磺酰氟的脱磺化 Suzuki-Miyaura 偶联

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自从Sharpless发现在SuFex化学中磺酰氟可作为“click-able”{attr}3228{/attr},磺酰氟化合物受到了广泛的关注。由于S-F键更强,使得磺酰氟化合物具有特殊的反应活性。它能在特定的反应条件下进行选择性亲核取代反应,使得它们被用作生物化学探针(PMSF),氟化试剂Doyle’sPyFluor)以及简单的磺化试剂SharplessArvidsson最近在综述中评论道:磺酰氟在很大程度上对水解、还原和过渡金属催化反应是惰性的。SO2F基团通常通过过渡金属催化引入,以及在Suzuki-Miyaura偶联(SMC)条件下是惰性的,因此,虽然磺酰氟是获得磺酰化衍生物的有力工具,但如果它能作为SMC的亲电试剂来形成C - C键,这将大大拓宽它们的合成用途。尽管SO2F的重要衍生物砜以及磺酰氯拓展了SMC反应的范围,但SO2F基的C-C偶联尚未有人报道。受到Ogoshi的启发,他证明了氟化钯可以在无碱条件下与硼化合物发生转移金属化,以及Sanford对无碱镍催化酰氟化物脱羰反应的Suzuki-Miyaura 偶联反应的研究。作者设想,磺酰氟在pd催化下可以以类似的脱硫反应。最近,斯特拉斯堡大学JosephMoran教授报道了芳基磺酰氟在无碱或强酸性条件下的SMC反应,实验和DFT计算表明,该机制涉及C - S键氧化加成,然后是脱硫,而不是S - F键氧化加成。


在经过一系列条件筛选以后,作者对反应的普适性进行了考察,从结果来看,反应具有很好的底物普适性。含有不同官能团的芳基硼化合物均可耐受。各种芳基,杂芳基磺酰氟化合物均可以反应。同时,作者利用SO2F基区域发散性合成了Anti-leukemia activity以及新型阿片类抗抑郁药PF-4455242的类似物的合成前体。


    接下来作者对机理进行了研究,再加入当量的三氟乙酸,反应仍能以中等收率得到目标产物。向反应中加入当量的LiBF4时,没有产物生成,但是有二氧化氯气体放出。这表明在没有碱的存在下,反应依然可以氧化加成以及脱硫过程。接下来的交叉实验表明,在加减和不加碱的情况下,反应得到不同的反应结果。这表明底物或产物上的吡啶基不作为促进转金属作用的碱,从而支持Pd-F物种的中间体,以及氟不会在氧化加成生成的中间体之间进行交换,或者它至少比随后的转金属作用发生得慢得多。


随后作者通过DFT计算表明氧化加成是通过C-S进行,然后发生脱硫,形成促进转金属化的Pd-F中间体。


综上所述,尽管芳基磺酰氟化合物在过渡金属催化作用下较为稳定,但芳基磺酰氟化合物仍可作为SMC反应的亲电试剂。同时偶联可以在没有碱的情况下发生,甚至在强酸条件下也会发生。机理实验和DFT计算表明,钯氧化插入加成C-S键,而不是S-F键,然后脱硫形成Pd-F中间体。磺酰氟基在SuFEx化学中形成了S-Nu键,现在也可以用作C-C键形成的工具,使磺酰氟基的区域发散合成应用中进一步发展。

10.1002/anie.202111977



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