近日，Organic Letters在线发表了新疆大学分析测试中心王斌/刘晨江团队最新研究成果 “Photoinduced Synthesis of S‑Aryl Dithiocarbamates and Arylamides via Denitrogenation and CS₂/CO Insertion of Aryltriazenes”。新疆大学薛飞及研究生汪成龙为论文共同第一作者，新疆大学王斌/张永红/刘晨江教授为共同通讯作者，新疆大学分析测试中心为第一署名单位。

导语

分子中多个原子的靶向选择性取代是实现分子骨架快速转化的可靠策略。芳基三氮烯原料易得，是一类用途广泛的有机合成砌块，常被用作高活性芳基重氮盐或芳基卤化物的安全稳定等价物，因此可以作为芳基前体、芳基偶氮前体、芳胺前体以及导向基团，参与多种合成转化反应。然而，在以往的大多数研究中，芳基三氮烯仅被用作芳基或芳基偶氮基团的来源，反应过程中释放的氨基未能参与转化，最终均降解为废弃物，这一缺陷导致芳基三氮烯参与的反应原子经济性差。在课题组前期开展的芳基三氮烯应用研究（J. Org. Chem. 2025, 90, 6891–6896; Org. Lett. 2024, 26, 4329–4334; J. Org. Chem. 2024, 89, 13345–13358; Org. Chem. Front. 2024, 11, 1050–1056; RSC Mechanochem. 2024, 1, 447–451; J. Org. Chem., 2023, 88, 11056-11068; Eur. J. Org. Chem. 2023, 26, e202300044; Adv. Synth. Catal. 2022, 364, 1962–1968）中发现，芳基三氮烯在紫光照射下很容易发生分解，释放氮气同时生成芳基和氨基基团，具备作为双官能化试剂的潜力。近期，课题组成功开发了光诱导、铜催化的芳基三氮烯脱氮气/SO₂插入反应，并将其应用于芳基磺酰胺和二芳基砜的可控合成（Org. Chem. Front. 2025, 12, 3256–3263）。

基于以上发现及研究基础，近日，新疆大学刘晨江/王斌团队又报道了一种高效的原子取代策略，通过光诱导芳基三氮烯脱氮气并插入CS₂/CO的反应，实现了S -芳基二硫代氨基甲酸酯与芳基酰胺的合成。在该方法中，芳基三氮烯作为双功能试剂，可同时提供芳基与氨基。该合成方案具有操作简便、反应条件温和、原料易得、原子经济性高、官能团耐受性良好等显著优势。相关成果发表在Organic Letters上（DOI: 10.1021/acs.orglett.5c05225）.

图文解析

Table 3. Substrate Scope for Synthesizing S-Aryl Dithiocarbamates^a

^a Reaction conditions: 1 (0.2 mmol, 1 equiv.), CS₂ (4.0 mmol, 20 equiv.), CH₃CN (1.5 mL), air, rt, 10 W purple LED irradiation for 1 h, isolated yields.

在完成反应条件优化后，作者首先考察了S-芳基二硫代氨基甲酸酯2的底物适用范围（表3）。带有各类环烷基胺（吡咯烷、哌啶、4-甲基哌啶、吗啉、硫代吗啉）、链状脂肪胺（二甲胺、二乙胺、甲基苄胺）以及甲基环己胺基团的对甲苯基三氮烯，均能很好地适用于该脱氮气/CS₂插入反应，以30%−85%的收率得到相应的目标产物S -芳基二硫代氨基甲酸酯2a−2i。其中，含甲基苄胺（2h）和甲基环己胺（2i）结构的产物收率相对偏低，这可能是受空间位阻效应的影响。

此外，带有供电子基团（甲基、异丙基、叔丁基、甲氧基）、吸电子基团（氟、氯、溴）的各类取代以及未取代的苯基三氮烯，均可顺利发生反应，以中等至良好收率（55%−81%）获得产物2j−2s。芳环上带有供电子基团的产物收率略高于含吸电子基团的产物，但取代基的电子效应对相应产物收率的影响并不显著。此外，2 - 萘基三氮烯也可顺利参与反应，以 51% 的收率得到产物2t。

Table 4. Substrate Scope for Synthesizing Arylamides^a

^a Reaction conditions: 1 (0.2 mmol), CO (balloon), PdCl₂ (10 mol%), rt, 12 W purple LED irradiation for 12 h, isolated yields.

随后，作者将研究重心转向芳基酰胺3的合成。如表4所示，带有不同环胺基团（吡咯烷、哌啶、4-甲基哌啶、吗啉、硫代吗啉）与链状脂肪胺基团（二甲胺、二乙胺、甲基苄胺）的对甲苯基三氮烯，在优化后的反应条件下均可顺利发生脱氮/CO插入反应，分别以中等至良好收率（45%−73%）生成产物3a−3h。同时，苯环上带有供电子基团（甲基、异丙基、叔丁基、甲氧基）、卤素基团（氟、氯、溴、碘）或强吸电子基团（硝基）的芳基三氮烯，以及未取代的苯基三氮烯和2-萘基三氮烯，均适用于该反应体系，以45%−68%的收率获得目标产物3i−3u。

值得注意的是，苯并噻唑杂环以及由药物分子苯佐卡因衍生的三氮烯，也成功完成了该转化，分别以30%和52%的收率得到芳基酰胺3v和3w。

为进一步验证该方法的实用性，作者在改进后的反应条件下开展了S-芳基二硫代氨基甲酸酯与芳基酰胺的放大规模合成实验，成功制备出1.08 g产物2d（产率71%）与 0.52 g产物3a（产率 55%）（图2）。这表明该方法具备一定的实际应用潜力。

Scheme 2. Scale-up Experiments: (a) for the Synthesis of S-Aryl Dithiocarbamate; (b) for the Synthesis of Arylamide.

Scheme 3. Possible Reaction Pathway

最后，结合自由基捕获实验结果及已报道的光活化合成S-芳基二硫代氨基甲酸酯的反应机理，作者提出了本研究中合成S-芳基二硫代氨基甲酸酯2的可能机理如下：在光照条件下，芳基三氮烯1与二硫化碳反应生成中间体A；随后中间体A发生均裂并脱除氮气，产生硫自由基B与芳基自由基C；自由基B与C进一步发生自由基偶联反应，最终生成目标产物2（图3a）。另一方面，基于已报道的钯催化芳基三氮烯羰基化反应机理，本研究中合成芳基酰胺3的可能机理为：光照条件下，氯化钯被CO还原为零价钯活性物种；该活性物种促使芳基三氮烯发生脱氮反应，并通过氧化加成生成芳基-钯-氨基中间体D；中间体D进而与CO发生插入反应得到中间体E；最终经还原消除生成芳基酰胺3，同时二价钯被还原，参与下一轮催化循环（图 3b）。

总结

综上所述，本研究开发了一种高效的原子取代合成策略，通过光诱导芳基三氮烯脱氮气并插入CS₂/CO的反应，成功制备了S-芳基二硫代氨基甲酸酯与芳基酰胺。该合成方案具有操作简便、反应条件温和、原料易得、原子经济性高、官能团耐受性良好等优势。放大规模实验的顺利开展，进一步证实了该方法具备一定的实际应用潜力。

新疆大学分析测试中心王斌高级实验师为本论文通信作者，第一作者汪成龙为其指导的2025届有机化学专业已毕业硕士研究生。本论文中化合物的结构表征（¹H, ¹³C, ¹⁹F等），机理研究等相关的测试工作均在分析测试中心完成（Bruker Avance NEO 600 核磁共振波谱仪，负责人：王斌）。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.orglett.5c05225?ref=pdf

供稿：王斌；编辑：王斌；审核：金钟