噻吩及其衍生物是药物化学、作物科学和材料科学中广泛存在的优势结构单元,存在于多种生物活性分子(如天然产物生物素、aleutianamine、rivaroxaban)中。然而,由于其芳香性较强,其作为C₄构建单元在后期多样化和复杂分子构建中的应用长期以来受到限制。近年来,通过芳构化、硫原子氧化、以及光催化等策略,噻吩类化合物的反应性被重新发掘,使其成为构建多取代(杂)芳烃和具有挑战性天然产物的关键前体,这为复杂分子的合成提供了新颖的逆合成思路。柏林自由大学(Freie Universität Berlin)Franz-Lucas Haut团队通过这篇微型综述,系统性地总结了近年来噻吩、2,5-二氢噻吩(DHTs)和四氢噻吩(THTs)作为多功能C₄构建单元在合成化学中的应用进展。本文研究亮点:

1. 噻吩作为C₄构建单元用于去芳构化环加成:重点介绍了光催化[4+2]环加成构建多取代苯,以及通过生成高活性中间体(S-氧化物/S,S-二氧化物)与炔烃、腈等发生(4+2)/逆向(4+1)级联反应,高效构建多取代苯、吡啶和稠环芳烃。

2. DHTs作为前体合成杂芳烃:阐述了2,5-二氢噻吩通过形成硫鎓盐开环,随后经历Pummerer型环化或氧化环化等步骤,转化为多取代呋喃和吡咯的高效合成策略。

3. THTs用于构建环丁烯和顺式1,2-双烷基化:总结了利用四氢噻吩通过非经典Ramberg-Bäcklund反应构建高张力环丁烯,以及通过1,3-偶极环加成-脱硫策略在烯烃上引入顺式双烷基的独特方法,此策略解决了多个复杂天然产物(如Cyclosmenospongine, Hippolachnin A)全合成中的关键立体化学难题,关键环加成步骤收率在48%-68%。。

本简评概述了在具有挑战性的合成应用中使用这些含硫杂环前体的策略。这些策略在药物候选分子的后期官能团化与多样化方面具有巨大潜力,值得进一步探索。

【Angew. Chem.】柏林自由大学Franz-Lucas Haut:噻吩衍生物作为(杂)芳烃与天然产物合成的多功能前体

1 生物学相关分子(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

2 3-sulfolene的传统应用和相关噻吩衍生物的多功能反应性(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

3 通过噻吩S,S-二氧化物的(4+2)-环加成反应实现 illudalane倍半萜的全合成(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

4 DHT骨架重排为呋喃结构及其在倍半萜烯全合成中的应用(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

5 通过环状级联反应从二氢吡咯合成吡咯(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.

6 通过非典型Ramberg–Bäcklund反应实现[5]-ladderane的化学合成(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.