An Efficient Cu-catalyzed Three Component Reaction; A New Synthetic Route to N-Sulfonyl Imidates and Amides
It is shown that N-sulfonyl imidates can be efficiently prepared by a three component coupling of terminal alkynes, sulfonyl azides, and alcohols using a copper catalyst in the presence of an amine base. The reaction is characterized by high selectivity, mild conditions, a wide substrate scope, and high tolerance with various functional groups. Facile transformation of imidates to amidines was also achieved with the help of sodium cyanide catalyst. Additionally, a protocol for the extremely efficient Pd-catalyzed [3,3]-sigmatropic rearrangement of allylic sulfonimidates to allylic sulfonamides has been developed.
Additionally we investigated N-sulfonyl amides can be efficiently prepared by an unconventional approach of the hydrative reaction between terminal alkynes, sulfonyl azides, and water in the presence of copper catalyst and amine base under very mild conditions. The present route is quite general, and a wide range of alkynes and sulfonyl azides are readily coupled catalytically with water to furnish amides in high yields. A variety of labile functional groups are tolerated under the conditions, and the reaction is regioselective in that only terminal alkynes react while double or internal triple bonds are intact. The reaction can be readily scaled up and is also adaptable to a solid-phase procedure with high efficiency.
한번의 반응으로 다수의 분자결합을 유도하는 다원반응은 경제적이고 친환경적이지만, 유기합성의 적용 면에서 많은 보완 연구가 요구된다. 본 실험실에서는 구리 촉매를 이용한 alkyne, sulfonyl azide, amine의 다원반응을 통해 새로운 amidine 합성방법을 보고하였다. 이러한 기존의 연구에 착안하여, amine 대신 알코올 또는 물을 반응물로 이용한 효과적인 imidate와 amide 합성방법을 개발하였다. 구리 촉매를 이용한 효율적인 imidate, amide 합성방법은 다양한 기질의 alkyne과 sulfonyl azide를 사용 할 수 있을 뿐 아니라, 비교적 큰 규모의 반응에서도 동일한 효율을 나타내는 이점이 있다.
더불어 합성된 imidate의 유기 화합물 전환 반응에 대해서도 연구를 진행하였다. Amine 용매 하에서 촉매량만큼의 NaCN를 사용하면 손쉽게 imidate를 amidine으로 전환할 수 있고, 이러한 방법은 구리 촉매를 이용한 직접적 amidine 합성에서 낮은 효율을 갖는 경우에 높은 쓰임새를 지닌다. 또한 팔라듐 촉매를 이용하여 정량적으로 allylic imidate를 allylic amide로 전환하는데 성공하였다. 특히 본 전환반응은 sulfonyl 치환기가 존재하는 allylic imidate를 allylic amide로 정량 전환시킨 최초의 반응으로 높은 의의를 지닌다.
