一、背景介紹

由于磺?；毺氐碾娮雍徒Y構特性，將其引入到分子中已成為發(fā)現(xiàn)候選藥物和功能材料的有效方法之一。由于唑類化合物在生物活性分子和藥物中普遍存在，因此對這些物質進行磺?；瘶O具吸引力，并且會促進藥物的發(fā)現(xiàn)。目前，已報道的方法包括胺與磺酰氯在過量堿作用下的親核取代反應(圖1a)、肼與1,3-二酮的脫水縮合反應(圖1b)、唑類化合物與亞硫酸鈉或苯硫酚的氧化偶聯(lián)反應(圖1c-1d)。盡管取得了進步，但其中一些方法通常需要較高的反應溫度、金屬催化劑、化學計量氧化劑，并且受底物范圍的限制。

圖1. N-磺酰基唑類化合物的合成策略

二、實驗部分

基于上述背景，作者利用電化學策略，在溫和條件下實現(xiàn)了唑類化合物與磺酰肼的N-磺酰化反應（圖1e）。首先，作者開展了機理研究。作者通過自由基捕獲實驗和電子順磁共振(EPR)實驗證實了磺酰基和氮自由基的存在（圖2A-2B）。隨后，作者通過循環(huán)伏安法 (CV) 實驗研究底物的電化學氧化步驟，并推測唑類化合物在陽極優(yōu)先氧化。此外，作者開展了開關電實驗，進一步證實電流對于該化學反應必不可少（圖2C）?；跈C理實驗結果，作者提出了可能的反應機理（圖2D）。

圖2. 反應機理研究

該反應底物普適性好，官能團耐受性高，含有不同類型的官能團的唑類化合物，如烷基、烷氧基、醛、酮、酯、硝基、氰基、三氟甲基、鹵素等均能兼容該電化學條件。不同類型的唑類化合物，如吡唑、吲唑、咪唑、三氮唑和嘌呤衍生物均能實現(xiàn)相應的N-磺酰化反應。此外，脂肪族磺酰肼和芳基磺酰肼化合物，如苯基、萘基、噻吩基或吡啶基取代基磺酰肼能與吡唑反應，得到相應的目標產(chǎn)物（圖3）。

圖3. 底物適用范圍

為了驗證該反應的實用性，作者利用連續(xù)流光電反應器（深圳市一正科技有限公司，型號：PER-10），實現(xiàn)了克級規(guī)模的合成（圖4a）。隨后，作者開展了產(chǎn)物衍生化實驗，并對天然產(chǎn)物和藥物分子進行了修飾，取得了良好收率（圖4b-4c）。

圖4. 合成應用

三、結論

綜上所述，南昌大學蔡琥團隊利用電化學合成策略，在溫和條件下實現(xiàn)了唑類化合物與磺酰肼的N-磺?；磻?。該反應無需金屬催化劑的參與，條件溫和，底物范圍廣，具有步驟經(jīng)濟和原子經(jīng)濟的特點。作者利用電子順磁共振實驗證實磺?；杂苫偷杂苫拇嬖凇Ｔ摬呗钥芍苯佑糜谔烊划a(chǎn)物和藥物分子的后期修飾，并可在連續(xù)流動電化學條件下實現(xiàn)克級規(guī)模反應，具有非常重要的實際應用價值。我們期望這種電化學N-磺?；呗栽谒幬锇l(fā)展領域有更廣泛的應用。

上述工作以Communication的形式發(fā)表在Green Chemistry。文章的通訊作者為南昌大學黃程副教授、蔡琥教授。論文的第一作者是南昌大學博士生亢晨。

參考文獻：N-Sulfonylation of azoles with sulfonyl hydrazides enabled by electrocatalysis

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