【JACS】超安全的重氮化條件，高效脫氨基磺酰化與氟化反應！

《Iron-Mediated Nitrate Reduction at Ambient Temperature for Deaminative Sulfonylation and Fluorination of Anilines》

J. Am. Chem. Soc. 2025；https://doi.org/10.1021/jacs.4c17981

傳統磺酸及其衍生物的合成常需分離或積累高危險性重氮鹽（ArN??），但重氮鹽不穩定且易爆，需低溫儲存，限制了應用?，F有方法（如Landsberg和Meerwein反應）需高溫（85°C）或危險試劑（如亞硝酸鹽），官能團耐受性差。

本文報道了一種鐵介導的硝酸鹽（NO??）常溫（25°C）還原策略，通過原位生成瞬時重氮中間體，實現了苯胺的直接脫氨基氯磺?；胺磻?/strong>。該方法利用硝酸鐵（Fe(NO?)?）與硫代硫酸鈉（Na?S?O?）的協同還原作用，將硝酸鹽轉化為二氧化氮（NO?），進而生成重氮鹽中間體，避免了傳統亞硝酸鹽（NO??）體系的高溫（85°C）需求。該策略兼容多種磺酸衍生物（如磺酰胺、磺酰氟、磺酸）的合成，并首次實現了苯胺直接轉化為磺酸的新反應。

條件優化

還原體系：Fe(NO?)?與Na?S?O?在25°C下生成NO?（通過氣相IR和UV-Vis驗證）。

反應介質：乙腈（MeCN）和1,4-二氧六環混合溶劑，HCl（或TMSCl）為氯源，CuCl促進磺酰氯生成。

氟化條件優化：

溫度控制：40°C優化反應效率，避免高溫下SO?溶解度降低導致的副反應（如Sandmeyer氯化）。

機理驗證

硝酸鹽還原路徑：Fe3?氧化硫代硫酸根（S?O?2?）生成硫代硫酸自由基（S?O?·?），觸發硝酸鹽單電子還原生成NO?。

重氮中間體反應：NO?歧化為NO?，與苯胺生成重氮鹽，隨后與SO?、CuCl反應生成磺酰氯（自由基路徑，通過環化捕獲實驗證實）。

底物范圍

磺?；磻?/strong> 1、 電子效應，缺電子苯胺（如對氰基苯胺10，產率76%）優于富電子（如對甲氧基苯胺，產率46%）。氨基雜環（如吡啶-3-胺13，產率55%）、空間位阻苯胺（如鄰苯基苯胺14，產率83%）及藥物分子（如氟他胺衍生物）均適用?？思壓铣墒章蕰档?，對苯甲酰基苯胺18，10 mmol規模產率59%（vs. 0.5 mmol規模76%）。

氟化反應：使用NaSbF?為氟源，60°C下實現苯胺脫氨基氟化（如鄰位取代苯,36，產率66%，3-氨基吡啶39，產率52%）。

磺酸直接合成：無銅條件下，KNO?與Na?S?O?在85°C下直接生成磺酸（如對硝基苯磺酸產率72%），避免磺酰氯中間體。

磺酸衍生物多樣化：磺酰氯可進一步轉化為磺酰胺（如與NH3反應，產率46%）、磺酰氟（CsF處理，產率57%）及磺酸（水解，產率55%）。

本研究通過鐵介導的硝酸鹽常溫還原策略，實現了苯胺的直接脫氨基磺?；c氟化，克服了傳統重氮鹽合成的高溫與安全性瓶頸。該策略利用廉價試劑（硝酸鐵、硫代硫酸鈉）在溫和條件下生成瞬時重氮中間體，拓展了磺酸、磺酰氯及磺酰胺等衍生物的合成路徑?？思壓铣膳c復雜分子兼容性驗證了其實際應用潛力。此外，首次報道的苯胺直接磺酸化反應為綠色合成提供了新思路。未來可探索鐵催化體系與其他脫氨基反應的結合，進一步擴展氮循環化學的應用邊界。