突破性的一级磺胺合成法

天然药物中的磺胺类药物很罕见,但是自从现代抗生素问世以来,化学家人工合成的磺胺类药物用于临床已近50年,磺胺类药物的稳定性高、理化性质良好和使用简单,生产不需要消耗粮食等优点,在丰富的药物种类中发挥了优势,在药物发展史上扮演了重要的角色,并在如今的医药领域继续流行。特别是,一级磺胺类药物在市场上很常见。在2018年最畅销的小分子药物中,200种药物中有16种(8%)含有磺胺类药物作为活性药物成分(API)。

磺胺的合成方法非常有限,一级磺胺的经典合成涉及活化的磺酰亲电试剂(通常是磺酰氯)与氨或氨的衍生物的反应以及随后的脱保护步骤等(如下图)。上述方法对于一些易得的磺酰氯仍然被广发使用,但是其缺点是显而易见的。磺酰氯对水分敏感,并且由于其通过强酸性和氧化性氯磺化条件合成,对于分子中的官能团的耐受性的限制较大。此外,气态氨的处理也具有挑战性,而使用固体氨或液氨替代物必然会导致原子和经济的损失。由于这些原因,磺酰胺合成的替代方法的发展,特别是一级磺酰胺的合成,近年来备受关注。
作者研究团队(Org. Lett. 2020, 22, 9495−9499)率先使用亚矾胺试剂(R(O)-N=S=O)来制备具有合成和药用价值的高氧化态硫化物。利用烷基和芳基溴化物衍生物的有机金属亲核试剂,如格氏试剂和有机锂试剂,作者设计了一锅法合成磺胺,亚磺酰亚胺(磺胺的前体)和亚砜胺。在作者对亚砜胺合成的研究中,我们开发了一类新的亚矾胺,N-亚矾基-O-芳基羟胺,含有可裂解的N-O键。当与有机金属试剂在-78°C下反应时,这些化合物形成高度亲电的亚矾基硝基苯;然后这些反应中间体可与第二碳亲核试剂或反应,分别得到亚砜胺或磺胺。因此,我们着手设计一种具有更强N-O键的试剂,推断这将提高N-O断裂的屏障。我们决定用释放电子的叔丁基取代氧上的芳基是最佳的。
为了验证这种新试剂和新反应是否具有普遍性,作者尝试了各种类型的有机物,苯环,取代苯环,五元杂环,烷基,烯丙基等,都获得了成功。
接着作者推测了可以的机理。
总之,通过新型亚砜胺试剂的开发应用,作者开发出了一种全新的合成一级磺胺的方法。We believe this method wil find use as a straightforward way to install polarity and dra matically alter the physicoche mical properties of molecules starting from common alkyl and aryl halides.
参考文献:

Primary Sulfonamide Synthesis Using the Sulfinylamine Reagent N‑Sulfinyl‑O‑(tert-butyl)hydroxylamine, t‑BuONSO

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