硫酸化反应是生物化学过程中的重要转化，涵盖了从外源性代谢到内源活性分子的翻译后修饰。极性的亲水性硫酸基团的引入，可以显著改变目标分子的物化性质，包括溶解度、三维结构、静电作用力和氢键作用。生物分子如蛋白质、糖蛋白和寡糖的硫酸化，能够通过非特异性的静电作用或特异性的氢键作用，进而影响生命现象及疾病进展等。代谢性硫酸化使药物分子呈现阴离子特性，从而增强其排泄性能并降低潜在的毒性。
有机硫酸盐对酸和温度的不稳定性使其合成具有极大的挑战性。传统的O-磺化合成硫酸盐方法仅适用于羟基化合物，这极大地限制了硫酸盐的多样性合成，阻碍了对硫酸化生物学功能的理解和新药的开发。特别是在更为脆弱的苄基硫酸盐合成过程中，需要通过苄醇中间体完成相关的转化，而苄醇的氧化合成（如C–H羟基化）仍是挑战性的难题。
湖南大学李家昆教授团队成功开发了一种基于过硫酸盐的苄基C–H自由基硫酸化新方法。该方法通过直接C–OSO3-成键的方式，无需苄醇中间体，从而合成多种结构类型的苄基硫酸盐，为高效、简洁的硫酸化提供了新的反应途径。
具体而言，该方法利用过硫酸盐作为硫酸自由基的前体，其反应性和硫酸自由基的稳定性可以通过调控抗阳离子来实现。K+/NH4+稳定的硫酸自由基作为氧化剂，能够将底物中的碳原子氧化为自由基，而Bu4N+活化的过硫酸盐则可以提供O–O源，经过双分子均裂取代反应（SH2）途径，形成C–OSO3-键。
这项研究为硫酸化领域提供了一个新的合成策略，不仅拓宽了硫酸化反应的适用范围，也为其他重要的含氧官能团的构建开辟了新的反应途径。
论文信息
Benzylic C−H Radical Sulfation by Persulfates
Zhen Xia, Zhongyao Ye, Ting Deng, Prof. Ze Tan, Dr. Chunlang Song, Prof. Dr. Jiakun Li
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202413847
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