铜催化的芳基环丙烷1,3-胺三氟甲硫基化和1,3-胺磺酰基化反应研究

摘要

含氟基团和含磺酰基片段广泛存在天然产物和药物分子中，在医药、农药和材料科学等领域有非常重要的用途。同时，环丙烷化合物廉价易得，存在于各种天然产物中，如萜类化合物、甾体和生物碱，在有机合成中是灵活高效的有机合成砌块。近年来，过渡金属催化的1,3-双官能团化反应引起了有机化学家们极大的关注，因为该策略可以利用廉价的底物一次实现两个化学键的构筑。因此，利用过渡金属催化的1,3-双官能团化策略，实现C-N,C-S键的构建是十分有意义的。基于原子经济性、步骤经济性和绿色化学的理念，我们希望探索环丙烷开环胺化双官能团化方法，高效和高选择性合成γ-氮取代的化合物。主要包括：（1）芳基环丙烷1,3-胺三氟甲硫基化反应研究，（2）芳基环丙烷的1,3-胺磺酰基化反应研究　　（1）芳基环丙烷1,3-胺三氟甲硫基化反应研究　　我们以Cu(OTf)2为催化剂，N-氟代双苯磺酰胺(NFSI)为氮自由基前体，AgSCF3为三氟甲硫基源，4,4-二甲酸甲酯联吡啶为配体，KI为添加剂，实现了不同芳基环丙烷的开环1,3-胺三氟甲硫基化反应。反应能够区域选择性地高效进行，产率高达＞82%。苯环上带有拉电子基团和给电子团的单取代的苯基环丙烷、喹咛类的杂环芳基环丙烷都能适用于该反应。我们认为该反应历程可能为NFSI和Cu(Ⅰ)SCF3经过SET过程产生Cu(Ⅱ)-SCF3和氮自由基，后者与环丙烷反应形成更稳定的苄位自由基，其与Cu(Ⅱ)-SCF3结合发生还原消除得到产物并再生催化剂。　　（2）芳基环丙烷的1,3-胺磺酰基化反应研究　　我们以Cu(OTf)2为催化剂，N-氟代双苯磺酰胺(NFSI)为氧化剂，对甲苯亚磺酸钠为磺酰源，实现了芳基环丙烷的开环1,3-胺磺酰基化反应，提供了一条新颖的合成γ-氮取代磺酰类化合物的路径。在机理上，我们认为该反应历程可能为NFSI和Cu(Ⅰ)-SO2R经过SET过程产生Cu(Ⅱ)-SO2R和氮自由基，后者与环丙烷反应形成更稳定的苄位自由基，其与Cu(Ⅱ)-SO2R结合发生基团迁移实现磺酰化。

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