砜和亚砜的合成日益受到医药化学、石化等领域的关注。手性亚砜立体构型稳定,作为药物具有特殊的靶向功能;砜也广泛用于前沿药物,如癌细胞的早期识别和阻断等。但目前作为医药重要中间体,砜和亚砜的来源却非常有限。绿色燃油技术中最富工业前景的氧化脱硫工艺却能副产大吨位的各类砜和亚砜。然而这些砜或亚砜并非根据分子设计而选择性生成,这极大限制了它们的利用。基于此,本课题将研究硫醚氧化机理,通过机理控制达到选择性生成砜、亚砜乃至手性亚砜的目的。研究将参考生物催化氧化历程,依据仿生催化剂中心结构和电子转移促进作用原理,合成卟啉催化氧化过程两个关键的中间体;基于中间体直接氧化硫醚的各种实验数据,建立中间体与选择性的关系,进而确定反应机理;依据已建立的反应机理,选择性合成砜、亚砜以及手性亚砜。本研究为医药砜与亚砜的合成开辟了新路,为开发更多硫醚选择性氧化反应提供了分子理论依据,为解决脱除硫后的硫积累提供了理论基础
Sulfone;sulfoxide;Chirality;Selectivity;Catalytic Oxidation
有机硫化物的氧化反应产生重要的砜及亚砜类化合物。石油产品富含硫,正确的脱硫导向,能够提供多种硫有机硫氧化物。基于此,提出有机硫化物氧化机理的研究课题。研究参考生物催化氧化历程,建立中间体与选择性的关系,进而确定反应机理;依据已建立的反应机理,选择性合成砜、亚砜以及手性亚砜。在UV监测、中间体捕捉、对比实验以及产物分布的基础上,提出卟啉铁- H2O2催化氧化有机硫化物的两种中间体控制机理,即Cpd0选择性氧化硫化物成亚砜,CpdI则主要将亚砜氧化成砜。在亚砜占绝大多数的条件下,Cpd0可以向CpdI转化。连有吸电子取代基的卟啉铁(例如TPFPPFeCl)对亚砜和砜体现出更高的产率和选择性。这一研究阐释了生物硫醚氧化的分子结构基础和选择性反应机理。本研究为医药砜与亚砜的合成开辟了新的合成路线,为开发更多硫醚选择性氧化反应提供了分子理论依据,为解决氧化脱硫产品出路问题提供了先期化学基础。