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在有机合成与药物化学里,小到精细化学品、普通药物分子,大到多肽等,酰胺键和酯键几乎是绕不开的存在。为了更高效地构建这些基础结构,满足日益升级的合成需求,化学家们不断开发新的高效偶联试剂。近期,Sureshbabu团队报道了一种新型的偶联试剂—4-乙酰氨基苯基双三氟甲磺酰亚胺(AITF),为酰胺及酯的合成提供了一条高效、温和的新途径。
AITF(结构见下图1)是一种白色晶体,在常规条件下可长期储存。差示扫描量热法(DSC)分析表明,其放热分解温度在159℃以上,具有较高的热稳定性。

图1 AITF结构
其作用机制为:在碱性条件下,羧酸形成羧酸根负离子,进攻AITF的亲电硫中心,生成酰基三氟甲磺酸酐活性中间体,随后胺或醇作为亲核试剂进攻此中间体,最终形成酰胺或酯,副产物为三氟甲磺酸盐(图2)。

图2 AITF作用机制
Sureshbabu团队优化的反应条件为:以乙腈为溶剂、DIPEA为碱,在室温下利用AITF活化羧酸,实现了酰胺键与酯键的构建。该体系具有广泛的底物适用性和良好的官能团兼容性。
1. 常规酰胺合成
AITF适用于普通羧酸与胺的酰胺化反应(图3)。无论是带给电子基(如OMe)或吸电子基(如NO₂)的芳香酸、杂环酸,还是烷基羧酸,都能与各类芳香胺、脂肪胺高效反应,以84%-95%的收率得到相应酰胺。此外,位阻较大的叔丁胺以及二级胺同样可以顺利参与反应。

图3 AITF介导的常规酰胺反应
2. 多肽合成
在肽键构建中,AITF同样表现突出。研究人员测试了一系列带有Fmoc、Cbz或Boc等常见保护基的氨基酸(包括脂肪族、芳香族、酸碱性侧链氨基酸),均可与各种氨基酸酯顺利偶联,以高产率(81%-93%)得到相应的二肽产物,具有良好的兼容性(图4)。

图4 AITF介导的二肽合成
克级规模实验进一步验证了该方法的实用性:Z-L-Phe-Ala-OMe的克级偶联反应,仍能以超80%的收率获得二肽产物。此外,该方法成功应用于肽片段缩合,以良好收率合成了三肽和四肽,显示出在寡肽合成中的潜力。
3. 酯化反应
除酰胺外,AITF还能高效催化酯键的形成。多种保护氨基酸或芳香酸可与酚、醇甚至N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)等反应,以中等至优秀的收率得到相应的酯(图5)。

图5 AITF介导的酯化反应
对于缩合试剂而言,消旋抑制能力同样是一个关键评价指标。研究团队选用易消旋的苯甘氨酸(Phg)作为测试底物,通过手性HPLC分析证实,在最优条件下合成的肽产物完全保持了手性纯度,未检测到消旋化现象。类似的,在酯化反应中也观察到了优异的手性保持能力。
AITF是一种易于储存、使用安全的高效偶联试剂。它能够在温和条件下,高效促进酰胺、多肽和酯的合成,具有广泛的底物适用性、优异的官能团兼容性以及出色的消旋抑制能力等。然而,现有文献报道的后处理步骤均采用柱层析纯化,繁琐耗时,同时该试剂无法回收再利用,原子经济性较低。
总体而言,这项研究为有机合成,特别是药物化学和多肽化学领域,提供了一种可靠且实用的新工具,有望在复杂分子构建中得到广泛应用。
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参考文献:
[1] AITF (4-acetamidophenyl triflimide) mediated synthesis of amides, peptides and esters. DOI: 10.1039/d3ob01351k.
