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胺類化合物是一類非常重要的有機化合物,在醫藥、農藥、染料等領域有著廣泛的應用。由于氨基具有較高的親核性和堿性,為了提高其穩定性,通常需要用合適的保護基進行保護以確保目標反應的正常進行。
需要注意的是,不同保護基的耐受條件是不同的,在所有氨基保護基中,磺酰基(圖1為常見的幾種磺酰保護基)是最穩定的保護基之一,其引入方法一般是在堿性條件下,由胺與相應的磺酰氯在惰性溶劑中反應制得,具有以下幾個優點:
·能夠兼容多種反應條件,在強堿,氫化等多種條件下的處理不受影響,并且引入磺酰基后的產物很容易形成晶體,便于獲取和純化。
·磺酰基的引入會使N-H鍵更加活躍,從而很容易發生N-烷基化反應以及過渡金屬催化的C-N形成。

圖1 常見的磺酰保護基
同樣地,磺酰基較高的穩定性也使其脫保護條件變得較為苛刻。酸性水解通常要在劇烈條件下進行,如濃硫酸加熱脫除;而比較溫和的方法是順利獲得還原裂解的方式,如Na/NH3(l)、Mg/MeOH等體系。然而此方法會對含有醛基、酮羰基、硝基等易被還原基團的底物存在限制,易引起副反應的發生。
本文介紹了一種基于化學計量的三氟甲磺酸有效脫除芳胺磺酰基保護的方法以及相關的應用。
在室溫或加熱的條件下,三氟甲磺酸可以高效脫除未取代及N-取代的芳香族/雜芳磺酰胺底物的保護基,以高收率得到相應的芳香胺。盡管反應正在酸性條件下進行,但含有氰基,酰亞胺,酯基以及吡啶,喹啉等堿性底物均能耐受。該方法適用于對甲苯磺酰基(Ts)、硝基苯磺酰基(Ns)、甲基磺酰基(Ms)以及三異丙基磺酰基(TPS)等保護基團(圖2)。

圖2 三氟甲磺酸促進的磺酰胺脫保護反應
中性和缺電子的底物
磺酰胺中的N-S鍵容易斷裂,實現磺酰基的高效脫除(圖3);

圖3 缺電子底物的脫保護反應
富電子的底物
發生Fries重排(分子內磺酰基遷移),生成一系列砜類化合物(圖4)。

圖4 富電子底物的脫保護反應
通常情況下Ts保護基的脫除難度較高。然而,Orentas團隊在實驗中發現,在TfOH存在下,可以選擇性的脫除Ts,且不影響其他磺酰保護基(圖5)。
芳香胺Ts保護基優先脫除
不同位置的Ts保護基穩定性存在差異,其中芳香胺上的Ts保護基更容易脫去;
優異的選擇性
Ts與Ns、Ms等其他磺酰保護基共存時,仍可以選擇性脫除Ts保護基,即便是很不穩定的吡啶-2-磺酰基與Ts共存時,仍優先脫除Ts保護基。

圖5 選擇性脫除Ts保護基
分子間磺酰基轉移
在富電子芳香化合物存在下,缺電子磺酰胺底物可以在脫保護的同時發生F-C磺酰化反應(這里指分子間的磺酰基轉移),生成砜類化合物(圖6)。

圖6 磺酰基的分子間遷移
一鍋法環化
共軛磺酰胺底物可以在脫保護的同時發生[2+2+2]環加成反應,如炔酰胺類化合物與乙腈在TfOH存在下,發生腈的環化反應,一鍋法得到氨基嘧啶類物質(圖7)。

圖7 磺酰胺參與的環化反應
本文介紹了有關磺酰基的脫除新方法及拓展應用,希望能對研發人員給予幫助和思路構建。
參考文獻:
[1] Orentas, E.; Javorskis, T. Chemoselective Deprotection of Sulfonamides Under Acidic Conditions: Scope, Sulfonyl Group Migration, and Synthetic Applications[J]. J. Org. Chem., 2017, 82, 13423-13439.
[2] Kisla, M. M.; Kul, P.; Kus, C.; et al. Incorporation of Protecting Groups in Organic Chemistry: A Mini-Review[J]. Curr. Org. Synth., 2023, 20, 491-503.
[3] 郭艷浩,蒿慶輝,郝思媛等. 化工產品中氨基的保護與脫保護[J]. 煤炭與化工, 2022, 45, 106-112.
