王乃兴课题组有机合成中的甲硫基化反应

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中国科学院理化技术研究所研究员王乃兴课题组近年来开展了大宗化学品的高值转化反应研究，该课题组最近发现，在无任何金属催化剂的条件下，大宗化学品环己酮在I2/DMSO作用下，一锅法得到了甲硫基化的邻苯二酚。

　　该一锅反应“一石三鸟”，由反应物环己酮一步得到三官能团化的产物，特色是在甲硫基化的同时得到邻二羟基。二甲基亚砜DMSO在该反应中作为甲硫基源和氧化剂以及反应溶剂。该反应条件温和并且收率较高，反应产物可以作为药物中间体。


　　在该研究中，底物适用范围广，环己酮上连有给电子基和吸电子基都不影响产率，均可以中等到较高的收率得到甲硫基化的邻苯二酚产物。发现通过向反应体系中加入额外的二甲硫醚可以进一步提升收率。所得的22个反应产物都进行了核磁共振氢谱、碳谱及高分辨质谱的表征。


　　机理研究发现游离基捕获剂的加入不能猝灭该反应，说明该反应不属于游离基反应而属于离子反应历程；通过加入四氢噻吩成功地捕捉到了反应过程中生成的中间体，反应中间体得到了高分辨质谱的证实。


　　上述产物利用H2O2作为氧化剂，在稀土催化剂Sc(OTf)3催化下将甲硫基取代的邻苯二酚以98%的高收率得到了甲基亚砜取代的邻苯二酚。这类亚砜化合物是有机合成中的重要化合物。


　　该研究成果发表于有机化学核心刊物Advanced Synthesis & Catalysis，2019, 361, 3008。


王乃兴，男，中国科学院2000年“百人计划”入选者，中国科学院理化技术研究所研究员、博士生导师。曾于1995年在中国科学院化学研究所晋升高级职称，1996年赴美国从事博士后研究，1998年在美国Rice大学获Robert A. Welch 博士后奖学金等。到目前已在Adv. Synth. Catal.; Org. Lett.; Nature以及Nature旗下的刊物和国内《中国科学》等杂志发表论文160余篇。获授权专利10项。已培养毕业博士生多名。国家外国专家局外专##等项目评审专家；2009年起曾兼任中国科学院院研究生院特聘教授，2013年获北京市科学技术奖。专著有：《有机反应—多氮化物的反应及有关理论问题(第四版)》，化学工业出版社，2017; 《天然产物全合成—策略、切断和剖析(第二版)》，科学出版社，2014年；《核磁共振谱学—在有机化学中的应用(第三版)》，化学工业出版社，2015年；《生物有机光化学》，科学出版社：2008.