Сернистый газ встроился в связь углерод-азот

Химики из США предложили метод получения сульфонамидов из аминов — для этого они использовали ранее разработанный реагент для скелетного редактирования и сернистый газ. Такой метод поможет медицинским химикам получать библиотеки сульфонамидов, пишут авторы статьи для журнала Nature Chemistry.

Амины представляют собой соединения, в которых атом азота присоединен одинарной связью к углеродному скелету молекулы. А в сульфонамидах между азотом и углеродом встроен атом серы, который дополнительно связан с двумя атомами кислорода. Амины и сульфонамиды очень близки по своей структуре, но получать одни из других химики не умеют, и синтезируют их из совершенно разных исходных веществ.

Впрочем, химики под руководством Марка Левина (Mark D. Levin) из Чикагского университета выяснили, что сульфонамиды все же можно получать напрямую из аминов. Изначально идея исследователей заключалась в том, чтобы взять исходный амин, оторвать от него аминогруппу, присоединить серный фрагмент, а потом присоединить аминогруппу к сере. Гипотетически, этот набор стадий соответствует превращению амина в сульфонамид.

Чтобы его осуществить, химики использовали амидный реагент, который они разработали раньше для отрыва аминогрупп от углеродного скелета. А в качестве источника серы химики выбрали сернистый газ SO₂. Так, они смешали исходный амин, избыток амидного реагента и раствора диоксида серы в тетрагидрофуране. При этом нужный продукт — сульфонамид — образовался с выходом 32 процента. Но когда ученые добавили в реакционную смесь триэтиламин в качестве основания, выход увеличился до 69 процентов. Кроме того, замена раствора диоксида серы на его комплекс с органическим амином помогла достигнуть выхода в 75 процентов.

Далее химики показали, что открытая реакция работает на разнообразных субстратах, в том числе гетероциклических, которые особо часто встречаются в кампаниях по скринингу ингибиторов ферментов. Например, они получили сульфонамидный аналог противоопухолевого препарата аминоглутетимида, противоопухолевого пазопаниба, антивирусного препарата римантадина и антималярийного примахина, содержащего в своей структуре пиридиновое кольцо.

Последующие эксперименты с радикальными ловушками показали, что открытая учеными реакция протекает через образование углеродного радикала, который присоединяется к диоксиду серы. А образующийся при этом серный радикал аминируется амидным реагентом.

Так химики научились получать сульфонамиды из аминов. Как они отмечают в своей статье, сейчас амины в разы более доступны медицинским химикам, чем сульфонамиды. Из-за этого они редко тестируют сульфонамиды в кампаниях по разработке лекарств. И новый метод синтеза может помочь в получении сульфонамидов из уже известных и доступных аминов.

Амидный реагент, который использовали химики, можно применять для удаления атомов азота из вторичных аминов. Эта реакция стала одной из первых в классе реакций скелетного редактирования, который все более расширяется последние несколько лет. Недавно мы рассказывали про несколько других реакций из этого класса, например, про синтез хроманов из тетралонов и синтез пирролов из фуранов. А подробнее про развитие этой области органической химии мы рассказывали в материале «Вырезать — вставить».