圖. 氟代砜亞胺與炔烴SuFEx鏈接
在國家自然科學基金項目(項目編號:22125103, 22071057, 21871089)等資助下,華東師范大學姜雪峰、王明團隊在氟代砜亞胺與炔烴的調控六價硫氟交換(sulfur(VI)-fluoride exchange,SuFEx)鏈接方面取得進展。研究成果以“多樣性氟代砜亞胺與炔烴SuFEx鏈接(Divergent sulfur(VI) fluoride exchange linkage of sulfonimidoyl fluorides and alkynes)”為題,于2022年5月9日在《自然·合成》(Nature Synthesis)上發表。論文鏈接為:https://www.nature.com/articles/s44160-022-00060-1。
點擊化學,又稱鏈接化學,是通過不同分子單元的鏈接來獲得分子多樣性的高效手段,已在合成化學、藥物化學、化學生物學和材料化學等領域展現出巨大的應用前景。2014年K. B. Sharpless等人基于S-F鍵的熱力學穩定與動力學活潑的獨特化學性質,發展了SuFEx反應。當前,氟代砜亞胺主要集中于酚和胺的S(VI)-O鍵和S(VI)-N鍵鏈接,獲得相應的砜亞胺酯和砜亞胺酰胺。然而,基于S(VI)-C鍵的氟代砜亞胺鏈接卻未能有效建立,高敏感、預制備的格氏試劑和鋰試劑的使用讓碳鏈接望而卻步;烯烴和炔烴鏈接的砜亞胺還無法實現SuFEx理念,而不飽和鍵的預留對分子后續的二次鏈接、接力鏈接、多重鏈接進一步引入復合功能基團具有重要意義。
針對上述問題,研究團隊開發了氟代砜亞胺與TMS-炔的調控SuFEx鏈接化學,可快速鏈接高效構建S(VI)-C(sp2)鍵或S(VI)-C(sp)鍵。該鏈接運用硅-氟的強結合能 (BDE = 135 kcal/mol),通過三氟化硼作為氟轉移試劑,協同實現S(VI)-F鍵的斷裂和Si-C鍵的活化。DFT計算表明,反應通過三氟化硼乙醚與硅基保護的苯乙炔現場生成二氟化硼苯乙炔中間體來活化氟代磺酰亞胺的S-F鍵,從而形成砜亞胺陽離子,與活化的苯乙炔加成實現S-C鍵構建,再經過分子內1,5-氫遷移和水解脫除苯甲醛得到目標產物砜亞胺。
該成果通過開發基于S(VI)-C鍵的氟代砜亞胺快速鏈接化學,有望為藥物發現和材料開發提供可控、高效的鏈接手段。
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