陳甫雪，袁樂霞，邱佳申，吳迪，尹宏權(quán)

(北京理工大學 化學與化工學院，北京 100081)

烯烴的官能化過程是有機合成中最重要的反應之一，可利用烯烴合成鹵代化合物[1-3]、三氟甲硫基化合物[4-5]、苯硒基化合物[6]或通過環(huán)化反應構(gòu)建稠和的雜環(huán)化合物[7]，其中，通過C=C鍵的硫氰化環(huán)化去合成硫氰酸酯備受關(guān)注.由于硫氰酸酯類化合物大多具有生物活性而且廣泛存在于藥物和農(nóng)藥中[8-10]，且可以通過一定條件轉(zhuǎn)化為其他重要的含硫化合物，比如硫醚 、硫醇、二硫化物[11-13]、含硫雜環(huán)和硫代硫酸鹽[14-15]等.GUO等[16]研究了使用KSCN和過量的過硫酸鉀(K2S2O8)，由2-乙烯基芳基胺和2-乙烯基苯分別制備4-硫氰基甲基苯并噁嗪和亞氨基異苯并呋喃的方法(圖1(a)).YU等[17]發(fā)現(xiàn)了由烯胺酮合成3-硫氰酸根合4H-鉻-4-酮(圖1(b)).LI等[18]研究了肟在FeCl3催化條件下轉(zhuǎn)化為異噁唑啉(圖1(c)).文獻調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)由烯烴轉(zhuǎn)化為含硫氰基化合物的過程都涉及環(huán)化形成C-O新鍵，而硫氰化C環(huán)化構(gòu)建新的C-C鍵的反應研究十分稀少，具有一定難度.之前，本課題組CHEN等[19]研究了在添加氧化劑K2S2O8的條件下N-芳基丙烯酰胺的硫氰基自由基加成環(huán)化反應，生成了3，3-二取代羥基吲哚，但僅通過構(gòu)建C-C鍵生成五元環(huán)(圖1(d)). 本文研究了基于N-肉桂酰磺酰胺和N-硫氰基糖精之間的硫氰化C環(huán)化反應，不需要添加任何額外的氧化劑即可生成具有六元環(huán)的3，4-二取代的1，2，3，4-四氫喹啉.在這一過程中，不僅生成了硫氰酸酯，還同時得到了存在于許多具有生物活性的天然產(chǎn)物和與藥理有關(guān)的治療劑中的非常常見的結(jié)構(gòu)單元四氫喹啉[20].

圖1 烯烴的硫氰化環(huán)化反應Fig.1 Thiocyanation-cyclization of alkenes

1 實驗部分

1.1 主要實驗儀器

熔點檢測儀(雙目顯微鏡XT4A熔點儀)；紅外光譜儀(布魯克ALPHA FT-IR光譜儀)；核磁共振儀(Brucker Avance400或Brucker Avance700)；高分率質(zhì)譜儀(Apex IV FTMS).

1.2 實驗方法

1.2.1底物的合成步驟

將干燥的250 mL 雙口圓底燒瓶通氬氣置換.按順序加入取代苯胺(5.0 mmol，1.0 equiv)、三乙胺(15.0 mmol，3.0 equiv)和無水二氯甲烷(25 mL)，在0 ℃冰浴條件下少量多次加入甲苯磺酰氯(10.0 mmol，2.0 equiv).15 min后加入DMAP(0.25 mmol，0.05 equiv)，在25 ℃下攪拌8 h.用飽和NaHCO3水溶液淬滅反應，用CH2Cl2萃取水相.將有機萃取物合并后用無水硫酸鈉干燥，過濾并減壓濃縮，無需進一步純化進行下一步.將上一步的粗產(chǎn)品全部加入氬氣置換后的反應瓶，加入無水THF(50 mL).在0 ℃冰浴條件下，添加NaH(60%的礦物油分散液，20.0 mmol，4.0 equiv).反應攪拌30 min后，加入新制備的肉桂基溴化物溶液(10.0 mmol在20.0 mL THF中的溶液)，在25 ℃下攪拌8 h.將反應冷卻至0 ℃，用飽和NH4Cl水溶液淬滅.用EtOAc萃取水相.將有機萃取物合并后用無水硫酸鈉干燥，過濾并減壓濃縮.通過硅膠色譜法純化(石油醚∶乙酸乙酯=20∶1)，得到底物苯磺酰胺.合成路線如圖2所示.

圖2 底物的合成路線Fig. 2 Synthesis route of substrates

1.2.2四氫喹啉硫氰酸酯的合成步驟

將干燥的 25 mL 反應管通氬氣置換.按順序加入苯磺酰胺1(0.05 mmol，1.0 equiv)和無水ZnCl2(0.01 mmol，0.2 equiv)，隨后添加HFIP(1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇)(0.5 mL).在避光條件下，快速稱N-硫氰基糖精2a[21](0.075 mmol，1.5 equiv)加入，在40℃水浴鍋中反應4 h.通過硅膠色譜法純化(石油醚：乙酸乙酯=10：1)，得到四氫喹啉硫氰酸酯.合成路線如圖3所示.

圖3 四氫喹啉硫氰酸酯的合成路線Fig. 3 Synthesis route of tetrahydroquinoline thiocyanates

得到檢測數(shù)據(jù)如下：

3,4-反式-4-苯基-3-硫氰基-1-甲苯磺?；?1,2,3,4-四氫喹啉(3a)：白色固體；產(chǎn)率86%(18.0 mg)；熔點187～189 ℃；1H NMR(400 MHz，CDCl3)：δ7.88～7.86(d，J= 8.0 Hz， 1H)，7.64～7.62(d，J= 8.4 Hz，2H)，7.33～7.31(d，J= 8.0 Hz，2H)，7.27～7.24(m，2H)，7.21～7.17(m，2H)，7.07～7.03(dt，J= 8.0，1.2 Hz，1H)，6.72～6.70(d，J=8.0 Hz，1H)，6.61～6.60(d，J=7.2 Hz，2H)，4.77～4.72(dd，J=14.0，3.6 Hz，1H)，4.02～3.99(d，J=10.4 Hz，1H)，3.78～3.71(m，1H)，3.15～3.09(td，J=11.2，3.6 Hz，1H)，2.46(s，3H)；13C{H}NMR(100 MHz，CDCl3)：δ144.7，140.8，136.3，135.5，131.3，130.6，130.3，128.8，128.7，127.9，127.7，127.5，126.2，125.1，109.3(SCN)，50.8，50.1，47.8，21.6；IR(KBr)：2156(SCN)，1647，1595，1487，1454，1350，1165 cm-1；HRMS(ESI)理論值C23H24N3O2S2[M+NH4]+：438.1304，實驗值：438.1298.通過單晶X射線分析(CCDC 1969405)確認了產(chǎn)物3a的結(jié)構(gòu)，如圖4所示.

3，4-反式-6-氟-4-苯基-3-硫氰基-1-甲苯磺酰基-1，2，3，4-四氫喹啉(3b)：白色固體；產(chǎn)率73% 16.0 mg)；熔點108～109 ℃；1H NMR(400 MHz，CDCl3)：δ7.87～7.83(dd，J=9.2，5.2 Hz，1H)，7.62～7.60(d，J=8.4 Hz，2H)，7.36～7.33(d，J=8.4 Hz，2H)，7.30～7.26(m，2H)，7.22～7.18(m，2H)，7.00～6.95(dt，J=8.0，2.4 Hz，1H)，6.58～6.56(d，J=7.2 Hz，2H)，6.41～6.38(dd，J=9.2，2.4 Hz，1H)，4.78～4.73(dd，J=14.0，3.6 Hz，1H)，3.94～3.91(d，J=10.8 Hz，1H)，3.75～3.68(m，1H)，3.09～3.03(td，J=11.6，3.6 Hz，1H)，2.48(s，3H)；13C{H}NMR(100 MHz，CDCl3)：δ160.5(d，1JC-F=245.6 Hz)，144.9，139.8，136.0，133.8(d，3JC-F=7.4 Hz)，131.5(d，4JC-F=2.7 Hz)，130.4，129.0，128.6，128.2，127.6，127.4(d，3JC-F=8.3 Hz)，116.7(d，2JC-F=23.3 Hz)，115.2(d，2JC-F=22.6 Hz)，109.0(SCN)，51.0，50.2，47.2，21.6；IR(KBr)：2154(SCN)，1489，1361，1168 cm-1；HRMS(ESI)理論值C23H23FN3O2S2[M+NH4]+：456.1210，實驗值：456.1209.

圖4 四氫喹啉硫氰酸酯3a的單晶結(jié)構(gòu)圖Fig.4 X-Ray structure of tetrahydroquinoline thiocyanate 3a

3，4-反式-6-氯-4-苯基-3-硫氰基-1-甲苯磺?；?1，2，3，4-四氫喹啉(3c)：白色固體；產(chǎn)率79% 18.0 mg)；熔點185～187 ℃；1H NMR(400 MHz，CDCl3)：δ7.84～7.82(d，J=9.2 Hz，1H)，7.64-7.62(d，J=8.0 Hz，2H)，7.36-7.34(d，J=8.0 Hz，2H)，7.30-7.26(m， 2H)，7.24～7.19(m，2H)，6.69(s，1H)，6.59～6.57(d，J=7.2 Hz，2H)，4.74～4.70(dd，J=14.4，3.2 Hz，1H)，3.95-3.93(d，J=10.8 Hz，1H)，3.74～3.68(m，1H)，3.08～3.02(td，J=11.2，3.6 Hz，1H)，2.48(s，3H)；13C{H}NMR(100 MHz，CDCl3)：δ145.0，139.8，135.9，134.2，133.0，131.8，130.4，130.2，129.0，128.6，128.3，128.1，127.5，126.6，109.0(SCN)，50.7，50.0，47.3，21.7；IR(KBr)：2154(SCN)，1597，1479，1361，1166 cm-1；HRMS(ESI)理論值C23H23ClN3O2S2[M+NH4]+：472.0915，實驗值：472.0923.

3，4-反式-6-溴-4-苯基-3-硫氰基-1-甲苯磺酰基-1，2，3，4-四氫喹啉(3d)：白色固體；產(chǎn)率80%(20.0 mg)；熔點181～183 ℃；1H NMR(400 MHz，CDCl3)：δ7.77～7.75(d，J=8.0 Hz，1H)，7.64～7.62(d，J=8.0 Hz，2H)，7.39～7.34(m，3H)，7.30～7.26(m，2H)，7.23～7.19(m，2H)，6.84～6.83(dd，J=2.4，0.8Hz，1H)，6.60～6.59(d，J=7.2 Hz，2H)，4.73～4.69(dd，J=14.4，3.6 Hz，1H)，3.96～3.94(d，J=10.4 Hz，1H)，3.74～3.68(m，1H)，3.09～3.03(td，J=11.2，3.6 Hz，1H)，2.48(s，3H)；13C{H}NMR(100 MHz，CDCl3)：δ145.0，139.8，135.9，134.7，133.3，133.1，131.0，130.5，129.0，128.6，128.3，127.5，126.8，119.6，109.0(SCN)，50.6，49.9，47.3，21.7；IR(KBr)：2154(SCN)，1595，1477，1454，1354，1166 cm-1；HRMS(ESI)理論值C23H23BrN3O2S2[M+NH4]+：516.0410，實驗值：516.0412.

3，4-反式-6-甲基-4-苯基-3-硫氰基-1-甲苯磺酰基-1，2，3，4-四氫喹啉(3e)：白色固體；產(chǎn)率89%(19.3 mg)；熔點175～177 ℃；1H NMR(400 MHz，CDCl3)：δ7.75～7.73(d，J=8.8 Hz，1H)，7.64～7.62(d，J=8.0 Hz，2H)，7.33～7.31(d，J=8.0 Hz，2H)，7.28～7.24(m，2H)，7.21～7.17(m，2H)，7.07～7.05(dd，J=8.8，1.6 Hz，1H)，6.60～6.58(d，J=7.2 Hz，2H)，6.49(s，1H)，4.74～4.70(dd，J=14.0，3.6 Hz，1H)，3.97～3.94(d，J=10.4 Hz，1H)，3.74～3.68(m，1H)，3.12～3.04(td，J=11.6，3.6 Hz，1H)，2.46(s，3H)；13C{H}NMR(100 MHz，CDCl3)：δ144.6，140.9，136.3，136.1，133.0，131.0，130.8，130.3，128.8，128.7，128.7，127.9，127.6，125.1，109.4(SCN)，50.9，50.1，48.0， 21.6，20.9；IR(KBr)：2154(SCN)，1597，1492，1452，1352，1166 cm-1；HRMS(ESI)理論值C24H26N3O2S2[M+NH4]+：452.1461，實驗值：452.1454.

3，4-反式-6-甲氧基-4-苯基-3-硫氰基-1-甲苯磺?；?1，2，3，4-四氫喹啉(3f)：白色固體；產(chǎn)率76%yield(17.0 mg)；熔點147-149 ℃；1H NMR(400 MHz，CDCl3)：δ7.80-7.78(d，J=8.8 Hz，1H)，7.61～7.59(d，J=8.0 Hz，2H)，7.33～7.31(d，J=8.0 Hz，2H)，7.26～7.23(m，2H)，7.19～7.15(m，2H)，6.84～6.81(dd，J=8.8，2.8 Hz，1H)，6.56～6.54(d，J=7.6 Hz，2H)，6.17～6.17(d，J=2.8 Hz，1H)，4.77～4.72(dd，J=14.0，3.6 Hz，1H)，3.93～3.90(d，J=11.2 Hz，1H)，3.74～3.67(m，1H)，3.63(s，3H，OCH3)，3.07～3.00(td，J=11.2，3.6 Hz，1H)，2.47(s，3H)；13C{H}NMR(100 MHz，CDCl3)：δ157.6，144.6，140.4，136.2，133.0，130.3，128.8，128.7，128.5，128.0，127.7，126.9，115.1，113.5，109.2(SCN)，55.4，51.1，50.2，47.6，21.6；IR(KBr)：2154(SCN)，1610，1494，1352，1163 cm-1；HRMS(ESI)理論值C24H26N3O2S2[M+NH4]+：468.1410，實驗值：468.1413.

3，4-反式-8-苯基-7-硫氰基-5-甲苯磺?；?5，6，7，8-四氫-[1，3]二氧雜[4，5-g]喹啉(3g)：白色固體；產(chǎn)率65%yield(15.0 mg)；熔點166-167 ℃；1H NMR(400 MHz，CDCl3)：δ7.66～7.64(d，J=8.4 Hz，2H)，7.36(s，2H)，7.34(s，1H)，7.24～7.23(m，1H)，7.19～7.15(t，J=7.6 Hz，2H)，6.55～6.54(d，J=7.2 Hz，2H)，6.09(s，1H)，5.95～5.93(dd，J=8.4，1.2 Hz，2H)，4.75～4.71(dd，J=14.0，3.6 Hz，1H)，3.87～3.84(d，J=10.8 Hz，1H)，3.71～3.64(m，1H)，3.05-2.98(td，J=11.6，3.6 Hz，1H)，2.48(s，3H)；13C{H}NMR(100 MHz，CDCl3)：δ147.0，146.3，144.7，140.6，136.0，130.3，129.3，128.8，128.6，128.0，127.7，125.2，109.2(SCN)，108.9，106.3，101.7，51.2，50.3，47.6，21.6；IR(KBr)：2154(SCN)，1597，1504，1483，1359，1247，1165，1090 cm-1；HRMS(ESI)理論值C24H24N3O4S2[M+NH4]+：482.1203，實驗值：482.1208.

N-肉桂基-N-甲基-4-硫代氰基苯胺(3h)：淡黃色油狀；產(chǎn)率82%yield(11.5 mg)；1H NMR(400 MHz，CDCl3)：δ7.44～7.41(d，J=8.8 Hz，2H)，7.36～7.29(m，4H)，7.25～7.22(m，1H)，6.75～6.73(d，J=9.2 Hz，2H)，6.49～6.45(d，J=16.0 Hz，1H)，6.22～6.15(dt，J=15.6，5.2 Hz，1H)，4.13～4.11(dd，J=5.6，1.6 Hz，2H)，3.04(s，3H，CH3)；13C{H}NMR(100 MHz，CDCl3)：δ150.9，136.5，134.7，131.7，128.6，127.7，126.4，124.1，113.4，112.6，106.8(SCN)，54.4，38.2；IR(KBr)：2151(SCN)，1591，1506，1355，1198 cm-1；HRMS(ESI)理論值C17H17N2S[M+H]+：281.1107，實驗值：281.1114.

N-(3，4-二硫氰基丁基)-4-甲基-N-苯基苯磺酰胺(3i)：白色固體；產(chǎn)率54%yield(11.3 mg)；熔點113～114 ℃；1H NMR(400 MHz，CDCl3)：δ7.48～7.46(d，J=8.0 Hz，2H)，7.37～7.35(m，3H)，7.28～7.26(d，J=8.8 Hz，2H)，7.09～7.07(m，2H)，4.00～3.94(m，1H)，3.64～3.60(m，2H)，3.47～3.42(dd，J=14.0，6.8 Hz，1H)，3.31～3.25(dd，J=14.0，7.2 Hz，1H)，2.44(s，3H)，2.22～2.14(m，1H)，1.90～1.82(m，1H)；13C{H}NMR(100 MHz，CDCl3)：144.1，138.4，134.3，129.7，129.6，128.6，128.6，127.9，110.6(SCN)，108.9(SCN)，47.3，46.3，38.8，31.9，21.6；IR(KBr)：2154(SCN)，1734，1595，1491，1346，1163 cm-1；HRMS(ESI)理論值C19H23N4O2S3[M+NH4]+：435.0978，實驗值：435.0982.

1.2.34-苯基-3-硫氰基-1-甲苯磺酰基-1，2，3，4-四氫喹啉3a的轉(zhuǎn)化

準備干燥的25 mL 反應管，加入硫氰酸酯3a(42.1 mg，0.1 mmol，1.0 equiv)和無水THF(2.0 mL). 將混合物冷卻至0℃后，分別逐滴加入在1 mol/L THF中的Me3SiCF3(29.0 μL，0.2 mmol，2.0 equiv)和TBAF(20 μL，0.02 mmol，0.2 equiv).在Ar環(huán)境下0℃反應30 min后，升溫至23 ℃再攪拌12 h.然后將反應物用EtOAc萃取.合并的有機層用鹽水洗滌，經(jīng)無水硫酸鈉干燥，并在減壓下濃縮.通過硅膠色譜法純化(PE：EtOAc=20：1)，以66%的產(chǎn)率得到硫三氟甲基化產(chǎn)物4a，為白色固體.轉(zhuǎn)化路線如圖5所示.

圖5 四氫喹啉硫氰酸酯3a的轉(zhuǎn)化路線Fig.5 Transformation route of tetrahydroquinoline thiocyanate 3a

得其檢測數(shù)據(jù)：熔點149～151 ℃；1H NMR(400 MHz，CDCl3)：δ7.97～7.94(d，J=8.4 Hz，1H)，7.61～7.59(d，J=8.0Hz，2H)，7.30～7.28(d，J=8.4 Hz，2H)，7.24～7.18(m，2H)，7.14～7.11(m，2H)，7.04～7.00(t，J=7.6，1H)，6.70～6.68(d，J=8.0 Hz，1H)，6.46～6.44(d，J=7.6 Hz，2H)，4.79～4.75(dd，J= 14.0，3.6 Hz，1H)，3.76～3.73(d，J=11.2 Hz，1H)，3.66～3.60(m，1H)，3.32～3.25(td，J=11.2，3.6 Hz，1H)，2.46(s，3H)；13C{H}NMR(175 MHz，CDCl3)：δ144.4，141.4，136.6，135.9，131.2，130.8，130.2(d，1JC-F=305.6 Hz)，130.1，128.8，128.4，127.5，127.5，127.4，126.0，125.0，51.5，49.3，44.3，21.6；19F{H}NMR(376 MHz，CDCl3)：δ-38.9(s)；IR(KBr)：1 597，1 487，1 456，1 361，1 261，1 166，1 112 cm-1；HRMS(ESI)理論值C23H21F3NO2S2[M+H]+：464.0960，實驗值：464.0959.

2 結(jié)果與討論

2.1 實驗條件的優(yōu)化

以N-肉桂基磺酰胺(1a)作為標準底物，以20 mol%的Zn(OTf)2作為催化劑來優(yōu)化反應條件(圖6)，結(jié)果見表1.使用N-硫氰基糖精2a作為親電硫氰基試劑，在CH2Cl2中環(huán)化產(chǎn)物3a的收率低于10%，同時得到35%的雙鍵二硫氰化取代副產(chǎn)物3aa(表1，條目1).使用其他硫氰基試劑2b或2c代替2a，未發(fā)生反應或只有微量產(chǎn)物(條目2～3).在較高的溫度40 ℃下，反應略有加速，產(chǎn)率為14%，而降至0 ℃則完全沒有反應(條目4～5).隨后在40 ℃進行溶劑篩選發(fā)現(xiàn)，THF、DMF、甲苯和MeOH較CH2Cl2的結(jié)果較差(條目6～9)，而且在THF中1a分解為4-甲基-N-苯基苯磺酰胺3ab(條目6).出乎意料的是，使用1,1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇(HFIP)作為溶劑(條目10)，產(chǎn)率提高至52%，這可能是由于HFIP具有活化底物的獨特性能.然后在HFIP中嘗試了除Zn(OTf)2以外的路易斯酸.除了Ce(OTf)3給出同樣的52%收率以外，所有其他的金屬都沒有顯示催化活性(條目11～15).使用ZnCl2的收率提高到了86%(條目16)，而在沒有ZnCl2的情況下只有29%(條目17).與CH2Cl2中的Zn(OTf)2相似，HFIP中的ZnCl2催化劑效率在更高或更低的反應溫度下均被破壞(條目18～19)，其中在60 ℃時1a大部分分解為3ab(產(chǎn)率48%).此外，減少催化劑負載量為10 mol%或添加溶劑為1 mL都降低了3a的產(chǎn)率(條目20～21).因此，得到最佳反應條件：N-肉桂基-4-甲基-N-苯基苯磺酰胺1a(0.05 mmol，1.0 equiv)與N-硫氰基糖精2a(0.075 mmol，1.5 equiv)在氯化鋅(20 mol%)作為催化劑、六氟異丙醇(0.5 mL)作為溶劑的條件下，在40 ℃水浴條件下反應4 h.通過X-射線單晶衍射分析以及核磁共振氫譜的耦合常數(shù)計算可知目標產(chǎn)物3a為反式構(gòu)型，且通過對其進行手性HPLC檢測(Daicel OD-H柱，正己烷∶異丙醇=98∶2，1.0 mL/min，254 nm)發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)物是一對對映異構(gòu)體，其ee%值為0.

圖6 標準底物1a的反應條件優(yōu)化Fig.6 The optimization of reaction conditions of standard substrate 1a

表1 合成四氫喹啉硫氰酸酯3a的條件優(yōu)化Tab.1 Optimal reaction conditions of tetrahydroquinoline thiocyanate 3a

2.2 底物的拓展

根據(jù)最優(yōu)條件進行底物的拓展，見圖7.在苯磺酰胺的對位有鹵素取代基(F，Cl，Br)時，分別以73%，79%和80%的收率得到了相應的硫氰化環(huán)化產(chǎn)物(3b～3d).其中，氯原子取代和溴原子取代的底物在標準條件下反應微弱，當延長反應時間到10 h仍有原料未能反應.因此將溫度升至60 ℃發(fā)現(xiàn)在4 h之內(nèi)原料全部反應完全，且有較好的收率.當苯磺酰胺的對位連有吸電子基團如甲基(Me)或甲氧基(OMe)時，分別以89%和76%的收率得到目標產(chǎn)物(3e～3f).另外，當苯磺酰胺的苯環(huán)上連有二氧戊烷時，反應在標準條件下正常進行且以65%的產(chǎn)率獲得四氫喹啉(3g).隨后考察了N-Ts基團對該反應過程的影響，首先將Ts保護基團換作甲基保護，很遺憾沒有得到目標產(chǎn)物而是以82%的收率得到了苯環(huán)取代產(chǎn)物，可能是碳碳雙鍵的活性降低所導致的(3h).當使用苯基肉桂醚作為底物參與反應時，無論是延長反應時間還是升高溫度產(chǎn)率都沒有顯著提高，反應微弱(3i).這說明在這類反應中，N-Ts基團是必要的.

圖7 底物的拓展Fig.7 Scope of N-cinnamyl sulfonamide

2.3 實驗機理的探究

在最優(yōu)條件下，通過控制實驗探究反應機理.當使用2，2，6，6-四甲基哌啶-氮氧化物(TEMPO，1.0 equiv)和2，6-二叔丁基對甲酚(BHT，1.0 equiv)來做自由基捕獲試劑時，沒有得到目標產(chǎn)物3a，而且利用高分辨質(zhì)譜分別檢測到了TEMPO捕獲產(chǎn)物3ac和BHT捕獲產(chǎn)物3ad，如圖8(a)和8(b)所示.這初步表明此反應過程可能涉及自由基反應機理，為進一步驗證此想法，進行了自由基鐘實驗：利用(1-環(huán)丙基乙烯基)苯1j在標準條件下與硫氰基試劑2a進行反應得到了開環(huán)產(chǎn)物5，并通過高分辨質(zhì)譜進行了檢測，如圖8(c)所示.

通過上述控制實驗及相關(guān)文獻[22]，提出了反應可能的機理，如圖9所示.首先硫氰基試劑2a在加熱條件下均裂為硫氰基自由基和糖精氮自由基A，隨后硫氰基自由基與N-肉桂基-4-甲基-N-苯基苯磺酰胺1a上的C=C雙鍵進行加成得到芐基自由基B，再進行親電環(huán)化得到芳基自由基C，然后芳基自由基C由A進行氧化成為芳基陽離子中間體D并伴隨著糖精陰離子中間體的產(chǎn)生，最后芳基陽離子中間體D快速去質(zhì)子化得到目標產(chǎn)物3a，而糖精陰離子中間體則質(zhì)子化得到糖精.

圖8 控制實驗Fig.8 Control experiments

圖9 可能的機理Fig.9 Possible mechanism

3 結(jié) 論

研究了新發(fā)現(xiàn)的陽離子硫氰基試劑N-硫氰基糖精的新的自由基轉(zhuǎn)化過程.通過使用親電的N-硫氰基糖精，在HFIP中利用ZnCl2催化對N-肉桂基磺酰胺進行了硫氰化環(huán)化反應，在溫和的反應條件下通過構(gòu)建新的C-C鍵，一步有效合成了六元雜環(huán)化合物3，4-二取代的1，2，3，4-四氫喹啉硫氰酸酯，其可以通過系列轉(zhuǎn)化得到其他重要的含硫化合物.