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碱促进溶剂调控的环化反应:磺酰基炔醛高效构建磺酰化异色烯的新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月23日 来源:European Journal of Organic Chemistry
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本研究针对磺酰化异色烯合成难题,开发了基于碱促进的1,2-加成/炔-丙二烯异构化/氧杂-迈克尔环化(oxa-Michael cyclization)多步串联反应新策略。通过溶剂调控实现高效构建异色烯骨架,结合react-IR实验验证机制,并将产物拓展应用于萘与异香豆素衍生物的合成,为杂环化合物库建设提供新方法。
在有机合成化学领域,异色烯骨架作为重要的结构单元广泛存在于天然产物和药物分子中,其磺酰化衍生物更因独特的生物活性备受关注。然而传统合成方法常面临步骤繁琐、底物局限性大等问题,特别是如何通过原子经济性策略实现炔烃到异色烯的高效转化,成为困扰研究者的关键挑战。
针对这一科学难题,研究人员在《European Journal of Organic Chemistry》发表创新成果,开发出碱促进的溶剂调控环化新反应。该研究以磺酰基炔醛(sulfonyl enynals)为起始原料,通过精确控制反应条件,首次实现1,2-加成、炔-丙二烯异构化(alkyne-allene isomerization)与氧杂-迈克尔环化(oxa-Michael cyclization)的三步串联过程。实验证实溶剂选择对反应效率具有决定性影响,在优化条件下能以高收率获得磺酰化异色烯(sulfonylated isochromenes)。研究团队运用react-IR实时监测技术捕获关键中间体,为反应机制提供直接证据。更引人注目的是,所得产物可进一步转化为结构多样的萘(naphthalene)和异香豆素(isocoumarine)衍生物,展现出优异的合成应用价值。
关键技术方法包括:1)溶剂筛选体系建立;2)react-IR原位监测反应进程;3)产物衍生化策略。通过系统优化反应参数,确立碱/溶剂组合的最佳反应条件。
【反应开发与优化】
通过对比不同碱和溶剂组合,发现碳酸钾/乙腈体系能高效促进环化,收率达92%。核磁与质谱证实产物为4-磺酰基异色烯。
【机理研究】
react-IR追踪到炔醇盐中间体的特征峰(2150 cm-1),结合动力学实验提出分步机理:首先发生羰基1,2-加成生成炔醇盐,经异构化形成丙二烯中间体,最后分子内氧杂-迈克尔加成闭环。
【应用拓展】
将核心产物进行溴化、Suzuki偶联等转化,成功构建含氟、甲基等取代基的萘衍生物,以及3-位修饰的异香豆素类化合物。
该研究开创性地将溶剂效应与多步串联反应相结合,不仅为异色烯合成提供新范式,其"一锅法"操作更符合绿色化学理念。所发展的衍生化策略可直接对接药物化学修饰需求,特别是磺酰基团的引入为开发新型酶抑制剂奠定基础。这项成果对复杂杂环的高效构筑具有普适性指导意义,相关机理研究也为其他共轭体系的转化提供了理论参考。
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