Asian J. Org. Chem. ：无过渡金属参与的C(sp3)-H磺酰化反应合成喹啉取代砜类化合物

砜类化合物是一种常见的有机中间体，它们在药物、有机农药以及新型功能材料等领域中有着广泛的应用。过渡金属催化的C-H键直接磺酰化已成为一种形成磺酰基团的有效方法。然而，贵重金属和有毒过渡金属的使用存在一定缺陷，例如难以从系统中分离和对环境不友好，这大大限制了这些方法的实用性和工业价值。

近日，东华理工大学朱海波团队报道了一种无过渡金属参与的C(sp³)-H磺酰化反应，由2-甲基喹啉类化合物与芳基磺酰肼合成喹啉取代砜类化合物的方法。该策略成功的关键在于利用碘化钾和叔丁基过氧化物协同作用产生磺酰自由基中间体，随后与2-甲基喹啉发生自由基加成，以60-85%的收率得到磺酰化产物，该工作无需使用过渡金属催化剂，反应条件简单，并具有良好的官能团耐受性。

图1. 底物范围的考察

在最优反应条件下，不同取代的2-甲基喹啉和芳基磺酰肼对此反应都表现出良好的适用性，烷基、卤素、杂环和硝基等官能团在该条件下均能以中等至良好的产率得到目标产物（图1）。值得注意的是，该催化策略还可适用于1-甲基异喹啉和2-甲基喹喔啉底物，以中等收率得到相应产物。当使用2-甲基吡啶作为底物时，未能观察到目标化合物。

图2. 推测反应机理

基于一系列对照实验和相关文献报道，作者提出了一种可能的反应机理（图2）：最初，过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）在碘阴离子的辅助下分解生成叔丁氧自由基和叔丁基过氧自由基。然后，芳基磺酰肼（2a）与其作用生成自由基中间体A并释放出一分子氮气。同时，2-甲基喹啉（1a）异构化得到中间体B，随后历经自由基加成途径生成中间体C。紧接着，该中间体进一步被氧化释放质子并最终生成目标产物3a完成催化循环。

总之，该工作提供了一种无过渡金属参与的C(sp³)-H磺酰化合成重要的药物中间体喹啉取代砜类化合物的新途径。同时，扩大了磺酰肼在C-H活化磺酰化反应中的应用。

论文信息

Transition-Metal Free C(sp³)-H Sulfonylation for the Synthesis of 2-Sulfolmethyl Quinolines from 2-Methylquinolines and Sulfonyl Hydrazides

Qian Li, Haibo Zhu,* Liu Yang, Jia Meng, Zongbo Xie,* Zhang-Gao Le*

文章的第一作者是东华理工大学20级硕士研究生李倩，谢宗波教授和乐长高教授对本论文的修改提供了宝贵意见。

Asian Journal of Organic Chemistry

DOI: 10.1002/ajoc.202200509