分享一篇近期发表在Org. Lett.上的研究进展，题为：Modular Routes to 1,3-Dithian-2-ones and 1,2-Dithiolanes。在该工作中，作者基于黄原酸酯对烯烃的自由基加成反应，设计了1,3-二硫代-2-环己酮的汇聚式合成方法，而该化合物又可进一步转化为有价值的1,2-二硫戊环类化合物。该工作的通讯作者是来自法国巴黎综合理工学院的Samir Z. Zard。
二硫化合物中的S-S键是热力学稳定而动力学脆弱的。二硫键可以在光或热条件下被硫自由基切断，可以在被硫醇或者硫负离子的亲核取代切断，此外也有光氧化还原应用于二硫化合物化学转化的报道。二硫化合物动力学上高度的活泼性使其成为快速响应外界刺激的候选材料。
二硫化合物中，环状二硫，尤其是五元环二硫，具有非常独特的性质（图1）。芦笋酸（asparagusic acid）和α-硫辛酸，是两种天然存在的五元环二硫。前者由芦笋提取而来，而后者则几乎存在于所有的生命体中，作为辅酶存在。相比于较稳定的六元环类似物，1,2-二硫戊环中两个硫原子的孤对电子因五元环的限制而采取重叠式构象，从而进一步削弱了S-S键，使得二硫化物的聚合解聚平衡更倾向于聚合方向。近年来，材料科学家利用1,2-二硫戊环的性质，在动态共价材料和可降解材料等领域做出了一系列杰出工作。然而，大部分的工作都是基于硫辛酸或芦笋酸的衍生物（酯、酰胺等）展开，目前仍缺少模块化合成多种取代基修饰的1,2-二硫戊环的通用策略。
图1. 1,2-二硫戊环
大体而言，合成1,2-二硫戊环的策略主要有两种。第一种，是从1,3-二醇出发，将羟基转化为好的离去基团，再用合适的硫亲核试剂取代，以得到1,3-二硫醇。第二种，是从α,β-不饱和酮出发，首先硫亲核试剂共轭加成，再将羰基还原为羟基，羟基转化为离去基团，最后被硫亲核试剂取代。然而，这两种合成路线均较长，且存在转化率低等多种问题，限制了其广泛应用。
本文中，作者巧妙地将1,3-二硫代-2-环己酮作为1,2-二硫戊环的前驱体，提供了五元环二硫的合成新思路。作者的发现起始于一次偶然的探索。他们在尝试黄原酸酯5对烯烃的自由基加成时，意外生成了化合物6（图2）。他们意识到，这个反应有望开发为合成1,2-二硫戊环的普适策略。
图2. 反应的发现
作者设计的合成路线如图3所示。黄原酸酯7与高烯丙位带有离去基团X的烯烃8自由基加成，得到中间产物9，9无需分离，加热便可关环得到产物1,3-二硫代-2-环己酮。这个一锅法的策略，对酮、氰基、酯、内酯和硫酯等多种官能团都有较好的反应效果。
图3. 路线设计和底物范围
接下来，作者尝试将得到的1,3-二硫代-2-环己酮通过醇解再氧化的方法转化为1,2-二硫戊环（图4）。具体来说，作者用碳酸钾-冷甲醇的条件醇解得到二硫醇，再在低温下用二氧化锰将二硫醇氧化为二硫。该反应目前产率较低，作者认为可能是产物发生了聚合。
图4. 1,2-二硫戊环的合成
综上，作者基于实验的偶然发现，开发了合成1,3-二硫代-2-环己酮和1,2-二硫戊环的实用路线。作者认为，这一合成的进步将大大扩充1,2-二硫戊环聚合的单体库。
作 者：W S 审 校：WLT
Doi: 10.1021/acs.orglett.2c02214
Link: https://doi.org/10.1021/acs.orglett.2c02214
