芳基砜和芳基磺胺类化合物作为生物活性分子和重要合成砌块,在有机合成和药物化学中有重要的应用价值。芳基磺酰基化合物的邻位C–H官能团化已经被化学家广泛探索和研究,但其远程的间位和对位C–H活化过程仍十分罕见。最近,氢键识别导向被成功应用于芳香酰胺的远程C–H官能团化。但是,由于磺酰基(O=S=O)相比于羰基(C=O)是更弱的氢键受体,且磺酰基的两个氧原子导致氢键识别模式更为复杂,实现磺酰基化合物远程的选择性C–H键活化反应具有很大的挑战性。
近日,南京大学化学化工学院梁勇教授团队从对反应关键过渡态结构的DFT计算出发,利用配体中脲模块N–H与磺酰基底物中O=S=O之间的氢键识别导向,成功地实现了芳香磺酰基化合物可调控的、高区域选择性的间位和对位C–H硼化反应。
通过对配体的优化发现,对于芳基砜1a,当使用配体L3时,以高达94:6的选择性得到间位硼化产物1b;当使用配体L5时,又可以高达95:5的选择性得到对位硼化产物1c。
作者在最优反应条件下进一步考察底物范围。各种取代的芳基甲基砜、芳基异丙基砜都能很好地兼容,以优异的选择性和产率得到相应的间位和对位硼化产物。此外,苄基甲基砜也能以中等选择性和产率发生可调控的远程C–H键硼化反应。各种2-取代的芳基磺酰胺都能顺利反应,高选择性地得到目标产物。多取代磺酰胺和含杂环的磺酰胺也能够顺利实现间位和对位选择性的调控。此外,该反应很容易实现克级规模的放大制备,同时铱催化剂用量可降低至0.1 mol%。硼化产物中的硼酯基和磺酰基很容易实现后续的衍生化,这为磺酰基化合物的多样性制备提供了新思路。
综上所述,作者在理论计算指导下,设计并合成了含联吡啶骨架和邻菲罗啉骨架的两大类配体,在温和的反应条件下首次实现了芳基磺酰基化合物可控的间位和对位选择性C–H硼化反应,结合硼酯基和磺酰基的后期官能团化,极大地丰富了磺酰基化合物的化学空间。
论文信息 Diversification of Aryl Sulfonyl Compounds through Ligand-Controlled meta- and para-C−H Borylation Yajun Wang, Dr. Wenju Chang, Shengmeng Qin, Han Ang, Jiawei Ma, Dr. Shuo Lu, Prof. Dr. Yong Liang Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202206797 点击 “ 阅读原文 ” ,可直达阅读该论文原文。 Angewandte Chemie International Edition 《德国应用化学》(Angewandte Chemie)创刊于1888年,是德国化学学会(GDCh)的官方期刊并由Wiley–VCH出版。作为化学领域的权威期刊,《德国应用化学》涵盖了化学研究的各个领域,刊发包括新闻、综述、观点、通讯、研究论文等在内的各种内容。
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