酮在磺酰肼作用下的脱氧官能团化反应研究

Sulfonyl hydrazides which are readily accessible, well stable, low toxic have been widely used as reductants, the sources of sulfone group and employed to form hydrazones and heterocycles which have versatile applications. In the process of research, we find sulfonyl hydrazides could serve as effective sulfur electrophiles. This method avoids to use metal and traditional sulfenylating agents which are unstable to air and moisture, are expensive, or possess unpleasant odors. It is noteworthy that the reaction generates water and molecular nitrogen as environmentally benign byproducts. Prompted by this background together with our interest in exploring new chemistry of sulfonyl hydrazides, we hope to develop an unprecedented deoxygenative functionalization of ketones with sulfonyl hydrazides. Considering the different of ketones and catalytic systems, this project will include the following three aspects: (1) the reaction of chain ketones with sulfonyl hydrazides to afforde (E)-2-iodoalkenyl sulfides; (2) the reaction of tetralones with sulfonyl hydrazides to afford naphthyl thioethers; (3) the reaction of ketones with sulfonyl hydrazides to afforde alkenes. This methodology is very useful for the diversity synthesis of ketones and possesses potential values to apply in the practical syntheses of biologically relevant molecules.

磺酰肼是一种容易制备，稳定性好，毒性较低的固体化合物，可以生成杂环化合物和腙，也可以作为还原剂和砜基来源。我们课题组在研究过程中发现，碘催化作用下磺酰肼可以作为亲电硫试剂与亲核试剂反应生成硫醚。磺酰肼作为亲电硫试剂有以下优点：易于操作，无需过渡金属催化剂，反应中没有恶臭气味，体系简单，副产物为氮气和水，环境友好。本课题旨在设计酮在磺酰肼作用下的脱氧官能团化反应，考虑到酮的种类和催化体系的不同，本项目主要从事以下三方面的研究：（1）链状酮与磺酰肼生成(E)-2-iodooalkenyl sulfides的反应；（2）1,4-二氢萘酮与磺酰肼生成2-萘硫醚的反应；（3）酮与磺酰肼生成烯烃的反应。该课题的成功实施可以实现酮与磺酰肼的直接反应，将羰基转化生成新的烯基和烯基碘等官能团，这增加了酮的反应类型，在生物活性分子合成等领域具有潜在的应用价值。

硫醚广泛存在于药物分子和材料分子中，并且也是重要的反应砌块。文献中报道的硫醚化试剂有过硫基氯、硫基胺(衍生物)、硫醇、硫酚、二硫化物、锍盐、磺酰氯等，但存在对空气敏感、遇水分解、气味恶臭、价格昂贵或难以制备等缺点。在研究单取代肼的去肼基反应的过程中，我们首次发现易得、稳定、固态的单取代磺酰肼(RSO2NHNH2)在碘的催化下可以断裂氮-硫键和氧-硫键,转化为二价硫亲电性物种,然后与吲哚反应给出结构多样的吲哚硫醚。 .在上述工作的基础上，本项目旨在研究酮在磺酰肼作用下的脱氧官能团化反应，取得了以下研究成果：1）烯基碘可以由相应的酮容易制备，以烯基碘和磺酰肼为原料实现了无催化条件下烯基碘与磺酰肼的反应，产物为相应的2-萘硫醚，此反应条件简单，无需加入催化剂，生成的副产物碘副催化反应的进行，环境友好；2）在碘或溴的氧化剂作用下，以非常简单易得又廉价的酮和磺酰肼作为原料，可以高效地得到相应的卤代烯基硫醚。反应中羰基官能团转化生成了烯基卤、双键和烯基硫醚三个官能团，并且这三个官能团易于衍生化生成有用的药物分子和材料分子，有一定的潜在合成价值；3）在碘的推动下，分别实现了萘满酮类化合物与磺酰肼和二硫醚类化合物的反应，产物为相应的萘硫醚，此反应机理比较新颖，通过对此反应机理的研究为脱氧官能团化反应研究开拓了新的方向；4）首次发现无催化剂条件下亚磺酸酯可以作为新型硫醚化试剂与吲哚反应生成相应的硫醚，此反应以乙醇为原料，易于处理环境友好。