过渡金属催化的若干二氧化硫插入反应

The sulfonyl group can be found in pharmaceuticals and natural products with remarkable biological activities. There are some limitations by using traditional methods for the introduction of sulfonyl group into organic molecules. However, transition metal catalyzed insertion reactions of sulfur dioxide provide an efficient and novel pathway for the synthesis of sulfonyl compounds. Due to the enormous scale of annual sulfur dioxide production, applications of sulfur dioxide in organic synthesis are of high interest. In this proposal, we describe organic transformations for the generation of natural product-likes compounds with the incorporation of sulfonyl group via a palladium-catalyzed insertion reaction of sulfur dioxide through a tandem process. The stable, cheap, and easily available sulfites and the complex of organic base-sulfur dioxide will be used as the source to introduce sulfur dioxide into simple organic molecules.

磺酰片段广泛存在于许多具有高生物活性的天然产物以及药物分子当中，传统的方法引入磺酰基团具有较大的限制性。利用过渡金属催化的二氧化硫插入反应来构建磺酰类化合物有着很大的优越性。我们将利用稳定、便宜、易得的亚硫酸盐或有机碱的二氧化硫络合物作为二氧化硫来源，结合串联反应的高效性，发展过渡金属催化的二氧化硫插入反应来实现具有磺酰片段的有机分子的构建，并将之用于一些具有生物活性的类天然小分子化合物的合成之中。

磺酰胺、磺酸酯以及砜类等含有磺酰基团的小分子化合物广泛存在于很多具有生物活性的天然产物、药物分子、材料分子以及有机合成中间体中，具有很高的应用价值，但是传统的合成这些化合物的方法通常需要使用强的氧化剂或者氯化试剂，条件苛刻且底物适用性有很大限制，有时还需要使用到具有恶臭味的有机含硫化物。因此，发展新型、绿色、高效的合成含有磺酰基团化合物的方法具有重要的科学意义和经济价值。本项目研究内容主要基于二氧化硫插入策略，通过使用二氧化硫等价化合物作为磺酰基来源，以各种官能团化的化合物为起始原料，通过设计一些串联反应过程包括过渡金属催化的反应和自由基类型的反应，实现了各种含有磺酰基团的小分子化合物的构建：1）过渡金属催化下的三组分偶联反应合成了磺酰胺类化合物和砜类化合物；2）过渡金属催化下的碳氢键活化反应构建了砜类化合物；3）自由基类型的二氧化硫插入反应合成了磺酰胺类化合物和砜类化合物；4）自由基类型的串联环化反应、不饱和键的双官能团化反应，得到了各种含有磺酰基团的杂环骨架和烯基砜类化合物。我们也对这些结构多样的磺酰化合物进行了初步的抗肿瘤活性测试，得到了较好的结果。