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可见光诱导烯烃与硫代磺酸盐三组分反应构建β-羟基硫醚衍生物的绿色合成策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月16日 来源:Asian Journal of Organic Chemistry 2.7
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研究人员针对Csp3─O/S键高效构建难题,开发了可见光催化烯烃与硫代磺酸盐的三组分自由基反应,成功合成含硫多官能团β-羟基硫醚衍生物,收率良好。该策略实现了药物分子(如氟比洛芬、奥沙普秦等)的后期修饰,为含硫药物开发提供了环境友好新途径。
在药物化学和材料科学领域,含硫化合物因其独特的生物活性和材料性能备受关注。特别是同时含有Csp3─O和Csp3─S键的β-羟基硫醚结构,广泛存在于抗炎、抗肿瘤等药物分子中。然而传统合成方法面临反应条件苛刻、环境负担重、官能团兼容性差等挑战,亟需开发绿色高效的构建策略。
研究人员创新性地利用可见光催化技术,实现了烯烃与硫代磺酸盐的三组分自由基反应。该反应在室温条件下进行,无需金属催化剂,通过能量转移(EnT)机制活化硫代磺酸盐,生成硫自由基中间体,随后与烯烃发生选择性加成,最终高效构建β-羟基硫醚骨架。实验证实该策略对芳基、烷基取代烯烃均适用,并能耐受酯基、羧基等敏感官能团。
关键技术包括:1)可见光催化反应体系优化;2)电子顺磁共振(EPR)验证自由基机理;3)核磁共振(NMR)和高分辨质谱(HRMS)表征产物结构;4)药物分子后期修饰应用验证。
【反应条件优化】通过系统筛选光源、光催化剂、溶剂等参数,确定最优条件为:蓝光LED照射,4CzIPN(1,2,3,5-四(咔唑-9-基)-4,6-二氰基苯)作光催化剂,乙腈为溶剂,室温反应12小时。
【底物普适性】考察28种烯烃与15种硫代磺酸盐的兼容性,收率达45-92%。苯乙烯衍生物表现最佳,缺电子烯烃需延长反应时间。硫代磺酸盐的芳环可带甲基、甲氧基等取代基。
【机理研究】EPR检测到硫自由基信号,自由基捕获实验证实链式反应途径。提出光催化剂激发态单电子转移(SET)至硫代磺酸盐,引发S─S键均裂的机理路径。
【药物修饰应用】成功对氟比洛芬(flurbiprofen)、奥沙普秦(oxaprozin)等NSAIDs(非甾体抗炎药)进行β-羟基硫醚化修饰,保留母核活性同时引入新药效团。
该研究发表于《Asian Journal of Organic Chemistry》,首次实现可见光催化硫代磺酸盐与烯烃的三组分偶联,突破传统需强氧化剂或高温的限制。其重要意义在于:1)建立Csp3─O/S键同步构建新范式;2)为含硫药物结构改造提供模块化工具;3)证实光催化在有机硫化学中的独特优势。这项工作为复杂含硫分子的绿色合成开辟了新思路,在药物研发领域具有广阔应用前景。
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