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我国学者在六价硫氟交换链接方面取得进展
2022年05月20日    作者: 周荣 付雪峰    发布 : 化学科学部

在国家自然科学基金项目(项目编号:22125103, 22071057, 21871089)等资助下,华东师范大学姜雪峰、王明团队在氟代砜亚胺与炔烃的调控六价硫氟交换(sulfur(VI)-fluoride exchange,SuFEx)链接方面取得进展。研究成果以“多样性氟代砜亚胺与炔烃SuFEx链接(Divergent sulfur(VI) fluoride exchange linkage of sulfonimidoyl fluorides and alkynes)”为题,于2022年5月9日在《自然·合成》(Nature Synthesis)上发表。论文链接为:https://www.nature.com/articles/s44160-022-00060-1

点击化学,又称链接化学,是通过不同分子单元的链接来获得分子多样性的高效手段,已在合成化学、药物化学、化学生物学和材料化学等领域展现出巨大的应用前景。2014年K. B. Sharpless等人基于S-F键的热力学稳定与动力学活泼的独特化学性质,发展了SuFEx反应。当前,氟代砜亚胺主要集中于酚和胺的S(VI)-O键和S(VI)-N键链接,获得相应的砜亚胺酯和砜亚胺酰胺。然而,基于S(VI)-C键的氟代砜亚胺链接却未能有效建立,高敏感、预制备的格氏试剂和锂试剂的使用让碳链接望而却步;烯烃和炔烃链接的砜亚胺还无法实现SuFEx理念,而不饱和键的预留对分子后续的二次链接、接力链接、多重链接进一步引入复合功能基团具有重要意义。

针对上述问题,研究团队开发了氟代砜亚胺与TMS-炔的调控SuFEx链接化学,可快速链接高效构建S(VI)-C(sp2)键或S(VI)-C(sp)键。该链接运用硅-氟的强结合能 (BDE = 135 kcal/mol),通过三氟化硼作为氟转移试剂,协同实现S(VI)-F键的断裂和Si-C键的活化。DFT计算表明,反应通过三氟化硼乙醚与硅基保护的苯乙炔现场生成二氟化硼苯乙炔中间体来活化氟代磺酰亚胺的S-F键,从而形成砜亚胺阳离子,与活化的苯乙炔加成实现S-C键构建,再经过分子内1,5-氢迁移和水解脱除苯甲醛得到目标产物砜亚胺。

该成果通过开发基于S(VI)-C键的氟代砜亚胺快速链接化学,有望为药物发现和材料开发提供可控、高效的链接手段。

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图. 氟代砜亚胺与炔烃SuFEx链接

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