Green Chem：利用N-磺酰基或N-磺酰胺基叠氮与端炔在水相中选择性合成1,2,3-三唑类化合物

近年来，Cu(I)催化叠氮化物与炔的环加成反应（CuAAC）可以作为从烷基或芳基叠氮化物合成1,4-二取代-1,2,3-三唑的重要方法。然而，利用缺电子的叠氮化物（如N-磺酰基、N-磺酰胺基和N-羰基叠氮化物）与末端炔环加成实现1,4-二取代-1,2,3-三唑的合成还未有报道。这主要是因为CuAAC过程产生的中间体A（Scheme 1）在三唑环上存在吸电子取代基（磺酰基、磺酰胺基）时稳定性会大大降低。因此，N-磺酰基叠氮或N-磺酰胺基叠氮的CuAAC过程通常不能得到所需的1,2,3-三唑衍生物（Scheme 1, path a）。大多数情况下，由于中间体A的N1-N2键容易断裂，会生成中间体B进而得到烯酮亚胺物种C。而中间体C可以与胺、醇或水反应，分别生成脒、酰亚胺和酰胺类化合物（Scheme 1, path b）。而到目前为止，仅有为数不多的研究报道了使用CuAAC方法实现N-磺酰基三唑合成。因此，发展一种简单的催化剂体系，通过环加成反应选择性实现磺酰基或磺酰胺基三唑类化合物的合成具有重要意义。最近，印度科学培养协会Jyotirmayee Dash课题组报道了CuI/prolinamide催化体系促进的磺酰基和磺酰胺基叠氮化物与末端炔的环加成反应。该反应在室温条件下、水溶液中即可高效实现一系列磺酰基或磺酰胺基三唑类化合物的合成，相关成果发表在Green Chem. DOI: 10.1039/D1GC03340A上。

（图片来源：Green Chem.）

首先，作者利用磺酰基叠氮1a和苯乙炔2a作为模板底物对该反应的条件进行优化，最终确定最优条件为5 mol% CuI作催化剂、10 mol% Pro-1作配体、以水（0.1 M）作为溶剂，室温反应即可以95%的产率选择性地得到磺酰基三唑产物3a。

（图片来源：Green Chem.）

接下来，作者以此最优条件对不同的磺酰基叠氮1和端炔2进行底物拓展，实验结果证明该反应具有良好的底物适应性和官能团兼容性（Scheme 2）。

（图片来源：Green Chem.）

值得注意的是，在最优反应条件下该反应的底物范围还可以扩展到磺酰胺基叠氮化物。与磺酰基叠氮1的环加成过程相比，端炔2与磺酰胺基叠氮4的环加成过程更快，在45分钟之内就可以反应完，得到相应的三唑产物5。随后作者又对磺酰胺基叠氮4与端炔2的底物范围进行考察，反应同样具有较好的官能团兼容性和底物适应性（Scheme 3）。

（图片来源：Green Chem.）

1,2,3-三唑结构是一类非常重要的杂环结构，具有广泛的生物活性，并且在医药和农用化学品中有着广泛的应用。为了进一步证明此方法的合成优势，作者尝试探索通过脱保护策略制备N-H三唑类化合物（Scheme 4）。作者发现磺酰基三唑3在甲醇中回流即可以实现磺酰基的脱除。同样，磺酰胺基三唑也可以在此条件下实现磺酰胺基的脱除得到产物6。N-保护基的脱除为此类三唑化合物的进一步衍生化提供了更多的可能性。

（图片来源：Green Chem.）

总结：印度科学培养协会Jyotirmayee Dash课题组利用CuI/prolinamide催化体系，在水溶液中、室温条件下实现磺酰基或磺酰胺基叠氮化物与末端炔的环加成反应，高效构建了一系列磺酰基或磺酰胺基三唑类化合物。该反应具有较好的底物适应性和官能团兼容性。此外，合成出的产物可以很容易地实现N-保护基的脱除，为合成的三唑类化合物的进一步衍生提供了更多的可能性。

论文信息：

Cycloaddition of N-sulfonyl and N-sulfamoyl azides with alkynes in aqueous media for the selective synthesis of 1,2,3-triazoles

Prasanth Thumpati,$ Gargi Chakraborti,$ TirthaMandal, Velayutham Ravichandiran and Jyotirmayee Dash*

Green Chem. DOI: 10.1039/D1GC03340A

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