【SF5的性质及合成】SF5Cl是最常见的五氟化硫基化试剂之一,相对SF5Br具有更好的稳定性,相对SF6具有更好的反应性。然而该试剂是气体,纯化和储存不太方便;另外其制备需要使用到剧毒的SF4。2021年,卿老师课题组在Togni等人的基础上,对SF5Cl的制备方法进行了改进,成功得到了易于储存和使用的SF5Cl/正己烷溶液。将硫单质、KF和TCCA溶解在MeCN,室温下反应即可制备得到SF5Cl,副产物SOF2和SO2F2可以通过用正己烷萃取除去。值得一提的是,该反应必须避光,在光照下得到的主要是副产物SOF2和SO2F2。该方法制备得到SF5Cl/正己烷溶液可以稳定保存,并且可以放大生产。
【SF5Cl和重氮化合物的反应】2021年,卿老师课题组发现SF5Cl与重氮化合物的反应可一步合成α-SF5羰基化合物。在K3PO4存在下,可以实现重氮化合物的氢五氟化硫基化反应;而在Cu催化下得到的则是氯五氟化硫基化反应,这里面涉及到一个极性反转过程。(Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 15271 –15275)
【反应的设计】在本文的工作中,基于自由基反应的特性,卿老师课题组在先前体系中插入了烯烃。SF5自由基加成到重氮化合物生成新的碳中心自由基,进一步与烯烃反应并生成氯原子转移产物。该氯代物受α位取代基影响可进一步生成烯烃和呋喃。
【条件优化】该反应条件十分温和,加入1.5 equiv.磷酸钾即能得到三组分目标产物。
【三组分反应制备SF5氯代物】底物范围较广,官能团兼容性较好。
【三组分反应制备SF5取代烯烃】当烯烃上取代基为CH2TMS时,在二氧化硅作用下可发生消除反应得到烯烃。
【三组分反应制备SF5取代呋喃】当烯烃上取代基为OAc时,氯代物将进一步转化为醛,该类型二羰基化合物很容易生成呋喃(Paal-Knorr反应)。
【总结】上海有机所的卿凤翎老师课题组报道了SF5Cl、重氮化合物和烯烃的三组分反应,并将其用于SF5取代氯代物、烯烃和呋喃的合成当中。鉴于SF5Cl的制备方法已经比较便捷,其在五氟化硫基取代化合物的合成当中将有更广泛的应用。
参考文献:Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202208860
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