电化学氧化促进硫酚与亲核性氧源对烯烃的氧化硫化反应
烯烃的氧化双官能化是一类有效的合成工具,同时也存在着巨大的挑战。到目前为止,已有众多实现烯烃氧化硫化的反应实例,然而这类反应都需要化学计量的强氧化剂、昂贵的金属催化剂以及苛刻的反应条件,与当前倡导的绿色化学理念背道而驰,能否发展一种绿色清洁的策略来实现这类反应呢?近日,南京大学的韩建林副教授和潘毅教授团队与香港理工大学的杜炳南博士合作,实现了在电化学条件下烯烃高效的氧化硫化反应。
近年来,电化学有机合成作为一类绿色高效的合成手段蓬勃发展。反应物可以在电极表面直接得失电子,电极获得了类似于氧化剂或者还原剂的特性,且可以通过调控电压或电流来改变氧化还原性的强弱。因此,诸多需要强氧化剂的反应都可以在不需要任何外加氧化剂的情况下通过电化学反应实现。虽然电化学条件下的烯烃双胺化、双卤化等烯烃双官能化反应已有报道,然而电化学条件下发生烯烃的氧化硫化尚未实现。
南京大学的研究团队开发的新型电催化烯烃氧化硫化反应很好地填补了上述空白。他们通过对电解槽施加适当的恒电极电势,使阳极获得一定的氧化性。在阳极的氧化作用下,硫酚和亲核性氧源可以对苯乙烯类衍生物发生加成反应。随后该团队对底物的适用范围进行考察,其底物适用性非常好,各种类型的烯烃衍生物和亲核性的氧源(水、醇、羧酸)均可顺利地应用于该体系。
最后,反应机理的研究表明该反应首先由硫酚启动,在阳极的氧化作用下,苯硫酚失去一个电子形成硫自由基,随后加成到烯烃形成苄基自由基,再经过阳极的一次氧化作用形成苄基正离子,最后被亲核性的氧捕获生成目标产物。这一成果近期发表在Green Chemistry 上,文章的第一作者是南京大学的博士研究生汪洋。
该论文作者为:Yang Wang, Lingling Deng, Haibo Mei, Bingnan Du, Jianlin Han, Yi Pan Electrochemical oxidative radical oxysulfuration of styrene derivatives with thiols and nucleophilic oxygen sources Green Chem., 2018, 20, 3444, DOI: 10.1039/C8GC01337C
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