對硝基苯磺酰氯
保護基試劑（二）
01 基本信息 【英文名稱】 p-Nitrobenzenesulfonyl chloride 【分子式】 C6H4ClNO4S 【分子量】 221.62 【CAS 登錄號】 [98-74-8] 【縮寫和別名】 p-NsCl，Nosylchloride 【結(jié)構(gòu)式】 【物理性質(zhì)】 該試劑為黃色固體，bp 77~79℃。溶于甲苯、THF、CH2Cl2、乙酸乙酯、DMF。 不溶于水，在熱水或熱醇中分解。 【制備和商品】 國內(nèi)外試劑公司均有銷售。 【注意事項】 該試劑一般不在親核性的溶劑中使用，具有腐蝕性，對濕氣敏感。 02 各類反應 對硝基苯磺酰氯?？s寫成 p-NsCl，被廣泛用于合成相應的磺酰胺和磺酸酯。由于對硝基苯磺酰基的強拉電子作用，所生成的對硝基苯磺酰胺和對硝基苯磺酰酯類化合物具有一定的親電性。其反應活性比一般的酰胺和酯更高，反應性質(zhì)也不盡相同，因此常將其分開作為單獨的一類反應看待。 生成對硝基苯磺酰胺化合物 作為氨基的保護基團，對硝基苯磺?；c對甲苯磺?；图谆酋；瘸Ｓ玫陌被Ｗo基具有相同的反應活性，且在強酸強堿中更穩(wěn)定。烷基胺、芳香胺、氨基酸甲酯、脲、脒、亞胺酸酯、羥胺、內(nèi)酰胺、含氨基多元醇的碳水化合物等分子中的氨基均可被保護[1~5]。這些反應的條件基本一致，都可在堿性條件下于二氯甲烷溶劑中進行(式 1)。 p-NsCl 與伯胺生成的磺酰胺分子中的N?H 有一定的酸性，容易發(fā)生 N-烷基化反應。p-Ns 基團的強拉電子效應使 N?H 具有高度活潑性，易與親電試劑 (如鹵代烴) 發(fā)生N-烷基化反應 (式 2)[6]。 對硝基苯磺酰胺能與醇發(fā)生親核取代反應。如式 3 所示[7]：使用該方法可得到天然產(chǎn)物 Huperzine Q 合成的關(guān)鍵中間體。通過p-NsCl 對氨基進行保護后再與醇進行分子內(nèi)反應，脫去保護基即可得到仲胺化合物。該方法可避免伯胺在未保護的情況下進行烷基化過程中發(fā)生多烷基取代而得到叔胺副產(chǎn)物。 p-Ns 基團保護的環(huán)丙胺化合物具有強親電性，易受到親核試劑的進攻而開環(huán)，經(jīng)過水解脫保護可得到α-氨基醇、α-氨基酸類化合物以及α,β-二氨基化合物 (式 4)[8]。 對硝基苯磺酰胺的脫保護 p-Ns 基團最經(jīng)典的脫除方法是使用苯硫酚或者巰基乙酸鹽，在碳酸鉀的作用下于 DMF 溶劑中室溫反應。也可使用甲醇鈉、哌啶、DBU 作為堿，使用乙腈和 2% DMSO 的混合溶液進行反應。甲醇作為溶劑也能達到脫保護的效果[7]。 對硝基苯磺酸酯 p-NsCl 與醇的反應能以高產(chǎn)率得到對硝基苯磺酸酯。由于 p-Ns 基團的強拉電子性，使得對硝基苯磺酸酯的酯基具有強親電性，弱的親核試劑 (如醋酸鹽、乙酰胺、疊氮類化合物、碘負離子、氰化物、醇、酚、胺類化合物等) 就能與之發(fā)生取代反應。如式 5 所示[9]：p-Ns 基團能被胺基取代，且不影響其手性。 如式 6 所示[10]：環(huán)氧丙醇與 p-NsCl 反應得到的酯在 KOH 的作用下可直接脫去 SO2，得到酚醚類化合物。 除了作為氨基、羥基的保護試劑外，p-NsCl還可以在金屬試劑催化下與苯硼酸或苯基三氟硼酸鉀發(fā)生 Suzuki-Miyaura 偶聯(lián)反應 (式7)[11]。如式 8 所示[12]：在金屬試劑的催化下，p-NsCl 與芳基化合物也可通過 C?H 鍵活化進行直接偶聯(lián)反應。 參 考 文 獻 [1] De Marco, R.; Leggio, A.; Liguori, A.; et al. J. Org. Chem.2010, 75, 3381. [2] Iqbal, Z.; Hameed, S.; Ali, S.; et al. Eur. J. Med. Chem. 2015,98, 127. [3] Kan, S. B.; Matsubara, R.; Berthiol, F.; Kobayashi, S. Chem.Commun. 2008, 6354. [4] Jimenez, C.; Tramontano, A. Tetrahedron Lett. 2001, 42,7819. [5] Kern, N.; Felten, A. S.; Weibel, J. M.; et al. Org. Lett. 2014,16, 6104. [6] Zhang, H.; Mu?iz, K. ACS Catalysis 2017, 7, 4122. [7] Tanimura, S.; Yokoshima, S.; Fukuyama, T. Org. Lett. 2017,19, 3684. [8] Huang, Y.-Y.; Lv, Z.-C.; Yang, X.; et al. Green Chem. 2017,19, 924. [9] Wang, H.; Yan, L.; Wu, Y.; Chen, F. Tetrahedron 2017, 73,2793. [10] Shen, C.; Guo, X.; Yu, J.; et al. Synth. Commun. 2016, 47,273. [11] Wei, Z.; Xue, D.; Zhang, H.; Guan, J. Appl. Organomet.Chem. 2016, 30, 767. [12] Wei, J.; Jiang, J.; Xiao, X.; et al. J. Org. Chem. 2016, 81,946. [楊渭光，清華大學化學系；HYF]
