《Scientific Reports》：Copper catalyzed synthesis of thiazole derivatives from enaminones, amines and CS?
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本研究针对噻唑类化合物合成方法复杂、步骤繁琐等问题，开发了一种铜催化、无需配体和添加剂的“一锅法”新策略。该方法以烯胺酮、胺和CS?为原料，在温和条件下高效合成噻唑衍生物，产率良好至优异。CS?在此过程中同时作为硫源和碳源，显著提升了合成实用性，为构建具有生物活性的噻唑骨架提供了简洁、高效的途径。
噻唑是一类重要的含氮和硫的五元杂环化合物，广泛存在于药物、天然产物和功能材料中。例如，许多抗生素（如磺胺类药物）、抗癌剂和抗病毒药物都含有噻唑核心结构。因此，发展高效、简便的方法来构建噻唑骨架一直是药物化学和有机合成领域的研究热点。然而，传统的合成路线往往面临步骤冗长、反应条件苛刻、需要使用预官能化的起始原料或昂贵的催化剂/配体等问题。此外，如何将简单、易得的原料，特别是像二硫化碳(CS?)这种既经济又含丰富硫、碳元素的“双功能”试剂，有效地整合到噻唑环的构建中，同时保持优异的官能团耐受性，是一个兼具科学挑战和实用价值的研究方向。
为了应对这些挑战，研究人员在《Scientific Reports》上发表了一项创新性工作，报告了一种高效、实用的铜催化合成噻唑类衍生物的新方法。这项研究利用烯胺酮、胺和二硫化碳(CS?)作为原料，在一种操作简单、“一锅法”的反应体系中，成功合成了多种噻唑衍生物。
研究人员开展此项研究所用到的几个主要关键技术方法包括：1）铜催化反应体系优化：系统筛选不同铜盐催化剂、溶剂、温度等反应参数，以确立最优反应条件；2）“一锅法”多组分反应设计：将烯胺酮、胺和CS?直接混合，在铜催化下一步构建噻唑环，无需分离中间体；3）底物适用范围考察：使用多种带有不同官能团（如卤素、烷氧基、硝基等）的烯胺酮和胺类底物进行反应，评估方法的普适性和官能团耐受性；4）结构确证与产物分析：通过核磁共振(NMR)、高分辨质谱(HRMS)等分析技术对所有新合成的噻唑衍生物进行结构确认。
研究结果
1. 反应条件优化
通过对铜催化剂（如CuI、Cu(OAc)?等）、碱、溶剂和温度的系统筛选，确立了以碘化亚铜(CuI)为催化剂、在乙腈溶剂中、无需额外配体和添加剂的最优反应条件。该条件能以高收率获得目标噻唑产物。
2. 底物普适性研究
该反应对多种烯胺酮和胺类底物均表现出良好的适用性。芳基烯胺酮上带有给电子基（如甲氧基）或吸电子基（如卤素、硝基）时，反应均能顺利进行，以良好至优异的产率得到相应噻唑衍生物。对于胺类底物，无论是伯胺还是仲胺，包括脂肪胺和芳香胺，都能成功参与反应，展现了广泛的底物范围。
3. CS?作为硫碳双功能源的作用
机理实验和对照研究表明，二硫化碳(CS?)在该转化中扮演了关键角色。它不仅是硫原子的来源，也贡献了构建噻唑环所需的碳原子，实现了原子经济性的提高和合成步骤的简化。这一设计避免了使用其他预官能化的、可能不稳定的硫源或碳源。
研究结论与讨论
本研究发展了一种操作简便、条件温和、高效的铜催化合成噻唑类衍生物的新方法。该方法的显著特点在于：1）采用“一锅法”策略，使用易得的烯胺酮、胺和CS?作为原料，步骤简洁；2）反应无需昂贵或复杂的配体及添加剂，仅需廉价的CuI催化，成本较低；3）CS?被创新性地用作硫和碳的双重来源，提升了反应的原子经济性和合成实用性；4）方法具有优异的官能团耐受性，为快速构建结构多样化的噻唑化合物库提供了有力工具。
这项工作不仅为噻唑类生物活性分子的制备提供了一条高效、实用的新路径，也展示了利用简单无机小分子（如CS?）参与复杂杂环构建的合成策略潜力，对药物发现和有机合成方法学发展具有重要意义。论文所建立的合成平台有望用于快速衍生和筛选具有潜在药理活性的新型噻唑类化合物。
