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Angew. Chem. :未活化烯烃的C-SuFEx链接

2014年,Sharpless等人基于S(VI)-F键良好的稳定性与独特的反应性,发展了六价硫氟交换(SuFEx)反应。短短不到十年间,SuFEx被广泛应用于化学生物学、药物发现、材料开发和高分子合成等多个领域的分子链接。因此,SuFEx被誉为继CuAAC(铜催化叠氮与炔环加成)之后的新一代点击化学。氟代砜亚胺的SuFEx一直只有酚氧S(VI)-O和胺氮S(VI)-N的链接方式,S(VI)-C键的构建却一直是巨大的挑战,仅局限于TMSCF3及高活性锂试剂或格氏试剂。



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图1. 氟代砜亚胺的SuFEx链接化学

华东师范大学姜雪峰/王明团队前期在高价硫合成领域获得了广泛的突破与积累 (Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 1346; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 8907; CCS Chemistry, 2021, 3, 17; CCS Chemistry, 2022, 4, 1526)。随后,针对高价硫SuFEx链接存在的挑战,又开发了氟代砜亚胺与活化炔烃的调控SuFEx链接化学 (Nat. Synth. 2022, 1, 455)。该团队最近再次发展了无金属催化未活化烯烃的SuFEx链接,通过独特的分子内协同氢转移过程,实现了氟代砜亚胺S-C(sp3)键的构建(Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202207100)。

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图2. 未活化烯烃和氟代砜亚胺的SuFEx链接

该方法全面考察了未活化烯烃与氟代砜亚胺之间的作用关系。反应对具有多个杂原子和敏感官能团具有良好的兼容性,并且能够高效地实现单取代端烯和双取代内烯的转化获得氢磺酰亚胺产物。此外,天然产物和药物可以通过当前的 SuFEx 链接化学实现各种砜亚胺键的“集成”,为药物发现和药物偶联奠定了基础。

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图3. 基于SuFEx链接实现天然产物和药物分子的组装

氘代追踪、DFT计算和轨道分析等多个角度的深度研究,清晰的描绘了反应的机理:氟代砜亚胺在三氟化硼的活化下生成砜亚胺阳离子,增强了硫中心的亲电活性;随后与未活化烯烃发生分子间的氢转移反应,从而实现S(VI)-C键构建。其中,反应机理是通过协同的船式六元环过渡态,而不是具有更高能垒的分步碳正离子过程。值得注意的是,体系中微量水的氢键作用可促进反应的发生。

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图4. 通过DFT计算验证的反应机理

该反应将为现代药物发现的巨大链接需求带来更多可能,这一迁移驱动链接的机制也会开拓更多的反应类型。

文信息

The Linkage of Sulfonimidoyl Fluorides and Unactivated Alkenes via Hydrosulfonimidoylation

D. Zeng, Y. Ma, W.-P. Deng, M. Wang*, X. Jiang*


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202207100




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