过渡金属催化的C-S的合成摘要:过渡金属催化的C-S交叉偶联反应在有机合成方法学的研究中一直起着不可或缺的作用。

这些经过交叉偶联反应所形成的一系列含碳-硫键结构的化合物，在染料、医药、农药、化工以及聚合物的制备中都有广泛的应用。

不同过渡金属催化合成硫化物成为当前研究的一个热点。

本文简单综述了不同过渡金属催化反应合成含C-S的化合物。

关键词:过渡金属；硫醇；催化；偶联反应；碳一硫键构建Transition Metal Catalyzed Synthesis of C-S bond Abstract: transition metal catalyzed C-S cross coupling reaction plays an important role in organic synthetic methodology. The compounds synthesized through cross coupling reaction have very good biological activity and wide application in colorant, pharmaceutical, pesticide, and chemical industry , and the preparation of polymer.So transition metal catalytic synthesis of C-S bond becomes a hot issue. In this paper,transition metal-catalyzed reaction was briefly summarized.Key words: transition-metal; thiols; catalyze; coupling reaction;C-S bond formation许多含硫化合物具有生物活性，包括磺酰胺类抗生素和哮喘药物顺尔宁抗生素等[1-2]。

多种含硫化合物的各类构建方法需要深入地研究，碳一硫键的构建和以及进一步的官能团化已经引起科学界的相当关注。

硫化物，硫醇及它们的氧化衍生物在有机合成方面有广泛的应用[3-4]。

与碳一氧键和碳一氮键的构建方法相比，有机金属试剂催化的碳一硫键的构建方依然是不足的。

尽管人们始终认为硫能够毒化金属催化剂，但是金属催化的碳一硫键的构建方法研究有逐渐增强的趋势。

过渡金属催化通过偶联反应构建碳一硫键的各种方法有很多报道，我们接来将介绍不同的过渡金属催化合成碳硫键的这类反应最近进展。

1铜催化乌尔曼偶联反应一般是亲核试剂和芳基卤代物在化学计量的铜催化剂下，高温反应合成二芳基化合物。

此方面取得的进展基本上是扩展这种方法应用于芳基碳一杂键的形成，即乌尔曼缩合反应[5]。

在硫芳基化反应方面取得突破性进展的是用膦氮烯作为碱的铜催化乌尔曼缩合反应，得到高反应活性的硫酚[6]。

与硫醇相比，4-巯基苯酚具有更好的亲核性，化学选择性很高。

尽管具有这些很好的优点，但这种方法的主要缺点是采用了过量的昂贵的膦氮烯碱（scheme 1）。

Scheme 1Buchwald报道了第一个经典的铜催化的合成芳基硫化合物的反应[7]。

在碘化亚铜、乙二醇和碳酸钾的条件下，硫醇和芳基碘的偶联反应(scheme 2)。

底物具有很好的官能团性兼容性，并且得到很好的收率。

尤其是，反应可以在苯胺和苯酚的存在下进行。

另外，存反应中乙二醇是作为配体稳定了铜催化剂。

Scheme 2最近，Ranu和共同合作者报道了一篇关于芳基卤代物高选择性的硫化反应(scheme 3)[8]。

这种氧化铝辅助的铜催化剂在胺化反应和醚化反应中以前有相关的应用。

如果同样的反应条件下采用碳酸铯代替碳酸钾，就可以选择性地进行芳基溴和硫醇的偶联。

此化学选择性是由于更强的碱碳酸铯极化了芳基溴键，使得铜可以在温和条件下氧化加成芳基溴化合物。

Scheme 3Wu等人报道了邻碘苯胺和异硫氰酸脂在碘化亚铜的催化下通过分子c-s 键的串联反应合成2-氨基苯并噻唑（scheme 4），反应条件比较温和，只有50 摄氏度，操作比较简单，官能团的兼容性良好。

Scheme 4Lee等人报道了乙烯基卤化物和硫醇在氧化亚铜的催化下生成乙烯基硫的反应(scheme 5)，芳基碘化物和硫醇只需要0.5 mol%的氧化亚铜而且不需要配体的参与就能进行偶联反应。

在5 mol%氧化亚铜和10 mol%的1,10-啡罗琳的参与下，乙烯基溴化物和硫醇能够进行偶联反应，且产率较高。

Scheme 52镍催化Migita报道了钯催化的硫醇的芳基化反应之后，紧接着Cris tau和合作者报道了一篇镍催化的合成二芳基硫化物的反应(scheme 6)[9]。

采用二价镍和二配位的膦配体络合物作为催化剂，反应所需的催化剂用量很少。

在此反应体系下需要较高温度和较长的反应时问，不过反应产率较高。

Scheme 6最近，强配位能力的NHC-配体被研究发现可以很好地参与到镍催化的这类反应中。

Zhang Y .G.等人就报道了关于这类的硫醇和芳基碘化物的偶联反应（scheme 7）[10]。

Scheme 7镍催化剂同样被研究发现可以应用于插入双硫键来构建碳-硫键化合物方面。

Taniguchi报道了在镍催化剂条件下二硫化物的芳基化反应(scheme 8)[11]。

很多取代的碘化物和0.5个当量的二硫化物都能反应转化成相应的芳基硫化物。

Scheme 8Taka gi,k.等报道了在碱性的碳酸钾和原位生成镍(0)催化剂dppf [dpp= 1,1'-双(二苯膦基)二茂铁]两者存在下，苯硫酚与等当量的碘苯反应，在25℃或在60℃溴苯中可以转化为有很好的得率的苯基硫化物（scheme9）。

例如，苯硫酚与碘苯在25℃反应10小时，以97%的产率得到苯基硫化物。

不对称硫化物也能由同一反应过程来制备。

Scheme 9Taka gi等报道了在镍（0）催化剂催化下，芳基碘与硫脲的亲核取代得到芳基异硫脲碘化物。

随后S-芳基异硫脲碘化物可以发生碱性水解得到相应的芳香硫醇，有几乎定量收率。

用此方法可以很容易地由1,2一胺基碘苯和硫醇来制备2-苯硫脲胺碘。

由镍(II)催化的烯基卤化物与钠的苄基硫醇盐，经过类似的反应过程，可以用来制备二烯基硫化物和烯酮缩硫醛。

在非质子溶剂中，如1,2-二甲氧乙烷和甲苯，都获得了期望的烯基硫化物（scheme 10），并都有较好的收率。

Scheme10对于二取代卤化物，无论是1,2-二溴乙烯或1,1-二滨乙烯化合物，都可以采用类似的反应条件(Scheme 11)。

对于1,1-二溴乙烯，由镍(II)催化烯基的二取代溴原子能选择性的被硫醇负离子取代，以78%良好的收率得到相应的烯酮缩硫醛。

Scheme 113钯催化钯催化偶联反应在碳碳键和碳卤键的构建方面有很广泛的应用。

然而，在碳一氧键和碳一氮键的构建方面还没有广泛的研究时，钯催化的构建碳一硫键方面已经取得了成功。

据悉Migita在1978年报道了首例钯催化的芳基卤代物的硫化反应[13,14]。

这种方法能得到很好产率的二芳基硫化物，但是反应局限于芳基溴并且需要较高的反应温度和较长的反应时间（scheme 12）。

Migita报道之后，型的钯催化方法是采用含有二配位的膦配体[15-17]。

Scheme 12较先前的方法中有很重要进步的是Buchwald在2004年报道的芳基氯、溴和硫醇在醋酸钯催化下的高效偶联反应（scheme 13）[16]。

在这篇报道中测试了许多的单配位和双配位的麟配体。

采用富电了的芳基氯反应合成二芳基硫化物需要更弱的碱、较高反应温度和长的反应时间。

值得注意是所有的单配位膦配在此体系下都不能反应。

Scheme 13另一个非常成功的钯催化碳硫键构建方面的例了是2006年Hart wig运和共同合作者报道的芳基氯和硫醇的反应(scheme14)[18,19]。

采用很好的Josiphos配体在钯催化体系中可以产生稳定性很高和催化活性强的催化剂。

同时官能团的兼容性非常好，反应体系中存在的酚羟基、羰基、苯胺和酰胺都不需要用保护基团保护。

Scheme 14Doi等人用硫代苯甲酞胺在把的催化下通过C-H键的活化和C-S键的形成合成了2一取代的苯并曝哩(scheme 15)，反应体系用了10 mol%的氯化把和50 % mol 的碘化亚铜，生成了含有多种取代基的苯并曝哩，并且有良好的产率.Scheme 15Alper等人报道了把催化的分子内C-S键偶联反应及淡基化反应一锅法一步合成2-基苯并曝吩类化合物的反应（scheme 16），该反应具有很好的选择性和官能团兼容性，亲核试剂和硫酚类化合物都能够顺利地参与反应，并且得到相应的目标产物。

Scheme 164钴催化虽然几种钯、镍和铜类催化剂已被证明在这种偶合过程中是非常有效的，但是通常反应温度高，催化剂的用量大或需要特别设计的膦配体，因此有必要寻找一个更好的催化剂。

最近已证明钴的配合物能很好地催化碳一碳键的形成，因而将该试剂使用于碳一硫键的形成引起了科学家的兴趣。

钴催化的C-S偶联报道较少。

Cheng等报道了利用CoI2/dppe体系在C-S偶联中的应用（scheme 17）。

他们通过向反应体系中添加锌粉，将Co(II)还原为低价态的Co(I)，随后低价态的钴发生氧化加成、配体交换和还原消除得到产物硫醚。

这个催化体系对溴苯和含杂芳环的底物也有效，而且适用于脂肪族硫醇。

这个体系具有良好的选择性，游离的羟基和氨基都不会参与反应;由于使用吡啶作碱，反应条件相对温和，能够耐受底物中多种宫能团的存在。

Scheme 17Wong Y -C等在2006年就报道了一篇关于钴催化的芳基碘化物和硫醇的偶联反应（scheme 18[21]）,反应中催化剂用量较少，并且反应有很广的底物范围，烷烃的硫醇类都可以很好地反应。

Scheme 185铁催化Cornea等最近报道了用费用低廉、环境友好的铁盐，在配体的协助下实现了芳基硫醇的芳基化反应（scheme 19）。

这个方法避免了使用昂贵的或对空气敏感的配体，并在大多数情况下，可以高产率的得到芳基硫化物。

在目前阶段，成功的事例只是限于使用芳基碘化物作为亲电子试剂，但是，铁催化的芳基硫醇的芳基化过程因其操作简单、环境和经济的优势而具用潜在的工业意义[22]。

Scheme 19Bolm报道了三氯化铁催化的硫芳基化反应(scheme20)[23]。

各类的硫醇，包括官能团化的硫醇都很好地和芳基碘化物反应。

但是烷基硫醇类在此条件下不能发生反应。

Scheme 206镧催化Shibasaki和研究组报道了镧三(联萘氧化物)催化硫醇和α,β-不饱和羰基化合物的不对称Michael加成反应[LSB=LaNa3三(联萘氧化物)[24]（scheme 21）。