综述：砜-醌衍生物：合成方法、性质与应用综述

《RSC Advances》：Sulfone-quinone derivatives: a review on their synthetic methods, properties and applications

　　

本综述介绍了七种砜化合物的合成方法及两种醌化合物的合成方法，并讨论了它们的物理化学性质以及与各种有机化合物的反应活性。本综述还强调了这些衍生物的若干显著应用，特别是在生物和制药领域，展示了它们在医疗和工业领域的潜力。

引言
硫（S）是一种非金属元素，属于元素周期表第16族第3周期。其原子序数为16，元素符号“S”源于英文单词sulfur。单质硫呈黄色结晶固体，工业及医疗均有应用。其最稳定的同素异形体是S₈环，由八个硫原子以冠状结构排列构成，每个硫原子的氧化态为零。硫在有机化合物中常以多种氧化态存在。砜基团中的硫原子在有机骨架中表现为(+II)氧化态，其结构为硫原子与两个氧原子形成双键，并与有机分子中的两个碳原子形成单键。此外，对苯二酚的磺酰脲衍生物是许多工业及生物学相关化合物分子结构的关键组成部分。它们具有广泛的性质，包括抗肿瘤活性和HIV逆转录酶抑制作用，使其成为研究的热点，涉及合成方法及其在多个领域的各种应用。
合成方法
合成砜基团最常用的方法涉及硫化物的氧化和电化学合成。然而，这些方法通常需要使用强酸或氧化剂，这促使了替代合成方法的发展，本节将对此进行综述。
(1) Surya Prakash及其同事报道了一种通过使用硝酸盐和氯化三甲基硅烷混合物温和氧化硫化物来合成砜的方法，在合成二苯砜时实现了高达90%的产率。(2) 2004年，Yadav及其团队发表了一项关于将芳基磺酸加成到对醌衍生物上的研究。该研究重点考察了离子液体作为溶剂和催化剂的双重作用，某些醌衍生物的产率超过了90%。(3) Friedel–Crafts反应机理，如烷基化和酰基化，在有机合成中广为人知并得到广泛应用。许多研究人员改性了Friedel–Crafts机理，使用各种催化剂和溶剂，以优化的产率合成砜。2000年，Boyapati M. Choudary及其团队发表了一项关于使用固体酸催化剂（如蒙脱土和沸石）及其在优化条件下对产物产率影响的研究；使用某些砜酸酐时，产率达到94%。该反应中，砜以磺酰氯和砜酸酐的形式在羟基存在下使用。使用碱性离子液体进行Friedel–Crafts磺化已成为一项成熟的研究，采用路易斯酸性的FeCl₃ 1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[bmim]Cl）作为催化体系。研究人员研究了温度和时间对各种芳香底物的影响，在一小时内实现了高达95%的产率。2008年，Kiumars Bahrami及其同事使用不同的碱性离子液体——苄基三丁基氯化铵扩展了此方法。该方法对大多数化合物在1至5小时内实现了超过90%的产率。Kaveh Parvanak Borujeni及其同事研究了在Friedel–Crafts磺化中使用多相催化剂以提高产率并促进催化剂回收。他们使用聚苯乙烯负载的AlCl₃（ps-AlCl₃）和二氧化硅负载的AlCl₃（SiO₂–AlCl₃）作为催化剂，获得了高产率。
2.1 Friedel–Crafts磺化的批判性分析
这种合成路线是制备砜基团（–SO₂–）的经典方法，因其底物普适性广和反应路径直接而著称。然而，此方法存在若干显著局限性。这些反应通常需要对水分敏感、腐蚀性强且对环境有害的路易斯酸催化剂，如无水氯化铝。此外，此类催化剂通常需要负载在固体材料上以提高其催化效率，从而在整体工艺中引入额外步骤。在许多情况下，反应条件相对苛刻，涉及升高温度和延长反应时间，可能导致不期望的副反应或敏感官能团降解，尤其当涉及烷基磺酰氯时。该过程通常需要使用高反应性和对水分敏感的原料，如磺酸酐或磺酰氯。当起始底物含有磺酸基时，必须首先将其转化为这些衍生物，这需要使用亚砜氯等危险试剂。反应选择性通常较低，增加了下游分离和纯化的复杂性。由于采用高温，必须使用高沸点溶剂，这使得溶剂去除更具挑战性且可能耗能。为解决这些问题，未来策略应着重于开发绿色催化剂和选择减少生态影响同时提升反应性能的溶剂。此外，替代活化技术，如微波或光催化，可能有助于缓解对苛刻条件的需求并提高反应选择性。计算建模也可用于预测反应行为、指导选择性和优化区域选择性。
硫酸盐在磺酸盐合成中起着至关重要的作用。本小节综述了几项研究，这些研究考察了硫酸盐作为中间体或起始原料的应用。2016年，Peng Qian及其同事发表了一项关于从硫酸钠盐合成砜的研究；他们考察了不同电极（如金和碳）和不同电解质对反应的影响，特别是关注了肉桂酸与硫酸钠在不同条件下的相互作用。2015年，在DMSO作为溶剂、镍和碳作为电极、乙酸铵作为支持电解质的条件下，使用有机硫酸盐和羰基化合物合成了β-酮酸酯。反应产率良好，达到90%。β-酮砜可在温和的电化学条件下，由甲基芳基酮硫酸盐与芳基乙炔及硫酸钠合成。2019年，Issa Yavari和Sina Shaabanzadeh报道了使用不同电解质（如甲醇和乙醇）的反应，获得了中等可接受的产率。2017年，Mei-Lin Feng及其同事研究了在无隔膜电解池中，使用苯硫酸钠在温和、无金属条件下对吲哚进行电化学磺化。反应产率优异，基于这些条件的进一步研究使得能够从合适的砜衍生物及吲哚或其类似物合成多种产物。2019年，南昌航空大学和湖南大学的Yan-Chen Wu及其同事研究了N,N-二取代苯胺的磺化。他们的研究考察了各种反应条件对产率在无隔膜电解池中的影响，在最佳条件下反应产率高达91%。2019年，在无金属条件下，根据图12所示的通用反应，研究了芳基砜和苯胺磺酸盐的合成。
2.2 电化学合成的批判性分析
电化学磺化是一种引入砜基团的传统合成方法的有前景的替代方案，因其无催化剂性质、操作简单且符合绿色化学原理。在电化学池（无论是分隔式还是无隔膜式）中应用电流，显著减少了对腐蚀性试剂的依赖并最大限度地减少了不期望副产物的形成。然而，仍存在几个挑战，包括需要精确控制电池设计和施加电位以防止过氧化或不希望的副反应。此外，该技术可能不适用于带有多个反应性官能团或杂环系统的底物。因此，建议扩大底物范围并采用计算电化学建模来预测氧化电位和反应动力学，以提高工艺的整体效率。
(5) 随着有机合成的发展，构建有机分子的几种新方法学已经出现，包括前面提到的电气方法。在过去的二十年中，金属-有机催化在该领域取得了显著发展。这一进展的例证是通过C–X键的交叉偶联或直接C–H活化反应构建有机分子。2015年，Long Wang及其同事使用有机铱配合物在苯醌和萘醌底物上合成砜基团，在某些情况下实现了超过80%的产率。2014年，发表了一篇研究文章，其中包括研究使用有机钯催化剂，其中卤代苯衍生物与DABSO化合物在钯催化剂存在下使用，形成硫酸铵芳基中间阶段，然后形成预期的磺酸化合物，如图14所示。2013年，Edward J. Emmett及其同事使用钯催化剂，以DABSO作为砜基团源。他们的研究重点是评估各种有机钯催化剂以确定最高效的。许多砜衍生物通过此反应合成，如图15所示。2013年，由于铜催化剂与其他金属催化剂相比具有成本效益，研究了其在砜合成中的应用。主要反应涉及喹啉N-氧化物和芳基磺酰氯，如图16所示。2015年，Jidan Liu重新研究了使用铜催化剂对苯甲酸衍生物进行直接C–H键磺化。该方法使用硫酸钠盐，并采用8-氨基喹啉部分作为双齿导向基团。
2.3 金属有机催化剂的批判性分析
根据先前的研究，有机金属催化剂——如基于钯和铜的催化剂——在相对较温和的条件下形成了高效的碳-硫键，实现了高产率和优异的选择性。这使它们成为合成砜衍生物的有价值工具。然而，这些催化剂有几个缺点；它们通常昂贵、对水分和空气敏感，有时需要惰性气氛。此外，残留的金属污染可能违背绿色化学原理并限制催化剂的可回收性。因此，未来的研究应侧重于开发毒性较低、地球丰度高的替代品，如铁和锰催化剂或完全有机的催化体系。此外，理解催化行为和预测可能机制的内在复杂性仍然是一个挑战。
(6) 从以上内容可以得出结论，砜合成通常需要氧化过程或使用非绿色或昂贵的试剂。为规避这些限制，Bin Li及其同事使用磺酰芳基肼在水介质中进行，并实现了良好的产率。2021年，Paul Bourbon及其同事利用这些化合物合成了各种磺酸有机化合物。DABSO化合物在有机砜基团合成中的重要性是巨大的，最近的研究证明了这一点。因此，我们综述了一些使用DABSO进行砜合成的通用反应方案。
2.4 合成方法的最终比较评估
在综述的制备砜衍生物的合成策略中，每种方法根据反应条件、环境影响和底物范围都表现出明显的优势和局限性。然而，从批判性的角度来看，电化学合成似乎提供了最有前途的前进道路，特别是因为它符合绿色化学原理、无金属催化剂且操作简单。尽管Friedel–Crafts磺化和金属催化方法对于特定底物和产率优化仍然有效，但它们在生态意识环境中存在环境缺点和有限的可扩展性。因此，尽管没有一种方法可以普遍优越，但电化学方法代表了效率、可持续性和实用性之间的最佳折衷，特别是在学术和探索性研究环境中。电极设计和底物兼容性方面的未来进展可以进一步增强其工业相关性。
化学性质
随着电子八隅体理论的发展，砜的结构被重新评估。最初提出的结构（I）被修改为公认的结构（II），如图5所示。随着时间的推移，研究了结构I、II、III与其物理化学性质之间的相关性。Amstutz ED及其同事的一项研究使用红外光谱对此进行了研究。上述结构式与涉及相邻电子系统的共振情况直接相关。Harry Szmant阐明了电子效应并澄清了先前提出的结构。解释称，在存在吸电子取代基时，乙烯基硫酸酯中结构I更有利。相反，在供电子取代基存在时，砜结构II更受青睐。此外，在氢键起重要作用的酸性介质中，结构III是相关的。有机砜基团对相关有机化合物酸性或碱性的影响与砜部分周围的电子分布有关。这又取决于连接到砜基团的取代基的性质。如果取代基是吸电子的，如对(4-硝基苯磺酰基)苯甲酸，它会增加pKa值，导致酸性降低。相反，如果取代基是供电子的，如对(4-氨基苯磺酰基)苯甲酸，它会降低pKa值，导致酸性升高。含有砜基团的有机化合物可以进行各种典型的有机反应，无论这些反应是直接涉及砜基团还是承载该官能团的分子的其余部分。这些反应包括加成、重排和其他转化反应。特别是重排反应，是砜类有机化合物的一类重要转化反应。它们被认为是符合绿色化学原理的有效合成策略。在这些反应中，化合物的原子排列发生变化而没有损失任何原子，从而形成新的分子结构。后续部分重点介绍了涉及含砜化合物的选定重排反应。1966年，W. E. Truce及其同事研究了均三甲苯基1-萘基砜和均三甲苯基2-萘基砜在二甲亚砜（DMSO）中使用叔丁醇钾作为碱的重排反应。反应经酸性处理后，生成了两种异构的亚磺酸衍生物：2-(2′-萘甲基)-4,6-二甲基苯亚磺酸和2-(1′-萘甲基)-4,6-二甲基苯亚磺酸。1985年，Edmund J. Madaj重新研究了砜在强碱存在下的重排反应。这次使用的碱是四氢呋喃（THF）中的正丁基锂。反应涉及邻甲苯基叔丁基砜，生成了邻新戊基苯亚磺酸。在此之前，1958年，William E. Truce和William J. Ray Jr.使用正丁基锂对邻甲基二芳基砜进行了重排反应。砜基的吸电子性质对相邻α-氢原子具有显著的酸化作用，类似于羰基的行为。这种增强的酸性促进了一系列化学转化，包括亲核加成、烷基化、交叉偶联和酰基化。2014年，Lucie Rehová及其同事研究了使用正丁基锂（n-BuLi）合成苯基砜衍生物的烷基化反应。2020年，Manjula D. Rathnayake采用烷基化反应作为关键步骤合成烷基化苯基砜衍生物，产率为85%。2023年，Lijun Lu及其同事使用有机锰催化剂在碱性介质中以0.5 mol%的速率进行了α-烷基化反应，使用相应的醇衍生物作为烷基化剂。然而，砜基也参与酰基化反应。1988年，Marcus W. Thomsen在锂碱（28 mmol）存在下使用甲基苯基砜（13 mmol）进行了酰基化反应以合成β-酮砜。2003年，Alan R. Katritzky及其同事使用正丁基锂（n-BuLi）进行了各种酰基化反应，起始于磺酸有机化合物和N-酰基苯并三唑。该研究重点是合成多种衍生物，这些衍生物具有不同的烷基取代基。2011年，Jirí Pospísil在砜化合物上进行了各种合成反应，以获得β-酰基和β-烷氧羰基杂环砜衍生物。酰基化反应使用LiN(TMS)₃（2.2当量）作为催化剂，四氢呋喃（THF）作为溶剂，实现了高达97%的高产率。至于羟醛型反应，1981年，Masahiro Hirama利用磺酰基烯丙基碳负离子对α，β-不饱和酮的加成。此转化作为中间步骤，随后发生重排反应。两年后，1983年，T. Curving在碱性条件下使用1,1-二砜化合物与醛研究了相同的反应。1994年，Carmen Nájera及其同事研究了2-(氯甲基)-3-甲苯磺酰基丙烯在?90 °C下与正丁基锂的脱锂反应。其中一个产物是通过与烷基醛的羟醛缩合形成的。之前讨论的相互作用总结在图7和表2中。砜化合物的反应性不限于上述反应（图8）。它们还参与多种其他转化，如卤代反应以及与环氧化合物的反应。
物理性质
在讨论了化学性质之后，考察含有砜基团的化合物的物理性质很重要。首先，我们考虑该官能团形成的分子间相互作用，最显著的是氢键，如前所述并在图4中说明。由于上述特征，砜基团已被用于修饰聚合物结构，旨在调整其物理性质。例如，2015年，Farideh Abbasi及其同事通过引入砜基团修饰聚酰亚胺的结构，以改变其某些性质，特别是溶解在不同溶剂中的溶解度，引入砜基团是为了在砜聚合物和聚酰亚胺聚合物的性质之间取得平衡，因为砜聚合物具有较低的玻璃化转变温度和溶解度，从而获得了具有良好机械和物理性能的聚合物。将砜基团掺入聚合物结构有助于开发高性能聚合物，其特点包括优异的化学和热稳定性、高机械强度和柔韧性、光学透明性、高玻璃化转变温度和良好的成膜性。
砜的用途
含有砜基团的有机化合物在多个领域展现出多样的生物活性。在制药领域，它们已显示出显著的非甾体抗炎活性、抗菌特性以及其他多种药理作用。然而，它们的医学相关性也相当重要。例如，某些含砜化合物，如2-苯胺基-3-苯磺酰基-6-甲基吡啶衍生物，充当促肾上腺皮质激素释放因子（CRF）调节剂。砜基团在食品添加剂中也发挥着重要作用，是众所周知的化合物（如糖精和安赛蜜-K）的核心结构组成部分。此外，砜类化合物在农业领域得到应用，特别是在除草剂（如硝磺草酮）的开发中。除了上述作用外，砜基团也广泛参与有机合成。例如，它已被用于通过迈克尔加成反应合成天然产物石松碱。此外，砜通常是许多合成途径中的关键中间体，包括开发各种聚合物材料。
5.1 生物和工业应用中砜衍生物的批判性分析
含砜化合物因其在药物化学、材料科学和催化等领域的应用而广为人知。在生物学领域，芳基和杂芳基砜已显示出抗菌、抗炎和抗癌活性，几种基于砜的药物（如氨苯砜）已在临床上使用。然而，大多数新报道的砜衍生物仅通过初步生物测定进行评估，通常缺乏全面的毒性、选择性或药代动力学分析。在结构上，砜基团的存在增强了分子极性和代谢稳定性，但由于其可变的定位和共轭方式，它对生物靶点的影响并非总是可预测的。此外，在工业环境中，砜聚合物如聚砜和聚醚砜因其热和化学耐受性而备受重视，但其合成仍然耗能且依赖于不可再生原料。因此，尽管砜骨架提供了有价值的功能性，未来的努力应着重于加深结构-活性理解、扩大绿色合成途径，并在不损害性能或安全性的情况下提高可扩展性。
醌
醌是一类环状共轭二酮，其中羰基的碳原子被纳入环状结构中。术语“醌”词源上来自克丘亚语“kina–kina”，意为“神圣的树皮”。醌广泛分布于植物、真菌、细菌、节肢动物和棘皮动物中。含有醌部分的有机化合物已知具有广泛的生物活性，包括抗肿瘤、抗菌和抗疟疾活性。醌通常分为四大类：苯醌（BQ）、萘醌（NQ）、蒽醌（AQ）和多醌（PQ）。醌化合物有许多衍生物，包括氨基、硫醇、醚、氯、砜、醇、磺酰胺和磺酸酯衍生物。醌也可以包含杂环系统。图13说明了近年来发表的研究文章数量，突显了研究这些化合物的兴趣日益增长及其重要性。
合成方法
醌的合成方法众多，在反应机理和起始原料上各有不同。本节将讨论这些方法。
7.1 通过氧化法
使用合适的氧化剂进行氧化是合成醌最常见的方法。典型的例子包括对苯二酚、对氨基苯酚或对苯二胺的氧化。例如，从苯胺合成醌如图34所示。1985年，Alfred Fischer及其同事使用铈和二氧化硅（SiO₂）作为催化体系，通过氧化反应合成了醌。反应在短时间内（5分钟）完成，产率高。1989年，Alan T. Hewson及其同事使用硝酸铈铵（CAN）在水介质中通过氧化N-芳基磺酰胺合成了醌。所得产物用乙酸乙酯萃取，随后在硅胶上通过柱层析纯化，使用1:4的乙酸乙酯和石油醚混合物作为洗脱剂。1995年，Shun-Ichi Murahashi及其同事使用钌催化剂（0.18 mmol）和叔丁基过氧化氢（24.0 mmol）作为氧化剂，在苯或乙酸乙酯（EtOAc）作为溶剂中，从相应的酚合成了醌衍生物。随后用TiCl₄处理，获得了高达70%至80%的高产率。Tetsuya Takeya使用BAHA作为氧化剂，THF作为溶剂，在?20 °C下反应五分钟，成功合成了醌衍生物，产率为78.4%。1998年，Jian Gum及其同事成功地使用Frémy盐在甲醇中（pH 6）将1-去甲基秋水仙碱氧化为其相应的1,4-醌。反应产率为35%。2010年，Vikas N. Telvekar及其同事使用高碘酸钠（NaIO₃）（2当量）作为氧化剂，从芳基二胺（4.62 mmol）成功合成了醌。反应获得了高产率。2013年，Abdel-Moneim Abu-Elfotoh使用钌(II)/二甲基苯基恶唑啉（Ru(II)/dm-Pheox）配合物2a及其大孔聚合物负载催化剂进行氧化反应。在这项研究中，考察了各种反应条件，包括溶剂类型和摩尔比。优化后的反应在短短5分钟内实现了高达99%的优异产率。2015年，Bo Gui及其同事研究了使用各种氧化剂氧化对苯二酚。他们的研究重点是优化反应条件以提高产率和效率。
7.1.1 批判性见解
大多数报道的基于氧化的方法严重侧重于产率，从合成化学的角度来看这是可以理解的。然而，这通常以牺牲其他重要因素为代价，例如底物范围、操作简便性或环境影响。在许多情况下，关于这些高产率反应在实验室外是否实用的讨论有限。随着该领域的发展，考虑的可能不仅仅是获得多少产物，而是如何清洁、安全、可持续地制造它。
7.2 从方酸衍生物合成
许多醌衍生物是通过多步合成途径从方酸衍生物合成的，最后一步通常涉及在适当条件下环化形成醌环。1988年，Lafayette D. Foland及其同事开发了一种从二甲基方酸盐开始合成醌衍生物的方法。该化合物首先转化为4-炔基-2,3-二甲氧基-4-(三甲基硅氧基)或4-(羟基)环丁烯酮，产率范围为50%至90%。然后将这些中间体在四氢呋喃（THF）中于?78 °C下用相应的锂乙炔化物处理，随后用三甲基氯硅烷或氯化铵淬灭。所得环丁烯酮在对二甲苯中于138 °C热解，得到所需的1,4-苯醌。1992年，Leah M. Gayo开发了一条从方酸获得各种醌衍生物的多步合成路线。该合成涉及制备特定的缩酮中间体，随后用氯仿中的盐酸水解以得到所需的醌化合物。1992年，Lanny S. Liebeskind及其同事研究了将方酸转化为目标醌的机理。该过程涉及形成双自由基中间体，随后在n-Bu₃SnOMe促进下进行重排步骤。1992年，Lanny S. Liebeskind及其同事报道了将炔基和基于CsP₂的亲核试剂加成到环丁二酮1上，生成1,2-加合物，随后经热解形成醌。该合成经过多个阶段。
7.2.1 批判性见解
尽管方酸衍生物为醌的合成提供了一个独特的平台，但报道的方法通常涉及多步序列，需要严格的温度控制、不常见的试剂或苛刻的条件，如高温热解。尽管其中一些方法能产生结构多样化的醌，但其实际可扩展性和合成简便性仍然有限。此外，许多这些途径在最近的文献中尚未被广泛采用或进一步优化，表明它们的广泛适用性可能受到操作复杂性或低原子经济性的限制。
性质
8.1 化学性质
醌的化学性质主要与其各种氧化还原状态有关。醌的特点是其高氧化性和在较高溶液pH值下的可逆氧化还原行为。完全还原和中间氧化态的醌发生去质子化，形成如QH^?、Q^2?（完全还原态）和Q˙^?（中间氧化态）等物种，如图14所示。在可逆的电子转移反应中，醌表现出在两个方向上进行氧化和还原的能力，如前所述。这种可逆性归因于半醌自由基中间体的稳定性，这是半醌结构中共振离域的结果。对苯二酚（HQ₂）中供电子取代基的存在导致pKa值增加和标准氧化还原电位E⁰ (Q/QH₂)降低，而吸电子基团产生相反的效果。此外，增强的共振稳定化有助于进一步降低E⁰ (Q/QH₂)值。
8.1.1 醌的反应
醌参与多种化学相互作用，主要是由于其结构中存在亲电中心。这种亲电性使醌能够有效地进行亲核加成反应，如图15所示。除了亲核加成，醌还可以进行亲核取代反应，如图16所示。此外，当苯醌在加成反应中过量存在时，它可以充当氧化剂，促进对苯二酚氧化为其相应的醌形式，如图17所示。
8.1.2 C–NH–C合成
氨基醌衍生物在药物化学中具有重要应用，是合成各种杂环化合物的有价值构件。2009年，A. D. Bukhtoyarova及其同事在三种不同条件下合成了2,6-和2,8-二(丁氨基)-5-羟基-1,4-萘醌：单独使用丁胺、使用铜以及使用乙酸铜(II)一水合物。2019年，Aysecik Kacmaz合成了几种氨基取代的醌衍生物，包括2-(4-叔丁基苄氨基)-5-甲基环己-2,5-二烯-1,4-二酮和2,5-二(4-叔丁基苄氨基)-3-甲基环己-2,5-二烯-1,4-二酮。反应在CH₂Cl₂作为溶剂中，于相应的醌和4-叔丁基苄胺之间进行。产物通过柱层析萃取和纯化。然而，产率相对较低。2009年，Vishnu K. Tandon及其同事使用水作为溶剂合成了各种醌的氨基衍生物，实现了高达100%的高产率。
8.1.3 C–S–C合成
2005年，Vishnu K. Tandon合成了一系列3-取代-1,4-二氧代-1,4-二氢萘-2-基硫代链烷酸酯衍生物（化合物3–21）和萘并[2,3-b][1,4]噻嗪-5,10-二酮。合成这些衍生物的关键步骤之一是制备硫醌中间体。2016年，通过在碘化亚铜和三苯基膦存在下，使用甲苯和其他溶剂，使醌与适当的磺酰氯反应合成了硫醌。反应提供了良好的产率，达到89%。2001年，Sheng-Tung Huang在Ce₂CO₃和DMF存在下使用硫醇-冠醚合成了萘醌衍生物。反应进行了24小时。
8.1.4 C–O–C合成
2010年，Vishnu K. Tandon及其同事能够使用合适的醇和绿色溶剂（如添加了洗涤剂的水）进行醌化合物的亲核取代反应。研究了不同类型的洗涤剂，产率有时达到94%。2011年，Vishnu K. Tandon使用了上述方法。除了SDS，还使用了LD [Triton X-100和TBAB]；研究了产物的生物有效性，所得产物具有非常高的生物有效性。2019年，Nolan J. Blythe及其同事发表了一篇关于合成含有醚键的杂环衍生物的研究论文，其中卤代醌和适当的酚类化合物在Cs₂CO₃存在下使用DMSO作为溶剂在100 °C下反应两小时。产率为48%。
8.1.5 C–NH–SO₂–C合成
2018年，Ramanathan Devenderan及其同事报道了在温和反应条件下，使用磺酰叠氮化物通过[3 + 2]环加成反应对1,4-萘醌进行磺酰胺化反应。研究了溶剂和碱的适当条件。使用DMSO和K₂CO₃时，产率约为72%。2017年，Medikonda V. Krishna Rao及其同事在AgSbF₆和AgOAC存在下，使用DCE溶剂，在85 °C下对1,4-萘醌进行了8小时的磺酰胺化反应，产率达到85%。2023年，Pallaba Ganjan Dalai及其同事能够在无金属条件下，在水溶剂中，使用1,4-萘醌衍生物和N-甲氧基磺酰胺对1,4-萘醌进行磺酰胺化反应。
8.1.6 C–SO₂–C合成
前面的部分讨论了合成砜基团的各种方法。然而，在本节中，我们专门关注基于醌的砜化合物的合成。2008年，Mamoun M. Alhamadsheh及其同事合成了几种2-甲苯磺酰萘-1,4-二醇衍生物，作为大肠杆菌FabH酶的可逆抑制剂。合成涉及砜的钠盐与适当醌的反应，随后使用MnO₂进行氧化步骤。2020年，Lingxin Meng及其同事成功合成了各种萘醌和对苯二酚的砜衍生物，产率高达97%。合成涉及使用PIFA和PIDA作为氧化剂进行氧化，随后与相应的磺酸盐反应。
8.2 物理性质
在开始讨论物理性质时，重要的是要处理醌的一般溶解度。溶解度取决于几个因素，包括溶剂的性质、温度、浓度、立体化学以及溶质和溶剂分子之间形成的氢键数量。鉴于醌及其衍生物含有两个羰基，它们通常在大多数有机溶剂中表现出良好的溶解性。2006年，Xiaona Li及其同事使用激光监测观察技术研究了醌衍生物对苯二酚的溶解度。他们的研究发现，对苯二酚在任何溶剂中的溶解度都较大，顺序如下：醇溶剂 > 酯溶剂 > 乙酸 > 水。这些化合物的熔点取决于醌结构中碳原子的数量以及交替羰基基团的位置，总结于表3中。
8.2.1 醌化合物的用途
醌衍生物作为颜料首次工业应用是在1868年，当时化合物茜素（238）（图17）被合成。这是首次合成复制天然色素。该过程取代了昂贵且劳动密集的茜草（Rubia sp.）根提取，使得后续生产指甲花醌（图18）合成成为可能，该化合物曾用作皮肤、指甲、头发、布料和皮革的染料，从指甲花植物中提取。