可见光驱动的二硫代羧酸衍生物阴离子的自由基转化反应

来源 :郭红梅 | 被引量 : 0次 | 上传用户:roger_wen
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二硫代羧酸衍生物阴离子因其在医药化学和材料科学等不同研究领域中的重要意义,受到了国内外化学家们的普遍重视。近十年来,有机自由基光化学的迅速发展,为二硫代羧酸衍生物阴离子的自由基转化反应提供了一条温和的路径。在自由基光化学中,二硫代羧酸衍生物阴离子由于其氧化电势低,容易被氧化成二硫代羧酸硫自由基,能够作为自由基前体应用于合成含硫化合物以及催化自由基反应。尽管这一领域已经取得许多重要进展,但是这些转化反应中大部分都没有改变二硫代羧酸基团的结构。另一方面,在自由基光化学中,膦酰基自由基介导的β-裂解策略为C-O键和C-S键的均裂提供了有效的途径。然而,将膦酰基自由基的脱氧/硫策略应用于二硫代羧酸衍生物阴离子的自由基转化反应的研究较少。本论文概述了可见光驱动的二硫代羧酸衍生物阴离子的自由基转化反应以及膦酰基自由基介导的有机自由基光化学的最新研究进展,并开展了可见光驱动的膦酰基自由基介导的二硫代羧酸衍生物阴离子的自由基转化反应。具体内容如下:(1)利用来源广泛、结构丰富的醇类化合物,在碱的作用下,与廉价易得的二硫化碳原位生成的黄原酸盐作为自由基前体,在可见光光氧化还原催化的作用下,利用三价膦的脱硫策略获得烷基自由基,然后与缺电子烯烃反应,通过两步一锅法策略,实现了可见光驱动醇的脱氧自由基烷基化反应。该反应能够普适性地将各种伯、仲、叔醇脱氧转化为相应的烷基自由基,而且能够有效地识别二元醇中伯、仲、叔醇的羟基,选择性地实现其脱氧烷基化,该策略也可以应用于天然产物和药物的后期修饰中,为可见光光氧化还原催化条件下醇的脱氧自由基转化反应提供了重要的途径。(2)通过使用各种各样的伯醇、仲醇和叔醇化合物,在碱的作用下,与廉价易得的二硫化碳原位生成的黄原酸盐作为自由基前体,在可见光照射下被直接激发得到其激发态,随后与烯基/烯丙基砜类化合物反应,在三价膦的脱硫作用下高效率和高化学选择性地实现了无光催化剂条件下可见光驱动醇的脱氧自由基烯基/烯丙基化反应。该方法不仅试剂廉价易得,底物适用范围广,反应条件温和,而且还可以实现多元醇中羟基的选择性活化,为烷基自由基的转化反应提供了新的思路。(3)通过使用各种各样的胺类化合物,在有机碱的作用下,与廉价易得的二硫化碳原位生成的二硫代氨基甲酸盐作为自由基前体,在可见光照射下和三价膦的脱硫作用下获得氨基硫代酰基自由基,然后与缺电子烯烃反应,成功地实现了可见光驱动的胺、二硫化碳和缺电子烯烃的多组分反应,一步构建结构多样的硫代酰胺衍生物。该反应能够适用于多种环状胺和链状胺类化合物,同时能够兼容各种官能团。解决了硫代酰胺衍生物经典合成方法中硫源特殊、温度较高以及底物范围较窄等问题,为硫代酰胺衍生物的合成提供了新的途径。本论文中,利用醇或胺与廉价易得的二硫化碳原位生成的二硫代羧酸衍生物阴离子作为自由基前体,在膦酰基自由基脱硫的作用下实现了可见光驱动的醇的脱氧自由基烷基化、烯基/烯丙基化以及硫代酰胺衍生物的合成。该方法能够将结构丰富、来源广泛的醇和胺发展为自由基合成砌块,并广泛应用于天然产物和药物分子的后期修饰。同时,无光催化剂条件下可见光激发策略为可见光驱动的自由基转化反应提供了新的思路。
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