以亚磺酸盐为硫源的高选择性C-S键生成反应研究

Organic heterocyclic sulfides and sulfones are core frameworks of many drug molecules as well as important intermediates in organic synthesis and drug synthesis. Therefore, it is significant to develop efficient methods for the construction of heterocyclic C-S bonds. In recent years, several approaches for direct sulfenylation via heterocyclic C-H functionalization have been developed, but there are some problems related to limited regioselectivity and monotonous sulfur source in these works. In this project we will focus our research on the development of new methods for highly selective C-S bond generation via heterocyclic C-H functionalization using sodium sulfinates as sulfur sources. We will 1) choose thiophenes and pyridin-2(1H)-ones as the study objects, investigating the reaction conditions to form C-S bonds with high region-selectivity; 2) employ various additives in reaction systems to realize the chemo-selectivity of sodium sulfinates as different sulfur sources; 3) utilize the green and environmentally friendly technology and approach, which have been recently developed, to develop highly efficient and selective methods for C-S bonds generation under mild conditions. Those would provide new ways for constructing organic heterocyclic sulfides and sulfones with specific function.

含杂环的有机砜和有机硫醚类化合物是许多药物分子的核心骨架，也是有机合成和药物合成的重要中间体，因此杂环化合物的C-S键构建具有重要的研究意义。近年来，通过杂环碳-氢键功能化策略合成硫醚类化合物的反应研究取得了一些进展，但目前已经报道的这类反应中存在着区域选择性局限、硫源单一等问题，尚待进一步研究。本项目拟开展以亚磺酸盐为硫源，探索基于杂环化合物C-H键功能化及高选择性C-S 键生成反应的新方法。研究包括以噻吩、2-吡啶酮为主要研究对象，筛选合适的反应体系，高区域选择性构建 C-S键；通过调控反应体系中的添加剂类型，研究亚磺酸盐作为不同硫源的化学选择性；同时还将借鉴近些年来发展起来的环境友好、绿色的新技术和新方法，发展高效、高选择性、条件温和的C-S键生成反应。为构筑具有特定功能的杂环有机砜和有机硫醚类化合物提供新的途径。

本课题主要以亚磺酸盐作为研究对象，通过调控反应体系中的添加剂类型，研究乐亚磺酸盐作为不同硫源的化学选择性。在本项目的资助下，我们实现了亚磺酸盐在无过渡金属参与条件下的选择性C-H功能化反应构建C-S键。同时还实现了铁催化的亚磺酸盐为砜基参与的多组分选择性C-H功能反应。也开展了以硫酚或单质硫作为硫源构建C-S键的反应研究。具体研究内容如下： 1）基于亚磺酸钠盐的高化学选择性合成有机砜和硫醚化合物；2）亚磺酸钠盐作为硫源多组分合成烯丙基砜类化合物的反应研究；3）铜催化芳烃、硫和碘代烃水相中一锅法合成芳基硫醚类化合物；4）质子酸促进下单质硫为硫源高化学选择性合成噻吩并[2,3-b]吲哚衍生物；5）碱促进的芳烃与硫酚合成芳基硫醚类化合物。6）碘促进的缺电子炔烃类化合物胺硫醚化反应研究。采用亚磺酸盐或单质硫作为硫源，将为构建碳-硫键提供环境友好的新途径。