رویکردی جدید برای سنتز اکسیدهای دی بنزوتیوفن

ترکیبات آلی در زمینه شیمی از هیدروکربن‌های ساده تا مولکول‌های پیچیده را شامل می‌شود که گروه‌های عاملی مختلفی به ستون اصلی کربن اضافه می‌شوند. این گروه‌های عاملی خواص شیمیایی متفاوتی را به ترکیبات می‌دهند و در دگرگونی‌های شیمیایی مختلف شرکت می‌کنند و آن‌ها را پیش‌سازهای مهمی برای سنتز طیف گسترده‌تری از ترکیبات می‌سازند. بنابراین، دانشمندان فعالانه در ایجاد مولکول‌هایی که حاوی گروه‌های عملکردی جدید و بسیار واکنش‌پذیر هستند، شرکت کرده‌اند.

یکی از این دسته از ترکیبات، دی بنزوتیوفن‌ها و مشتقات آن‌ها حاوی بخش‌های S-oxid یا S, S-dioxide (اتم‌های گوگرد به ترتیب به یک و دو اتم اکسیژن پیوند دارند). این ترکیبات در زمینه های علوم دارویی، شیمی مواد و زیست شناسی شیمیایی مورد توجه خاص هستند.

دی بنزوتیوفن ها از حلقه های بنزن ذوب شده به یک حلقه تیوفن، یک حلقه پنج عضوی با چهار اتم کربن و یک اتم گوگرد تشکیل شده اند. هنگامی که دی بنزوتیوفن S-اکسیدها در معرض نور فرابنفش قرار می گیرند، اکسیژن اتمی آزاد می کنند که برای برش DNA و اکسیداسیون آدنوزین-S’-فسفوسولفات کیناز، آنزیمی که در فرآیندهای سلولی نقش دارد، مفید است.

علاوه بر این، پیوند S-O را می توان برای معرفی متفاوت فعال کرد گروه های عاملیکه امکان ایجاد طیف وسیعی از مولکول ها با خواص و کاربردهای متفاوت را فراهم می کند. روش مرسوم برای تولید اکسیدهای دی بنزوتیوفن S عامل دار شامل تشکیل حلقه تیوفن و به دنبال آن اکسیداسیون S است. با این حال، انجام این واکنش دشوار است.

برای پرداختن به این موضوع، دانشیار سوگورو یوشیدا، یوکیکو کوماگای، آکیهیرو کوبایاشی و کیسوکه ناکامورا از دانشگاه علوم توکیو (TUS) یک روش دو مرحله‌ای ساده را برای سنتز اکسیدهای دی بنزوتیوفن توسعه داده‌اند. این روش شامل جفت شدن سوزوکی-میاورا از استرهای سولفینات جایگزین شده با 2-بروموریل و به دنبال آن سولفینیلاسیون الکتروفیلیک درون مولکولی است.

جزئیات روش، منتشر شده در دفتر خاطرات ارتباطات شیمیایی در 10 ژانویه 2024، فرصت‌هایی را برای ایجاد انواع مولکول‌های مهم حاوی گوگرد در علوم زیستی باز می‌کند که سنتز سنتی آنها با استفاده از روش‌های مرسوم دشوار بوده است.

“اکسیدهای دی بنزوتیوفن در زمینه زیست شناسی شیمیایی توجهات را به خود جلب کرده اند و چندین محقق واکنشی را با استفاده از اکسید دی بنزوتیوفن ایجاد کرده اند که اکنون می توان با استفاده از این روش سنتز کرد. ما انتظار داریم که این تحقیق پدیده های حیاتی مربوط به آن را روشن کند گونه های اکسیژن واکنش پذیریوشیدا توضیح می دهد.

کوپلینگ سوزوکی-میاورا یک واکنش آلی پرکاربرد بین اسیدهای بورونیک و هالیدهای آلی است که منجر به تشکیل پیوند کربن-کربن جدید می شود. در روش پیشنهادی، استرهای سولفینات ابتدا با اسیدهای آریل بورونیک در حضور کاتالیزور پالادیوم واکنش داده می‌شوند. سپس واسطه های بیاریل با Tf فعال می شوند₂O، منجر به چرخه شدن بعدی از طریق فعال سازی الکتروفیلیک می شود.

در مقایسه با روش اکسیداسیون مرسوم برای سنتز دی بنزوتیوفن، این رویکرد نوآورانه توسعه یافته توسط دکتر یوشیدا و تیمش می‌تواند طیف گسترده‌ای از گروه‌های عملکردی، از جمله گروه‌های بسیار واکنش‌پذیر را در خود جای دهد، که امکان سنتز اکسیدهای دی بنزوتیوفن چند جایگزین شده را فراهم می‌کند که قبلاً قابل دستیابی نبودند.

با استفاده از این روش، محققین اکسیدهای دی بنزوتیوفن را با نصف o-silylaryl triflate سنتز کردند، ترکیبی که به عنوان یک محل تولید آرین مفید است اما زمانی که با استفاده از روش‌های مرسوم تولید می‌شود، به راحتی آسیب می‌بیند.

نصفه o-silylaryl triflate به عنوان یک واسطه واکنشی مفید عمل می کند و می تواند تحت دگرگونی های مختلفی قرار گیرد تا آرن های بسیار جایگزین شود. بنابراین، روش پیشنهادی نه تنها روش سنتز را ساده می کند، بلکه درها را به روی طیف متنوعی از دی بنزوتیوفن S-اکسیدها و مشتقات آنها باز می کند.

روش جدید گامی رو به جلو در زمینه زیست شناسی شیمیایی. در آینده، محققان انتظار دارند که این ترکیبات ممکن است کاربردهای مفیدی در زمینه های مختلف تحقیقاتی پیدا کنند و راه را برای نوآوری و کشف هموار کنند. یوشیدا در پایان می‌گوید: «روش پیشنهادی ممکن است سنتز اکسیدهای بنزوتیوفن چند جایگزین را ممکن کند، که انتظار می‌رود در طیف وسیعی از زمینه‌های تحقیقاتی مفید باشند.