【人物与科研】南京工业大学冯超课题组：可见光促进炔酰胺与磺酸的氧磺酰化反应

导语

α-磺酰基羰基衍生物普遍存在于生物活性化合物的核心结构和功能材料中。因此，开发有效的合成方法来构建这种结构已经引起了合成界极大的兴趣。近年来，合成α-磺酰基羰基衍生物的反应也取得了诸多进展。但是这些反应通常需要复杂的起始原料，化学计量的强碱或者氧化剂，同时离子型的反应机理也限制这些方法的官能团兼容性以及实用性。因此，发展一种原子经济性高、反应条件温和、底物范围广的方法去合成α-磺酰基羰基衍生物仍具有较大的意义。最近，南京工业大学先进化学制造研究院、化学与分子工程学院冯超教授和岳燕妮副教授团队合作报导了一种新型高效的可见光促进炔酰胺与磺酸作用的氧磺酰化反应，该方法具有原子经济效益高、反应条件温和、底物范围广等优点（图1）。相关成果发表在Organic Letters上（DOI: 10.1021/acs.orglett.9b00733）。

图1 α-磺酰基羰基衍生物合成策略

（来源：Org. Lett.）

冯超教授

前沿科研成果

可见光促进炔酰胺与磺酸的氧磺酰化反应

近年来，由于α-磺酰基羰基衍生物结构的实用性，使其在有机合成领域备受关注。尽管在之前的很多工作中报导实现氧磺酰化反应已经取得了显著地进步，但是他们通常都需要强的氧化性或者强的腐蚀性试剂，故而使原具优势的光催化路径黯然失色。最近，该研究团队报道了一种以炔酰胺和磺酸为底物串联亲电加成以及自由基重排在可见光促进的作用下一锅法实现的氧磺酰化反应（图2）。该反应底物简单易得、操作方便、反应条件温和且无需额外的添加剂、反应产率高、官能团兼容性好、底物范围广泛等。值得指出的是，炔酰胺以亲电加成而闻名，导致相应的加成物具有高效率和优异的区域选择性；此外，酰胺基是一种多功能基团，可以很容易地转化为胺基、羧酸基和羟基。

图2 氧磺酰化反应

（来源：Org. Lett.）

作者首先以炔酰胺1a和对甲苯磺酸2a作为原料对反应条件进行了优化。实验结果表明，反应在最优条件下以78%的分离收率得到对应的产物3a。为了考察该方法的底物适用范围，作者考察了一系列含有不同取代基的炔酰胺和磺酸，这些底物均以中等至良好的收率得到目标产物（图3）。值得指出的是，吡喏烷酮、噻唑烷酮、杂氮环丁烷酮和氨基甲酸酯均能取代恶唑烷酮充当不同的酰胺基胜任该反应，得到理想

图3 氧磺酰化反应的底物拓展

（来源：Org. Lett.）

最后，作者提出了该反应合理的反应机理（图4）。首先，在炔酰胺1上亲电添加对甲基苯磺酸，生成具有良好区域选择性的乙烯基磺酸酯A。然后，化合物A通过激发态PC*的能量传递过程被激发，随即C-S键被激活，乙烯基甲苯磺酸盐发生均裂生成一个烯醇B以及磺酰醛基C。磺酰醛基C选择性添加到乙烯基磺酸盐A的富电子烯烃部分促进D的生成，与此同时生成的磺酰基自由基C使自由基链得以增殖。

图4 可能的反应机理

（来源：Org. Lett.）

综上所述，作者开发了一种高效的光诱导的炔氧磺化反应，该反应具有容易获得和廉价的磺酸。该反应具有良好的原子经济性、温和的反应条件、广阔的底物范围和良好的化学选择性。此外，这个反应提供了一种合成α-磺酰基羰基衍生物的替代方法策略。

该研究成果发表在Organic Letters上（DOI: 10.1021/acs.orglett.9b00733），硕士研究生王璐为文章第一作者，冯超教授和岳燕妮副教授为通讯作者。感谢“江苏省特聘教授计划”、国家自然科学基金（21871138）、江苏省自然科学基金（BK20170984）的资金支持。

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