基于导向的芳香C-H键硫基化反应研究

Sulfur-containing compounds are not only widespread in nature, but also as an important intermediate for pesticides, pharmaceuticals and functional materials synthesis. Based on the directed C-H bonds activation for sulfur-containing compounds synthesis has series advantages, such as economy, efficiency and in line with the trend of green chemistry. At first this project plans to using thiophenols and its derivatives as the starting compounds which containing a good orientation and modification of directing group. Under the optimal reaction condition the different valence sulfur substrates will be screening to realize the directed C-H bonds activation. Secondly, the new method will be applied to important pharmaceutical intermediates and functional materials synthesis. Finally, the reaction mechanisms will be studied by mass spectra and DFT calculations. These results can not only display the advantages of sulfur-directed C-H bonds activation, but also provides industrial highly efficient and sample methods for dithio compounds synthesis, and also rich the organic synthetic chemistry theory.

含硫化合物被广泛用作医药中间体和功能材料，在合成化学、分析化学、电化学和材料科学领域具有重要的地位和作用。基于导向的C-H键活化反应合成含硫化合物的方法，具有经济性、简洁性、高效性等优点，符合现代绿色化学发展的趋势。本项目首先以良好导向性和易修饰性的苯硫酚为起始物，通过衍生方法研究合成具有多样导向基的苯硫酚衍生物。其次，将苯硫酚及其衍生物，在筛选得到的最佳反应条件下进行反应，实现硫导向的C-H键硫基化反应的目的。并且将该方法应用到重要的含硫药物和功能材料的合成中。最后，结合MS分析技术和DFT计算对反应机理进行研究。本项目不仅可发挥导向的C-H键活化反应的优势，为含硫化合物的工业合成提供高效的方法和技术，丰富有机合成化学的内容，而且能够促进有机硫化学的发展。

含硫化合物被广泛用作医药中间体和功能材料，在合成化学、分析化学、电化学和材料科学等领域内具有重要的地位和作用。本项目研究内容为基于导向的芳香C-H键硫基化反应研究，项目实施所发展的方法具有经济性、简洁性、高效性等优点，符合现代绿色化学发展的趋势。通过项目的实施，本项目共完成了以下四方面的内容：第一、首先以良好导向性和易修饰性的苯硫酚为起始物，通过衍生方法研究合成具有多样导向基的苯硫酚衍生物。第二、将苯硫酚及其衍生物，在筛选得到的最佳反应条件下，实现硫导向的芳香C-H键硫基化的反应。完成了下面一系列的研究工作：发展了铜催化的硫酚类化合物C-H键羟基化/C-S键偶联新的反应方法：以CuI为催化剂，烯胺酮作为配体，以取代苯硫酚和卤代苯为底物，一步合成得到2-苯硫基苯酚类化合物；以CuI为催化剂，烯胺酮作为配体，以取代苯硫酚和卤代苯乙烯为底物一步合成得到2-苯乙烯硫基苯酚类化合物；完成了Fe催化的硫醇类化合物C-H键硫基化/C-N键偶联的反应方法。合成了重要的药物中间苯并噻唑类化合物；发展了亚铜盐催化下，以苯硫酚类化合物和苯基-1，4-戊二烯酸乙酯类化合物为反应物，实现了C(sp2)-S键的构建；发展了铜催化苯甲硫醚和卤代苯合成苯基苄基亚砜类化合物，实现了构建亚砜键的构建。第三、结合MS分析技术和DFT计算对反应机理进行研究。本项目发展了导向的芳香C-H键硫基化的优势，为含硫有机物及其重要的衍生物的合成提供高反应效率和高反应选择性的方法和技术，并且促进有机硫化学的发展。本研究共发表SCI收录论文4篇；申请国家发明专利8项，授权6项，已转化4项；培养研究生3名。