硫酯(Thioester)在化學(xué)、生物學(xué)領(lǐng)域中扮演者重要角色,但是此類分子的經(jīng)典合成通常較為浪費(fèi),缺少原子經(jīng)濟(jì)性。傳統(tǒng)合成硫酯的方法缺點(diǎn):需要化學(xué)計量比的酰基化試劑對硫醇進(jìn)行酰基化反應(yīng),該方法學(xué)中需要加入催化劑或者活化試劑,并且產(chǎn)生大量副產(chǎn)物和廢料。圖1.經(jīng)典方法和新開發(fā)的方法比較有鑒于此,以色列魏茨曼科學(xué)研究所David Milstein等報道了醇、硫醇之間的脫氫偶聯(lián)合成硫酯,同時釋放氫氣的反應(yīng)過程,該反應(yīng)過程不產(chǎn)生廢料(僅生成氫氣),以氮雜蒽基(acridine)修飾的Ru螯合物分子作為催化劑,在六甲基二硅氧烷溶劑中反應(yīng),并且無需加入添加劑。通過等化學(xué)計量比的醇、硫醇,以高選擇性和高產(chǎn)率合成了大量硫酯產(chǎn)物分子。圖2.反應(yīng)設(shè)計Scheme圖圖3. 反應(yīng)實(shí)施和優(yōu)化反應(yīng)優(yōu)化。3-苯基-1-丙醇(1a)、正己硫醇(Hex-SH)作為原料在N2保護(hù)條件和150 ℃中進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng),考察了不同Ru的螯合物催化劑,PNP-Ru(Ru-1)、PNN-Ru(Ru-2)、PNNH-Ru(Ru-3)、氮雜蒽-Ru(Ru-4、Ru-5),作者發(fā)現(xiàn)Ru-1~Ru-3幾種Ru的螯合物未見產(chǎn)物生成,在Ru-4催化劑的反應(yīng)中生成了少量自身偶聯(lián)產(chǎn)物,在Ru-5作為催化劑的條件中,在HMDSO(六甲基二硅氧烷)溶劑中實(shí)現(xiàn)了95 %的產(chǎn)率。當(dāng)在反應(yīng)中加入1倍量KH的二氧六環(huán)中反應(yīng),未見產(chǎn)物生成;當(dāng)加入0.5倍量Et3N,產(chǎn)率僅僅70 %。底物拓展。對醇的種類進(jìn)行拓展,芳基醇、烷基醇、含胺基、酯基、烯基的醇都能夠很好的進(jìn)行反應(yīng)。此外,除了醇,本方法學(xué)同樣能夠?qū)⑷┗鳛榉磻?yīng)物進(jìn)行脫氫偶聯(lián)反應(yīng)。機(jī)理研究。Ru-5催化劑通過硫醇分子的S孤對電子結(jié)合生成I中間體(Ru-6),隨后消除一分子H2,生成配位不飽和II中間體,隨后通過外球機(jī)理對醇經(jīng)由中間體III進(jìn)行脫氫反應(yīng)生成醛分子,該III中間體過程是生成硫酯物種的決速步。生成醛分子后,醛和硫醇生成半硫縮醛,隨后通過外球脫氫反應(yīng)過程(IV)生成硫酯,催化劑回到初始狀態(tài)。1968、1969、1976年于耶路撒冷希伯來大學(xué)分別獲學(xué)士學(xué)位、碩士學(xué)位 (J. Blum教授)、博士學(xué)位。1977年在科羅拉多州立大學(xué)做博士研究員(J. K. Stille教授),1979年起在杜邦公司做工作,1987年入職魏茨曼科學(xué)研究所,1996-2005 魏茨曼科學(xué)研究所有機(jī)化學(xué)部門長。2000年起,任職Kimmel分子設(shè)計中心主任。http://www.weizmann.ac.il/Organic_Chemistry/milstein/Jie Luo, Michael Rauch, Liat Avram, Yael Diskin-Posner, Guy Shmul, Yehoshoa Ben-David & David Milstein*. Formation of thioesters by dehydrogenative coupling of thiols and alcohols with H2 evolution, Nature Catalysis 2020DOI: 10.1038/s41929-020-00514-9https://www.nature.com/articles/s41929-020-00514-9