碘/过硫酸盐催化下磺酰胺双重角色实现三组分偶联反应:α-硫代烯胺与2-亚氨基噻唑啉的高效构建新策略

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:The Journal of Organic Chemistry 3.3

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  研究人员开发了一种碘/过硫酸盐(oxone)介导的2-巯基苯并恶唑、胺类和酮类三组分偶联反应新方法。该研究通过高活性磺酰胺(sulfenamides)中间体的双重作用(既作为亲电硫化试剂又作为内部胺供体),成功构建了具有重要价值的α-硫代烯胺(α-thioenamines)和2-亚氨基噻唑啉(2-iminothiazolines)骨架。该方法采用廉价易得、环境友好的试剂,具有底物范围广、官能团耐受性好、操作简单等优势,为功能化杂环化合物的合成提供了新思路。

  

在有机合成化学领域,开发高效、绿色的杂环化合物构建方法一直是研究热点。2-亚氨基噻唑啉(2-iminothiazolines)作为一类重要的含氮硫杂环骨架,广泛存在于具有生物活性的药物分子中。然而,传统合成方法往往面临步骤繁琐、反应条件苛刻、环境负担重等问题。如何通过简洁的催化策略实现这类骨架的高效构建,成为亟待解决的科学难题。

泰国清迈大学(Chiang Mai University)化学系Muh Alfliadhi等研究人员创新性地利用碘/过硫酸盐(oxone)催化体系,实现了2-巯基苯并恶唑(2-mercaptobenzoxazoles)、胺类和酮类的三组分偶联反应。这项研究的关键突破在于揭示了磺酰胺(sulfenamides)中间体的双重角色:既作为亲电硫化试剂促进C-S键形成,又作为内部胺源参与环化过程。这种独特的反应机制使得一步构建复杂杂环成为可能。

研究采用的主要技术包括:碘催化氧化体系构建、多组分反应条件优化、核磁共振(NMR)和质谱(MS)结构表征、底物适用范围考察等。通过系统的条件筛选,确立了最优反应体系:以碘为催化剂、oxone为氧化剂,在温和条件下实现转化。

研究结果显示:

  1. 反应机理研究证实,磺酰胺中间体通过碘介导的硫化-胺化串联过程,同时参与α-硫代烯胺和2-亚氨基噻唑啉的形成;

  2. 底物适用性考察表明,多种芳香胺和脂肪胺、环状和非环状酮类均可顺利参与反应,最高获得92%的分离收率;

  3. 该方法对卤素、醚键、酯基等多种官能团表现出良好兼容性,为后续结构修饰提供了便利;

  4. 克级规模实验证实了该方法的实用价值,且反应后碘催化剂可通过简单处理回收利用。

在讨论部分,作者强调该工作首次揭示了磺酰胺在三组分偶联中的双重功能,突破了传统合成中需要预先官能团化的限制。与现有方法相比,该策略具有原子经济性高、步骤简洁、环境友好等显著优势。相关成果发表在《The Journal of Organic Chemistry》上,为含氮硫杂环药物的研发提供了新思路。

特别值得注意的是,该方法采用廉价易得的碘催化剂和oxone氧化剂,避免了贵金属催化剂和强氧化剂的使用,符合绿色化学原则。研究人员还指出,这种基于磺酰胺双重角色的设计理念,有望拓展至其他杂环化合物的合成中,具有重要的方法论意义。

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