安农大俞杰/蒋华杰最新Nature子刊:钴催化磺酰胺氧化酯化合成手性亚磺酰亚胺酯!

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含氮-硫化合物(例如磺酰亚胺、亚磺酰亚胺等)作为药物开发和不对称合成领域中不可或缺的重要组成部分,正日益受到关注。

其中,亚磺酰亚胺酯的催化对映选择性合成仍然是一个未被探索且极具挑战性的领域。

2025年7月30日,安徽农业大学蒋华杰俞杰在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Catalytic synthesis of chiral sulfinimidate esters via oxidative esterification of sulfenamides》的研究论文,蒋华杰Xue-Qin TuXin-Yi KongJu-Yan Wang为论文共同第一作者,蒋华杰俞杰为论文共同通讯作者。

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在本文中,作者报道了一种通过手性碘代亚磺酰亚胺中间体实现磺胺高效对映选择性氧化酯化的新策略。

该策略以手性Co(III)立体中心配合物为催化剂,能够合成一系列结构多样且对映体富集亚磺酰亚胺酯(>70例最高对映选择性达97.5: 2.5 er),为制备结构多样的含氮-硫化合物提供了一个通用平台。

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图1:氮-硫化合物的重要性及手性亚磺酰亚胺酯的合成策略。(a) 手性硫(IV)化合物的重要性,展示了其在药物开发和不对称合成中的关键作用。(b) 代表性硫(IV)物种及合成手性亚磺酰亚胺酯的挑战,突出了传统方法的局限性。(c) 通过手性亚磺酰胺的对映特异性转化获取手性亚磺酰亚胺酯的途径。(d) 本工作提出的催化对映选择性合成亚磺酰亚胺酯的新策略,利用钴(III)配合物催化剂实现高效转化。

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图2:醇类底物的适用范围。展示了磺酰胺2a与多种醇类(包括直链醇、支链醇、脂环醇、苯基醇及含功能基团的醇)的氧化酯化反应,成功合成了70多种对映体富集的亚磺酰亚胺酯(4b-4af),最高对映选择性达97.5: 2.5 er,证明了该方法的广泛适用性。

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图3:磺酰胺类底物的适用范围。系统考察了不同电子效应和位阻效应的磺酰胺(如吸电子/供电子芳基、杂芳基、烷基及酰基取代衍生物)与异丁醇的氧化酯化反应,合成了多样化的手性亚磺酰亚胺酯(4aq–4ca),对映选择性最高达98: 2 er,揭示了催化剂对复杂底物的优异兼容性。

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图4:合成应用与机理研究。(a) 手性亚磺酰亚胺酯4a的衍生化,包括与格氏试剂反应合成硫亚胺(5a-5d)、胺交换制备亚磺酰脒(5e-5f)及氧化得到磺酰亚胺酯(5g)。(b) 非线性效应(NLE)研究表明反应可能涉及高阶催化剂聚集体。(c) 以(L)-薄荷醇为手性探针,证实了手性亚磺酰亚胺碘中间体的存在。(d) 提出的催化循环:钴(III)催化剂促进磺酰胺的立体选择性碘化,生成手性中间体7,随后与醇发生对映特异性S15px;" mpa-font-style="mdqu96xqnj6" data-mpa-action-id="mdqu96ya123z" data-pm-slice="0 0 []">N2取代反应。

综上,作者开发了一种基于手性钴(III)配合物催化的高效对映选择性氧化酯化策略,实现了磺酰胺到亚磺酰亚胺酯的转化(>70例,最高对映选择性达97.5: 2.5 er),解决了该类硫(IV)手性化合物催化合成难题。
其成果为药物研发和不对称合成提供了结构多样的氮-硫分子平台,衍生化实验展示了在制药和农药领域制备手性硫立体中心化合物的广阔应用前景。

Catalytic synthesis of chiral sulfinimidate esters via oxidative esterification of sulfenamides. Nat. Commun.2025https://doi.org/10.1038/s41467-025-62197-9. 


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