一种直接磺酰化烷基卤代物的通用试剂和方法

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磺酰基是在药物、农药以及材料科学中广泛使用的结构片段,在分子中直接引入高价硫可以制备磺酰基化合物,如3-甲氧基-3-氧代丙烷-1-亚磺酸钠(Sodium 3-Methoxy-3-Oxopropane-1-Sulfinate, SMOPS)或者2-亚砜基苯并噻唑钠盐 (Sodium salt of 2-sulfinyl benzothiazole, BTS)与烷基卤代物的磺酰化反应(图1)。但SMOPS 磺酰化方法中未见低活性的氯代烷或2级卤代烷的反应报道;而且反应必须使用强碱,不适合碱性敏感的反应物;试剂本身成本也较高。BTS 方法中要用到还原、亲核取代或者强碱条件,底物应用范围也受到了较大限制。

图 1

Andre Shavnya等人(Adv.Synth. Catal., 2018, 360, 1768–1774)开发出一种新型试剂1,可以使烷基卤代物在更温和的条件下实现磺酰化。试剂1是流动性良好的固体,性质稳定,可直接购买或从便宜原料制得。各种1级、2级卤代物、磺酸酯均可在催化量四丁基溴化铵(TBAB)条件下得到磺酰化产物,收率良好至优秀,通常易消旋的手性布洛芬酯,在此条件下也能保持手性纯度(Entry 12, 图2)。

图 2 

磺酰化产物2中的酯基片段在碱性条件脱除得到亚磺酰盐后,可一锅法被另一亲电试剂捕获而得到砜或者磺酰胺化合物3(图3)。

图 3

磺酰氟化合物同样可以一锅法得到。在更加温和的解离条件下(DIPEA的甲醇溶液),酯基也可以顺利地选择性水解,并且一锅氟代(图4)。

图 4

该策略对于合成磺酰胺化合物也同样奏效,伯胺、仲胺,甚至苯胺均可一锅法转化为磺酰胺(图5)。

图 5

亚磺酸盐在自由基化学以及生物学中的重要性日益提升,该方法在甲醇溶液中解离得到的二异丙基乙基胺亚磺酸盐,与KHCO₃或者Zn(OAc)₂进行交换,可方便的制备高纯度亚磺酸盐(图6)。手性布洛芬酯的手性纯度仍够得到了保持(Entry 5)。

图 6


参考文献:

Andre Shavnya, Kevin D. Hesp, Andy S. Tsai, A Versatile Reagent and Method for Direct Aliphatic Sulfonylation, Adv. Synth. Catal., 2018, 360, 1768–1774. DOI: 10.1002/adsc.201800071.


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