相比更具有優(yōu)勢(圖2).因此,開發(fā)新型高效無臭的親電硫化反應(yīng),發(fā)展新型的親電硫化反應(yīng)試劑是非常迫切的.近年來,研究發(fā)現(xiàn)苯磺酸硫酯是一類高效溫和的親電硫化試劑.苯亞磺酸的pK2離子化親電化反應(yīng)2.1cui催化疊氮、炔烴環(huán)加成反應(yīng)通常來說傳統(tǒng)構(gòu)筑C–S鍵的主要方式是使用硫醇(RSH)等S近年來,新型的帶有不同離去基團(tuán)的親電硫化試劑(如R′苯磺酸硫酯可以作為親電硫化試劑與親核試劑(有機(jī)金屬試劑、胺、醇、硫醇等)反應(yīng)直接構(gòu)筑C–S鍵本課題組圍繞以苯磺酸硫酯為親電硫化試劑,通過捕捉體系中產(chǎn)生的活潑中間體構(gòu)筑C–S鍵展開了系列工作.臨床醫(yī)學(xué)研究表明,1,2,3-三氮唑化合物是重要的藥物骨架,在抗癌、抗病毒,特別是在抗艾滋病等方面表現(xiàn)出極高的生物活性,因此在藥物化學(xué)中有著廣泛應(yīng)用.Cu(I)催化疊氮、炔烴發(fā)生環(huán)加成反應(yīng)(CuAAC)能夠單一性地得到1,4-二取代三氮唑化合物,反應(yīng)高效、區(qū)域選擇性100%且條件溫和,自被報(bào)道以來被廣泛應(yīng)用于藥物合成、有機(jī)化學(xué)、材料化學(xué)等各重要領(lǐng)域.但是這種經(jīng)典的CuAAC反應(yīng)的局限在于只適用于端炔,因?yàn)榉嵌巳驳幕钚缘?、反?yīng)區(qū)域選擇性難以調(diào)控,因此只能得到1,4-二取代三氮唑化合物.而5號位官能團(tuán)化的1,4,5-三氮唑化合物不僅廣泛存在于很多具有生物活性的天然產(chǎn)物及藥物分子中,也在生物體內(nèi)發(fā)揮著極其重要的作用,但是合成1,4,5-多取代三氮唑化合物卻是極困難的.為了解決這個問題,本課題組設(shè)想通過使用一種親電硫化試劑(RS延承“中斷的點(diǎn)擊化學(xué)”的思路,最近本課題組由于含有二硫或多硫結(jié)構(gòu)的化合物廣泛存在于食品、材料、化學(xué)、生物和藥物中而引起人們的廣泛關(guān)注鄰位炔基化的硫芳基化合物不僅是藥物、材料中的重要骨架,也是重要的合成中間體,可以轉(zhuǎn)化為重要的手性配體,也可以實(shí)現(xiàn)亞砜、砜類等化合物的轉(zhuǎn)化除了苯磺酸硫酯這種親電硫化試劑,含有N–S鍵的丁二酰亞胺硫類及鄰苯二甲酰亞胺硫類化合物也是常用的親電硫化試劑,它可以在Cu的催化下與硼酸生成三價(jià)銅配合物,還原消除得到硫醚2.2苯磺酰硫酯的合成金屬卡賓在有機(jī)合成化學(xué)中是一類重要的反應(yīng)中間體,卡賓插入σ鍵可以在一個碳上形成兩個新鍵,是合成化學(xué)中的研究熱點(diǎn).重氮化合物是一類常用的卡賓前體,本課題組使用親電硫化試劑苯磺酰硫酯與重氮化合物為原料,在過渡金屬銅催化下通過重氮化合物產(chǎn)生的卡賓對苯磺酰硫酯的S–S鍵插入可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個新的C–S鍵的生成,從而構(gòu)建一個含有四級碳中心的二硫化物.硫葉立德的形成和隨后的[1,2]-Stevens重排是實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的關(guān)鍵步驟,通過該方法可以在溫和條件下實(shí)現(xiàn)各種多官能化二硫化合物的制備在Lewis酸三氟甲磺酸鈧催化下,本課題組3催化碳碳層反應(yīng)近年來,通過自由基的方式來實(shí)現(xiàn)有機(jī)反應(yīng)成為熱點(diǎn),通過自由基的砜化硫化反應(yīng)成為構(gòu)筑C–S鍵的重要方式.Studer課題組由于不飽和鍵的硫砜化反應(yīng)可以同時(shí)構(gòu)建兩種不同的C–S鍵而引起化學(xué)家的廣泛關(guān)注,通過原子轉(zhuǎn)移自由基加成(ATRA)的方式是實(shí)現(xiàn)碳碳不飽和鍵雙官能團(tuán)化重要且高效的合成方法在含硫有機(jī)物中,烯基砜類化合物在生物體內(nèi)及有機(jī)合成領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用本課題組在本課題組基于可見光催化協(xié)同金屬催化機(jī)制的優(yōu)越性,本課題組結(jié)合可見光協(xié)同過渡金屬鎳催化實(shí)現(xiàn)了羧酸的脫羧硫化反應(yīng).該反應(yīng)避免使用毒性和氣味比較大的硫醇,無需強(qiáng)氧化性和強(qiáng)還原性條件,以N-硫代苯丁二酰亞胺作為硫化試劑與氨基酸脫羧后產(chǎn)生的烷基自由基反應(yīng)構(gòu)筑C–S鍵4以氟烷基硫?yàn)樵噭┙鼛啄?通過親電硫化的反應(yīng)模式合成有機(jī)硫化物逐漸引起大家的關(guān)注,發(fā)展新型的親電硫化試劑是一個研究重點(diǎn).很多藥物分子中都含有F元素,而自然界中的天然有機(jī)氟化物卻極少,所以向有機(jī)物中引入氟是合成領(lǐng)域的研究重點(diǎn),而氟烷基硫是藥物分子及生物活性分子的重要官能團(tuán),可以顯著改變細(xì)胞理化性質(zhì),在醫(yī)藥和農(nóng)藥合成領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值本課題組5苯磺酸硫酯試劑親電硫化反應(yīng)是通過一個帶有強(qiáng)吸電子離去基團(tuán)的硫正試劑與親核試劑反應(yīng)生成有機(jī)硫化物,該反應(yīng)模式近年來逐漸引起研究者的興趣.其優(yōu)點(diǎn)是親電硫試劑毒性低、沒有氣味、反應(yīng)條件溫和、可與大量的親核試劑反應(yīng),大大擴(kuò)展了應(yīng)用范圍,難點(diǎn)在于需要尋找合適的離去基團(tuán)和催化體系及發(fā)展新型親電S試劑.苯磺酸硫酯試劑是一類重要的親電硫化試劑,結(jié)合過渡金屬催化以及光催化,近年來涌現(xiàn)了烯烴、炔烴等多種化合物的親電硫化反應(yīng),以及多組分串聯(lián)反應(yīng),合成了多種