铑催化磺酰胺与异腈及胺的三组分串联偶联反应:高效构建N-磺酰基胍类化合物的新策略

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Asian Journal of Organic Chemistry

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  本研究报道了一种在Rh(COD)Cl2/PhI(OAc)2催化体系下,通过磺酰胺、异腈与胺的三组分偶联直接合成N-磺酰基胍的创新方法。该反应利用高价碘试剂促进生成关键中间体PhINTs,结合PPh3添加剂提升催化效率,最终通过胺对卡宾二亚胺的亲核进攻实现目标产物高效构建,为含氮杂环化合物合成提供了新思路。

  

在有机合成化学领域,N-磺酰基胍类化合物因其独特的生物活性和药物潜力备受关注。这类结构广泛存在于抗病毒、抗肿瘤药物分子中,但传统合成方法往往面临步骤繁琐、底物局限性大等挑战。特别是如何实现原子经济性高、条件温和的一锅法合成,成为困扰研究人员的难题。

针对这一科学问题,某研究机构团队在《Asian Journal of Organic Chemistry》发表创新成果,开发出铑催化三组分"一锅煮"反应体系。研究人员巧妙利用Rh(COD)Cl2(双(1,5-环辛二烯)二氯化铑)与PhI(OAc)2(二乙酸碘苯)的协同催化作用,实现了磺酰胺、异腈和胺的直接偶联。实验发现添加PPh3(三苯基膦)可显著提升铑催化剂活性,通过高碘试剂诱导生成的PhINTs(N-对甲苯磺酰亚胺基碘苯)中间体与异腈反应形成卡宾二亚胺,最终被胺亲核捕获转化为目标产物。

关键技术包括:1)多组分反应条件优化;2)Rh(COD)Cl2/PhI(OAc)2双催化体系构建;3)中间体捕获与表征技术;4)核磁共振与质谱分析技术。

【反应机理研究】
通过对照实验证实反应需经历PhINTs中间体形成阶段,同位素标记实验显示胺的氮原子最终整合入产物胍基结构,证实了"异腈-卡宾二亚胺-胍"的转化路径。

【底物普适性考察】
系统测试了12种芳香/脂肪胺与8类异腈的兼容性,发现对甲苯磺酰胺衍生物表现最佳,电子效应对收率影响显著,富电子胺类可获得82-95%收率。

【催化剂体系优化】
对比实验显示Rh(COD)Cl2优于其他过渡金属催化剂,PPh3添加量在5 mol%时催化效率达到峰值,反应时间可缩短至6小时。

该研究通过机理创新解决了传统胍类合成中保护/脱保护步骤多的问题,其重要意义在于:1)首次实现Rh/高价碘协同催化构建C-N键的新模式;2)反应条件温和且原子经济性高;3)为药物分子结构修饰提供了模块化合成工具。工作开辟了过渡金属催化多组分反应的新方向,相关策略可延伸至其他含氮杂环体系的构建。

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