|
近些年，磺酰氟的合成转化得到了广泛的关注。尽管它们的结构与磺酰氯相似，但更强的S-F键使磺酰氟具有独特的反应活性。其可以在特定的反应条件下进行快速和选择性的亲核取代，这使得它们可以被用作化学探针、氟化试剂、磺酰化试剂等（Scheme 1A）。在近些年的发展过程中，磺酰氟可以作为磺酰化试剂实现磺酰基官能团化衍生物的合成。而如果能够将其作为亲电试剂应用在Suzuki-Miyaura偶联（SMC）中来构建C-C键，则可以大大拓宽其合成用途（Scheme 1B）。受到Ogoshi小组以及Sanford小组工作的启发（Scheme 1C），法国斯特拉斯堡大学Joseph Moran课题组报道了磺酰氟作为亲电试剂的Suzuki-Miyaura偶联反应，其可以在无碱存在下实现C-C键的构建。此外，反应还可以在强酸性条件下兼容（Scheme 1D）。相关成果发表在Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202111977上。 （图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.） 作者首先以商业化的氟化试剂PyFluor和对甲氧基苯硼酸作为模板底物进行条件筛选。当以Pd(acac)2（5 mol%）作为催化剂，RuPhos（20 mmol%）作为配体,1,4-二氧六环作为溶剂，底物在130 °C下反应16 h，可以以97%的产率得到相应的联芳基产物1（Table 1）。 （图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.） 随后，作者尝试对其它不同取代底物的反应条件进行进一步优化。实验结果表明，对于某些取代的底物，在反应体系中加入添加剂或者更换催化剂体系可以提高产率（Table 2）。 （图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.） 随后，作者尝试对此合成方法的底物范围进行探索（Scheme 2）。实验结果表明大部分底物和官能团具有较好的兼容性。 （图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.） 接下来，作者进一步尝试利用发展出的方法实现生物活性分子前体28和D1的合成，两者可以分别转化为抗白血病药物和阿片类药物抗抑郁药物（Scheme 3）。 （图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.） 为了深入研究反应机理，作者进行了机理探索实验（Scheme 4）。首先，反应可以兼容强酸性体系（Scheme 4A）。此实验结论与作者之前的假设相一致，即反应可以在不需要碱的情况下，通过氧化加成和随后的脱硫反应生成Pd-F中间体。为了进一步证明这个假设，作者在体系中加入了1.0当量的氟淬灭试剂LiBF4，发现其可以有效地抑制反应（Scheme 4B）。此外，在反应结束后，冷却至室温并打开封管盖子的时候发现有气压且有气体放出，说明反应中有SO2气体释放。当使用2-氟吡啶作为起始原料时，反应并不发生，也说明了SO2部分对实现此反应的重要性。芳基磺酰氟与芳基卤化物的竞争实验显示，当存在碱的时候和不存在碱的时候，竞争实验结果完全相反（Scheme 4C）。这也进一步验证了底物中的吡啶并不能作为碱来促进反应。 （图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.） 接下来，为了更好地理解反应机理，作者进行了理论计算研究（Figure 1）。计算结果表明该反应首先起始于Pd和C-S键的氧化加成，而不是与S-F键。然后中间体脱二氧化硫形成Pd-F中间体。这一机理使芳基磺酰氟可以在无碱条件下反应，且能在芳基氯化物存在下实现Suzuki-Miyaura偶联反应。 （图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.） 总结： 法国斯特拉斯堡大学Joseph Moran课题组报道了利用磺酰氟作为亲电试剂来实现Suzuki-Miyaura偶联反应，其可以在无碱条件下实现C-C键的构建。机理研究表明反应起始于Pd和C-S键的氧化加成，从而形成Pd-F中间体。此反应的发展可以作为一个有效的工具，实现利用磺酰氟来构建C-C键。 论文信息： Desulfonative Suzuki-Miyaura Couplingof Sulfonyl Fluorides Paul Chatelain, Cyprien Muller, Abhijit Sau, Daria Brykczyńska, Maryam Bahadori, Christopher N. Rowley and Joseph Moran* |
|
|
