镍(II)催化将(杂)芳基环硼烷加成到亚磺胺试剂 TrNSO

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亚磺酰胺已在有机合成中得到广泛应用。例如,手性亚磺酰胺用作手性助剂、过渡金属催化中的配体和有机催化剂。亚磺酰胺也是通用的合成中间体,通常用于制备一系列其他含硫官能团,包括磺酰胺、磺酰亚胺和磺酰亚胺氟化物。其中,磺胺类药物是最成熟的药物,它们在FDA批准的含硫药物中占25%。磺酰亚胺基氟化物是磺酰氟的手性异构体,作为化学生物学中的手性工具受到广泛关注。

以磺酰胺为原料合成磺酰亚胺类药物、磺酰胺类药物和磺酰亚胺基氟化物可分为两种合成方法。一种方法是,亚磺酰胺经过直接氧化转化生成这些化合物。例如,亚磺酰胺可以与 PhI(OAc)2和 NH2CO2NH4反应生成磺酰亚胺,与m-CPBA反应生成磺酰亚胺,与选择氟反应生成磺酰亚胺氟。或者,亚磺酰胺可以转化为磺酰亚胺基氯化物,使用氯、N-氯代苯并三唑、t-BuOCl或{attr}3224{/attr}作为氧化氯化试剂。这些磺酰亚胺氯化物进一步与胺反应生成磺酰亚胺,与水反应生成磺胺,或与氟反应生成磺酰亚胺氟化物。

以前获得亚磺酰胺的方法通常仅限于具有预装硫官能团的底物。牛津大学的Willis教授团队已经探索了不依赖于具有预装C-S键的底物并且基于将高氧化态硫官能团引入亲核碳片段的制备亚磺酰胺方法。例如,预先形成的有机金属试剂来作为二氧化硫的替代品,和氮的亲核试剂,通过活性氯化亚砜中间体的方式组合。一种更直接的方法是用一种等电子亚磺胺试剂取代二氧化硫,并将其应用于磺胺类药物的合成中。但使用的活性金属试剂通常是空气和水名敏感的,并且官能团耐受性也有限。本文,展示了用市售的Ni(II)催化剂可有效地将(杂)芳基环硼氧烷添加到亚TrNSO中以提供亚磺酰胺,并且在原位衍生化后,得到磺酰亚胺、伯磺酰胺和磺酰亚胺基氟化物。


首先作者对条件进行了优化,确定了最佳条件。以市售的空气下稳定的NiCl2·(glyme)为催化剂。当用bpy代替dNbpy时,产率有所下降。降低温度以及升高配体的量都会时产率下降。用硼酸酯或三氟硼酸钾盐代替芳基环硼氧烷都基本上不反应。在最佳反应条件下, t-OctNSO也可以作为磺胺试剂,产生68%的相应亚磺酰胺。


在最佳反应条件下,对底物进行拓展,并将得到的磺酰亚胺未经处理,直接进行氯化/胺化/脱保护得到NH磺酰亚胺类产物。当苯环的对位存在-F、-Cl、苯基、甲氧基、三氟甲基、脂基等取代基时,都能较好的兼容。间位、邻位存在取代基时,也能参与反应。此外,吡啶、呋喃和噻吩类的底物也能较好地参与反应,但当使用烯基硼氧烷时产率有所下降。

接着,多氮源亲核试剂进行了拓展。对仲胺、伯胺以及NH3作为亲核试剂进行了研究。大部分都能以较高的产率得到目标产物。但是当NH3在二氧六环中参与反应时,反应变德非常复杂。然而,在作者早期对亚磺酰胺合成的指导下,氨水和乙酸乙酯的双相混合物以良好的收率得到了初级磺酰亚胺酰胺(3n3o)。


当使用亲核性较低的胺时,发现有较多水解的副反应发生,生成了初级磺胺类副产物。作者又对这种水解类的反应进行了底物拓展。苯环上带有吸电子或给电子基团时,以及噻吩类底物都能参与反应。并将反应放大到1mmol,催化量减少到1 mol%,以60%的产率得到了4b


作者对得到的产物进行了一系列转化。用TBAF作为可溶性氟源,通过一锅反应实现了理想的卤素交换。纯MsOH可有效地将N-三苯甲基亚磺酰胺1b脱保护,以51%的产率形成伯亚磺酰胺6。使用m-CPBA可以将伯亚磺酰胺6顺利氧化为伯磺酰胺4g,为获得伯磺酰胺提供了另一种途径。


本文开发了镍催化合成亚磺酰胺。该方法是氧化还原中性的,并使用(杂)芳基环硼氧烷和TrNSO作为底物。一系列S(VI)-衍生物,包括磺酰亚胺酰胺、磺酰胺和磺酰亚胺酰氟,是通过一系列一锅反应制备的。三苯甲基亚磺酰胺的脱保护也可用于生产初级亚磺酰胺。

https://doi.org/10.1021/jacs.1c08052



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