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β-羟基硫化物及其合成

含硫天然产物在自然界中普遍存在,其最丰富的来源是海洋生物,因为硫酸盐形式的硫是氯化物后海水中第二丰富的阴离子。作为天然产物的一部分,硫可以以多种组合和氧化态出现:硫醇,硫化物(无环或杂环),二硫化物,亚砜,磺酸盐,硫代胺,半硫缩醛,各种硫代酯,硫代氨基甲酸盐和异硫氰酸盐。本综述文章重点介绍β-羟基硫化物和类似物; 它们在天然产物中的存在,它们的合成的一般方案,以及它们在靶向合成中的应用实例。

关键词: 烯烃硫代官能化; 环氧化物硫解; β -羟基硫化物; 含硫天然产物


有机硫化合物在自然界中广泛分布,海洋生物是这些中最丰富的来源,因为硫作为硫酸根离子,是氯化物后海水中第二丰富的阴离子[1]海洋天然产品一般来说,多年来一直是年度评论的主题[2]那些含硫的海洋天然产品也受到了各自的关注[1,3]可以从图1中的选定示例中收集天然存在的含硫有机化合物与所有天然产物/次级代谢产物一样,在其天然来源和结构复杂程度方面具有惊人的多样性。作为其分子结构的一部分,硫可以以各种官能团和氧化态的形式出现:硫醇,硫化物(无环或杂环),二硫化物,亚砜,磺酸盐,硫代胺,半硫缩醛,各种硫代酯,硫代氨基甲酸盐和异硫氰酸盐[3]


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图1: 一些含硫天然产物。

三种最简单的含硫天然产物可能是(E)-2-丁烯-1-硫醇(1),它是排斥性恶臭臭鼬油的主要成分[4],蒜氨酸(2),1-丙烯亚胺的前体酸重排成砜(Z) - 丙烷-S-氧化物,洋葱的催泪因子(Allium cepa L)和大蒜素(3),具有抗生素特性的大蒜(Allium sativum L.的硫代亚磺酸盐[5]在另一个分子建筑极端是:来自殖民地海鞘的ecteinascidins,抗肿瘤四氢异喹啉生物碱Ecteinascidia turbinata,例如ecteinascidin 729(4[6] ; ulbactins F(5a)和G(5b),两种多环噻唑啉同源物,从海绵来源的短杆菌物种的培养物提取物中分离在日本海岸外收集[7] ; 和Brocazine G(6),一种bisthiodiketopiperazine,对敏感和顺铂耐药的人肿瘤细胞系(HTCLs)显示出强大的细胞毒性,对金黄色葡萄球菌具有 很强的活性[8] 在Hertweck及其同事最近的综述中可以找到说明含硫次级代谢物的结构多样性和迷人生物合成的其他实例[9]

2.β-羟基硫化物

通常以变相形式的β-羟基硫化物包含大部分含硫天然产物,其中一些例子如图2所示寄生毒素如蝶呤毒素A(7),由Uemura及其合作者于2001年从日本贝类中分离出来,并被证明是小鼠中非常有效的神经毒素[10]白三烯是一种在白细胞中产生的类二十烷酸,也含有β-羟基硫化物部分,例如从肥大细胞中分离出的白三烯E4(8),并广泛研究过敏和哮喘[11]另一个例子是来自灰色链霉菌Streptomyces griseus)的grisemycin(9M268,含有一个不寻常的醚桥系统和甲基亚磺酰基取代基[12]Cyclothiocurvularin(10),从Penicillum sp。[13],和从红树林Penicillum sp。分离的螺嘧啶A(11[8]是进一步的例子。

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图2: 一些含有β-羟基硫化物部分的天然产物。


β -羟基硫化物也是许多生物学上重要的合成化合物中的重要功能单元。例子有地尔硫卓(12)和naltiazem(13图3),钙通道阻滞剂,用于治疗高血压,心绞痛和某些类型的心律失常[14]

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图3: 一些合成的β-羟基硫化物具有临床价

3.β-羟基硫化物的合成方法

β-羟基硫化物是在许多生物学上重要的化合物中发现的重要结构单元。此外,它们还被用作药物合成和各种化学实体的关键中间体,如烯丙醇,苯并氧杂环庚烷,苯并硫氮杂卓,α-硫代酮,α-取代的α,β-不饱和烯酮和β-羟基亚砜[15]因此,已经报道了许多合成方法。区域选择性环氧化物开环和烯烃的1,2-双官能化是这些化合物合成中常用的途径。这两种策略将在下面讨论。

3.1通过环氧化物的区域选择性开环合成β-羟基硫化物

环氧化物中存在的相当大的环应变使它们对亲核攻击非常敏感,并使它们成为合成各种衍生物的通用起始材料[16-18]已经报道了许多方案使用硫醇或二硫化物作为亲核试剂来实现它们的选择性开环,以获得β-羟基硫化物。

3.1.1硫醇作为亲核试剂。硫醇在各种催化剂存在下,在各种反应条件下打开环氧化物时产生硫化物,这些已被全面评述[19]更多的催化剂和反应条件,旧的或新的现代变体,不断披露并在下面进行调查。

3.1.1.1氧化铝催化。关于非均相催化剂,Posner和Rogers报道,灭活的Woelm-200色谱氧化铝催化区域选择性和立体定向(有利于反式异构体)通过硫醇开环各种环氧化物,以良好的产率得到各种β-羟基硫化物(方案1[20]发现芳基和烷基硫醇都能够在反应条件下打开环氧化物环,并且对于环氧化物,环烷烃,烯烃和1-取代的烯烃氧化物都适合于反应。除了催化剂在室温下用硫亲核试剂促进环氧化物开环的能力之外,促进剂的吸引力在于其能够用醇,硒醇和胺打开环氧化物环以提供相应的β-羟基类似物。



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