α-酮酸与硫酚的电化学脱羧偶联: 一种合成硫代酸酯的新方法

doi:10.6023/cjoc202206023

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研究简报

α-酮酸与硫酚的电化学脱羧偶联: 一种合成硫代酸酯的新方法

黄嘉为, 李潇漫, 徐亮, 韦玉^*()

石河子大学化学化工学院新疆兵团化工绿色过程重点实验室新疆石河子 832003

收稿日期:2022-09-06 修回日期:2022-09-21 发布日期:2022-10-31
基金资助:
国家自然科学基金(22061036)

Electrochemical Decarboxylation Coupling of α-Keto Acids with Thiophenols: A New Avenue for the Synthesis of Thioesters

Jiawei Huang, Xiaoman Li, Liang Xu, Yu Wei()

Key Laboratory for Green Processing of Chemical Engineering of Xinjiang Bingtuan, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shihezi University, Shihezi, Xinjiang 832003

Received:2022-09-06 Revised:2022-09-21 Published:2022-10-31
Contact: *E-mail: yuweichem@shzu.edu.cn
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(22061036)

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1. cjoc202206023辅助材料.pdf.pdf(1888KB)

摘要/Abstract

在生物活性分子、天然产物和有机材料的合成中, 硫酯类化合物为常见的反应中间体. 近些年来, α-酮酸与硫醇或硫酚的脱羧偶联成为合成该类化合物的新方法, 实现了电化学条件下α-酮酸与硫酚的脱羧偶联反应, 以中等至良好的收率得到硫酯类化合物. 该方法操作简便, 无需传统方法中的常用的金属催化剂、碱或外部氧化剂, 为硫酯类化合物的合成提供了一条温和、绿色的新路径.

关键词: 电化学合成, α-酮酸, 硫酚, 硫酯

Thioester compounds have been widely applied in the synthesis of bioactive chemicals, natural products and organic materials due to their versatile reactivities. In recent years, the decarboxylation coupling reactions between α-keto acids and thiols/thiophenols have been utilized to access thioesters. Herein, an electrochemical decarboxylation coupling method has been established, which uses α-keto acids and thiophenols as the starting materials and affords thioesters in moderate to good yields. This protocol features simple manipulation and avoids usually needed metal-based catalysts, bases or external oxidants, thus providing a new, mild, and green pathway to synthesize thioester compounds.

Key words: electrochemical synthesis, α-keto acid, thiophenol, thioester

引用此文

黄嘉为, 李潇漫, 徐亮, 韦玉. α-酮酸与硫酚的电化学脱羧偶联: 一种合成硫代酸酯的新方法[J]. 有机化学, 2023, 43(2): 756-762.

Jiawei Huang, Xiaoman Li, Liang Xu, Yu Wei. Electrochemical Decarboxylation Coupling of α-Keto Acids with Thiophenols: A New Avenue for the Synthesis of Thioesters[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2023, 43(2): 756-762.

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图/表 6

图1. 具有代表性的含硫酯结构的生物活性化合物

Figure 1. Representative bioactive compounds bearing thioester structures

图式1. 硫代酸酯类化合物的合成

Scheme 1. Synthesis of thioester compounds

Entry	Variations from optimal conditions	Yield^b/%
1	None	90
2	without electrical current	N.D. ^c
3	2.0 equiv. of 2a	88
4	without TFA	55
5	pivalic acid instead of TFA	70
6	C/C instead of Pt/Pt	Trace
7	C/Pt instead of Pt/Pt	trace
8	Without H₂O	53
9	MeCN instead of DMSO	12
10	DCM instead of DMSO	N.D.^c
11	DMF instead of DMSO	84
12	28 h instead of 24 h	89
13	20 h instead of 24 h	78

表1. 反应条件优化a

Table 1. Optimization of the reaction conditions

表2. α-酮酸与硫酚电化学脱羧偶联生成硫酯的底物范围a

Table 2. Substrate scope of the electrochemical decarboxylation coupling of α-keto acids and thiophenols to form thioesters

图式2. 机理研究实验

Scheme 2. Experiments for mechanistic studies

图式3. 可能的反应机理

Scheme 3. A proposed reaction mechanism

参考文献 32

[1]	Penteado, F.; Lopes, E. F.; Alves, D.; Perin, G.; Jacob, R. G.; Lenardão, E. J. Chem. Rev. 2019, 119, 7113. doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00782 pmid: 30990680
[2]	Mohle, S.; Zirbes, M.; Rodrigo, E.; Gieshoff, T.; Wiebe, A.; Waldvogel, S. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 6018. doi: 10.1002/anie.201712732
[3]	Wiebe, A.; Gieshoff, T.; Mohle, S.; Rodrigo, E.; Zirbes, M.; Waldvogel, S. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 5594. doi: 10.1002/anie.201711060
[4]	Chen, X.; Luo, X.; Peng, X.; Guo, J.; Zai, J.; Wang, P. Chemistry 2020, 26, 3226.
[5]	Dai, J.-J.; Teng, X.-X.; Fang, W.; Xu, J.; Xu, H.-J. Chin. Chem. Lett. 2022, 33, 1555. doi: 10.1016/j.cclet.2021.09.011
[6]	Gao, Y.; Wu, Z.; Yu, L.; Wang, Y.; Pan, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 10859. doi: 10.1002/anie.202001571
[7]	Koyanagi, T.; Herath, A.; Chong, A.; Ratnikov, M.; Valiere, A.; Chang, J.; Molteni, V.; Loren, J. Org. Lett. 2019, 21, 816. doi: 10.1021/acs.orglett.8b04090 pmid: 30673257
[8]	Meng, X.; Xu, H.; Zheng, Y.; Luo, J.; Huang, S. ACS Sustainable Chem. Eng. 2022, 10, 5067. doi: 10.1021/acssuschemeng.2c01495
[9]	Ramadoss, V.; Zheng, Y.; Shao, X.; Tian, L.; Wang, Y., Chem.-Eur. J. 2020, 27, 3213. doi: 10.1002/chem.202001764
[10]	Wang, Q.-Q.; Xu, K.; Jiang, Y.-Y.; Liu, Y.-G.; Sun, B.-G.; Zeng, C.-C. Org. Lett. 2017, 19, 5517. doi: 10.1021/acs.orglett.7b02589
[11]	Cao, Z.; Yu, X.; Wu, H. Chin. J. Org. Chem. 2021, 41, 4712. (in Chinese) doi: 10.6023/cjoc202111010
	(吴红谕, 于贤勇, 曹忠, 有机化学, 2021, 41, 4712.) doi: 10.6023/cjoc202111010
[12]	Ding, H.; Xu, K.; Zeng, C.-C. J. Catal. 2020, 381, 38. doi: 10.1016/j.jcat.2019.10.030
[13]	Kong, X.; Liu, Y.; Lin, L.; Chen, Q.; Xu, B. Green Chem. 2019, 21, 3796. doi: 10.1039/C9GC01098J
[14]	Tian, Q.; Zhang, J.; Xu, L.; Wei, Y. Mol. Catal. 2021, 500, 111345.
[15]	Zhao, F.; Meng, N.; Sun, T.; Wen, J.; Zhao, X.; Wei, W. Org. Chem. Front. 2021, 8, 6508. doi: 10.1039/D1QO01351C
[16]	Bandgar, S. B.; Bandgar, B. P.; Korbad, B. L.; Sawant, S. S. Tetrahedron Lett. 2007, 48, 1287. doi: 10.1016/j.tetlet.2006.12.024
[17]	He, C.; Qian, X.; Sun, P. Org. Biomol. Chem. 2014, 12, 6072. doi: 10.1039/C4OB01159G
[18]	Zeng, J.-W.; Liu, Y.-C.; Hsieh, P.-A.; Huang, Y.-T.; Yi, C.-L.; Badsara, S. S.; Lee, C.-F. Green Chem. 2014, 16, 2644. doi: 10.1039/C4GC00025K
[19]	Zhu, X.; Shi, Y.; Mao, H.; Cheng, Y.; Zhu, C. Adv. Synth. Catal. 2013, 355, 3558. doi: 10.1002/adsc.201300584
[20]	Rong, G.; Mao, J.; Liu, D.; Yan, H.; Zheng, Y.; Chen, J. RSC Adv. 2015, 5, 26461. doi: 10.1039/C4RA15751F
[21]	Yan, K.; Yang, D.; Wei, W.; Zhao, J.; Shuai, Y.; Tian, L.; Wang, H. Org. Biomol. Chem. 2015, 13, 7323. doi: 10.1039/C5OB00769K
[22]	Zhu, Y.; Zu, W.; Tian, Q.; Cao, Z.; Wei, Y.; Xu, L. Org. Chem. Front. 2022, 9, 1070. doi: 10.1039/D1QO01778K
[23]	Tian, Q.; Zhang, J.; Xu, L.; Wei, Y. Mol. Catal. 2021, 500, 111345.
[24]	He, Y.; Zhang, J.; Xu, L.; Wei, Y. Tetrahedron Lett. 2020, 61, 151631. doi: 10.1016/j.tetlet.2020.151631
[25]	Ding, D.; Xu, L.; Wei, Y. J. Org. Chem. 2022, 87, 4912. doi: 10.1021/acs.joc.1c02681
[26]	Li, X.; Huang, J.; Xu, L.; Liu, P.; Wei, Y. J. Org. Chem. 2022, 87, 10684. doi: 10.1021/acs.joc.2c00880
[27]	Ni, Y.; Zuo, H.; Li, Y.; Wu, Y.; Zhong, F. Org. Lett. 2018, 20, 4350. doi: 10.1021/acs.orglett.8b01803
[28]	Ni, Y.; Zuo, H.; Yu, H.; Wu, Y.; Zhong, F. Org. Lett. 2018, 20, 5899. doi: 10.1021/acs.orglett.8b02551
[29]	Bogonda, G.; Patil, D. V.; Kim, H. Y.; Oh, K. Org. Lett. 2019, 21, 3774. doi: 10.1021/acs.orglett.9b01218
[30]	Feng, Y.; Yang, S.; Zhao, S.; Zhang, D.-P.; Li, X.; Liu, H.; Dong, Y.; Sun, F.-G. Org. Lett. 2020, 22, 6734. doi: 10.1021/acs.orglett.0c02091
[31]	Xuan, M.; Lu, C.; Liu, M.; Lin, B.-L. J. Org. Chem. 2019, 84, 7694. doi: 10.1021/acs.joc.9b00500
[32]	Cao, H.; McNamee, L.; Alper, H. J. Org. Chem. 2008, 73, 3530. doi: 10.1021/jo800287s

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[1]	岁丹丹, 岑南楠, 龚若蕖, 陈阳, 陈文博. 无支持电解质条件下连续流电化学合成三氟甲基化氧化吲哚[J]. 有机化学, 2023, 43(9): 3239-3245.
[2]	石义军, 孙馨悦, 曹晗, 别福升, 马杰, 刘哲, 丛兴顺. 室温下酯与伯硫醇的硫酯化反应[J]. 有机化学, 2023, 43(7): 2499-2505.
[3]	张俊颖, 赵晓静, 李干鹏, 何永辉. 室温下电化学合成保护型有机硼酸RB(dan)[J]. 有机化学, 2023, 43(5): 1815-1823.
[4]	潘永周, 蒙秀金, 王迎春, 何慕雪. 电化学固定CO₂构建羧酸衍生物的研究进展[J]. 有机化学, 2023, 43(4): 1416-1434.
[5]	梁陆祺, 奚娟, 姜若楠, 杨艺, 孙丰钢, 张立志, 李新进, 刘会. 镍催化硫酯转移反应合成芳基硫酯[J]. 有机化学, 2023, 43(4): 1566-1573.
[6]	李海琼, 尹梦云, 谢芬芬, 张正兵, 韩盼, 敬林海. 通过电化学Appel反应合成腈[J]. 有机化学, 2022, 42(7): 2229-2235.
[7]	付拯江, 杨振江, 孙丽, 尹健, 伊学政, 蔡琥, 雷爱文. 无金属条件下亚磺酸钠与酚类化合物形成芳基磺酸酯的电化学合成反应[J]. 有机化学, 2022, 42(2): 600-606.
[8]	锅小龙, 王玉贤, 赵志强, 王庆, 左剑, 王陆瑶. 电化学氧化下喹喔啉-2(1H)-酮的三氟甲基化及电描述符对反应性能的评价[J]. 有机化学, 2022, 42(2): 641-649.
[9]	吴业春, 于金涛. α-酮酸的脱羧酰基化/环化反应研究进展[J]. 有机化学, 2022, 42(11): 3606-3619.
[10]	李红霞, 陈棚, 伍智林, 陆雨函, 彭俊梅, 陈锦杨, 何卫民. 电化学促进的五元芳香杂环与硫氰酸铵氧化交叉脱氢偶联反应[J]. 有机化学, 2022, 42(10): 3398-3404.
[11]	傅琴姣, 张瑞芹, 裘浣沂, 马仁超, 马永敏. Selectfluor氧化合成2-芳基苯并噻唑的新方法[J]. 有机化学, 2021, 41(9): 3585-3592.
[12]	赵志恒, 李鸣, 周娅琴, 何永辉, 张丽珠, 李干鹏, 谷利军. 电化学脱氢[3+2]环化反应合成取代的1,2,4-三氮唑衍生物[J]. 有机化学, 2021, 41(6): 2476-2484.
[13]	胡晓光, 庞仁艺, 郑天骄, 姚瑞超, 陈文博. 一氟甲基二硫化物的高效合成[J]. 有机化学, 2021, 41(3): 1117-1123.
[14]	周娅琴, 赵志恒, 曾亮, 李鸣, 何永辉, 谷利军. 卤素盐参与下有机电合成含氮杂环化合物的研究进展[J]. 有机化学, 2021, 41(3): 1072-1080.
[15]	吴红谕, 于贤勇, 曹忠. α-酮酸、异腈和水的电化学三组分合成α-酮酰胺[J]. 有机化学, 2021, 41(12): 4712-4717.