南科大贾铁争课题组在ACS Catalysis发表砜类化合物合成研究成果
2020年03月30日 科研新闻 浏览量 :947

近日,南方科技大学化学系助理教授贾铁争课题组在ACS Catalysis(IF:12.2)上发表铜催化苯乙烯与甲基硫代磺酸酯和芳基硼酸的分子间双官能化反应制备2,2-二芳基乙基砜类化合物的研究成果,该研究成果被选为第10卷第4期底封文章(Supplementary cover)。 

砜是硫元素的一种重要存在形式,作为药效团广泛存在于多种药物分子中。烷基芳基砜类化合物是排名前五的药物骨架之一。目前仅有少量有关2,2-二芳基乙基砜类化合物合成方法的报道,且已报道的合成方法存在原料制备繁琐、催化剂(钯或铑)昂贵等局限。因此,研发高效、经济的2,2-二芳基乙基砜类化合物合成方法具有非常重要的意义。

图1.苯乙烯双官能化制备2,2-二芳基乙基砜反应

在该项研究中,课题组以商品化可得的苯乙烯、芳基硼酸以及制备简便的甲基硫代磺酸酯为原料成功制取了2,2-二芳基乙基砜类衍生物。采用甲基硫代磺酸酯作为砜基自由基的来源,除了具有原料制备简便,无需柱层析分离纯化,原子经济性较好等优势,还可以巧妙地抑制芳基磺酰基自由基与芳基硼酸之间的两组分副反应,顺利实现了2,2-二芳基乙基砜类化合物的高效制备。另外,该体系反应条件温和,有较好的官能团耐受性,适用于有生物活性的天然产物后期功能化,具备广泛的应用前景。

图2.推测的反应机理

课题组通过机理研究发现,该反应遵循传统铜催化路径,砜基自由基是溶剂DMF经自由基传递所得。推测自由基传递具体过程为:氧化剂过氧苯甲酸叔丁酯(BzOOtBu)被Cu(I)还原后产生叔丁氧基自由基E,随即E攫取DMF的氢原子,产生酰基自由基F,紧接着F进攻甲基硫代磺酸酯2a,产生硫代氨基甲酸酯11a和砜基自由基G,随后G对烯烃加成,产生的苄基自由基H参与铜催化的偶联循环。这一系列自由基链传递过程环环相扣,紧密相连。

通过此项研究,研究人员发现了一种高效构筑2,2-二芳基乙基砜类衍生物的方法,并对其反应机理进行了深入探讨,推测了可能的反应机理。该研究成果为烷基芳基砜类化合物合成方法的改进提供了新的可能,具有良好的应用前景和生产潜力。

该研究工作由2019级南科大-哈工大联培博士梁庆金于硕转博前独立完成,贾铁争为唯一通讯作者,南科大为唯一通讯单位。此外,该研究得到宾夕法尼亚大学化学系教授Patrick J. Walsh指导。该研究得到深圳市科技创新委员会(自由探索项目),深圳市海外高层次人才计划等经费支持。

 

供稿单位:化学系

编辑:吴一敏

主图设计:丘妍

 

 

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