今天给大家带来的推送是发表在JACS上的研究进展，题为：Catalytic Hydrogenation of Thioesters, Thiocarbamates, and Thioamides。在本次研究中，作者利用Pincer（螯合）型配体的Ru催化剂，实现了仿生的从硫酯到硫醇的转化。通讯作者是来自以色列魏茨曼科学研究学院的David Milstein。

在生物体内，NAD(P)H能将硫酯还原为硫醇和醇类。由于生物还原条件温和，因此在生物体内可以合成多种多样的醇类天然产物。但目前，将硫酯还原成硫醇的化学合成方法需要使用当量的H^-还原剂，这不仅产生大量的副产物，且条件一般不太友好。受到生物过程的启发，作者希望使用氢气这一清洁绿色的还原剂实现硫酯的还原（图 1）。

图1. 反应初始设计

在之前，该课题组实现了将硫醇与醇或者醛在Pincer型配体Ru催化剂的条件下转化为硫酯的方法学（图 2）。在该反应中，氢气是唯一的副产物。因此，从反应可逆的角度，作者思考，能不能在加压的条件下，将这一反应逆向应用，实现硫酯的氢化。

图2. 前期的反应基础

为了实现这一设想，作者首先将催化剂Ru-1与硫酯进行当量反应尝试，结果发现，硫酯转化成为相应的硫醇络合在Ru中心上，其消除产生氢气的机理为外层消除机理（图 3）。基于这一发现，作者开始进行了条件筛选。筛选细节不再赘述，作者自行阅读。其最优条件为135度，20 bar氢气压（图 4）。

图3. 反应初步设计

随后，作者进行了底物扩展（图 5）。底物扩展显示，该方法学可以兼容酯基以及多取代的双键。但是对于单取代的烯烃官能团以及酮羰基，在反应过程中会被还原。除此以外，对于硫代甲酰胺以及硫代酰胺（图 6），该方法学也能兼容，还原成相应的硫醇以及胺。具体细节作者不再赘述，读者自行阅读。

图4. 条件筛选

图5. 部分硫酯底物扩展

图6. 硫代甲酰胺以及硫代酰胺底物扩展

对于反应机理，作者基于前期工作，给出如下催化循环（图 7）：首先，催化剂经过一步构象异构，产生活性催化物种fac-Ru-1，其特征为P原子与H处于对位，催化剂构象为四方锥构象。其另一个P原子的反位为空位点。随后，硫酯络合，发生插入反应，羰基还原。随后，发生β消除，产生醛物种，然后氢气通过异裂的方式产生活性Ru-H物种。该物种要么离去硫醇产物，或着以类似Noyori催化剂还原的形式将醛副产物还原成醇。进而完成催化循环。

图7. 反应机理假设

总的来说，在本次研究工作中，作者利用Pincer型配体的Ru催化剂，实现了硫酯的催化氢化。该反应最大的特点是底物的兼容性好，能兼容其他硫代甲酰胺以及硫代酰胺。

作者：TZY  审校：WS

DOI: 10.1021/jacs.0c10884

Link: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c10884