注：文末有研究团队简介 及本文作者科研思路分析
原子经济性高、无需金属参与、以中性水溶液作为介质、能在室温条件下进行、反应过程简便、产物易于分离的有机转化方法是当今合成化学追求的目标之一。近日，南京工业大学的罗德平教授团队实现了生物相容性的条件下水促进的C-S成键反应。
使用环境友好、简便易得、无毒或低毒的醇类化合物作为起始原料，脱水偶联的策略构筑碳-碳和碳-杂原子键受到越来越多关注。该反应原子经济性和步骤经济性高，水是仅有的副产物、环境友好。然而C-OH键具有较高的键能，其活泼的质子在很大程度上制约了醇在脱水偶联反应中的直接利用，因此通常需要较为苛刻的条件，例如较高的温度、定量的酸性添加剂和过渡金属催化剂的协同作用来活化C-OH键。温和条件、无金属参与下直接通过醇类化合物参与脱水偶联反应构筑碳-碳和碳-杂原子键是十分具有吸引力又充满挑战性的课题。
罗德平教授团队在上世纪九十年代开始绿色水相反应的研究，主要探究铟化合物相关的水相反应和探索蛋白在无金属参与的温和条件下选择性官能化。随后，该团队致力于发展生物相容性水相有机化学转化。近日，他们团队在前期关于半胱氨酸生物偶联（Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 7491）以及C-OH/P-H键脱水偶联反应（Green Chem., 2017, 19, 2135）研究的基础上，实现了一种温和条件下亚磺酸和烯丙醇化合物之间脱水偶联的方法。该反应无需金属催化，以中性水溶液为介质，在室温条件下高效构筑了烯丙基砜类化合物（含一系列已知存在抗癌活性的分子）。研究发现，水对该反应具有显著的促进作用，他们还通过DFT计算对反应的机理进行了初步推测。
该反应对官能团的兼容性好，温和条件下半胱氨酸亚磺酸、亚牛磺酸都能很好地参与反应，得到相应的烯丙基砜化合物。因此，该研究对于腈水合酶、基质溶解因子、帕金森疾病DJ-1蛋白的亚磺酰化的研究具有潜在的重要意义。
这一成果近期发表在Nature Communications 上，文章的第一作者是南京工业大学的解沛忠副教授。Katherine J. Geogheghan教授（Associate Editor, Nature Chemistry）对该研究成果进行了专文亮点评述。1
该论文作者为：Peizhong Xie, Jinyu Wang, Yanan Liu, Jing Fan, Xiangyang Wo, Weishan Fu, Zuolian Sun, Teck-Peng Loh
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Water-promoted C-S bond formation reactions
Nat. Commun., 2018, 9, 1321, DOI: 10.1038/s41467-018-03698-8
参考内容：
1. https://www.nature.com/articles/s41570-018-0002-1
罗德平教授简介
罗德平（Teck-Peng Loh）教授，男，国际著名化学家、中组部千人计划获得者，新加坡国家科学院院士、马来西亚科学院院士、南洋理工大学化学系创建者；1994年获得美国哈佛大学博士学位，1994年至2005年先后担任新加坡国立大学助理教授、副教授和教授；2005年起加入新加坡南洋理工大学，由其组建的数理学院化学与生物化学系在短短十年内一跃成为名列世界前茅的知名院系；2010年入选中组部“千人计划”专家；2016年加盟南京工业大学，担任化学与分子工程学院、先进化学制造研究院院长；2004年获新加坡国立大学研究优秀奖（个人），2007年获南洋理工大学研究与创新奖（个人），2009-2015年获亚洲核心计划讲座奖，2010年获南洋理工大学数理科学学院（SPMS）优秀教学奖，2010年获GSK-SNIC有机化学奖，2017年获得日本第三届吉田奖（Yoshida Prize）。罗德平教授的研究兴趣涉及有机合成的各个领域，包括绿色化学、不对称催化、新的有机合成方法学、生物质转化、有生物活性的天然产物分子的全合成，已经在Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed. 等国际著名化学期刊发表高水平论文300余篇，其中影响因子大于10的文章60余篇；在药物合成方面的专利授权超过10项。罗德平教授还受邀担任The Journal of Organic Chemistry、Asian Journal Organic Chemistry 副主编以及多个国际期刊编委或顾问。
http://www.x-mol.com/university/faculty/14779
解沛忠副教授简介
解沛忠，副教授，2013年毕业于南开大学，获得有机化学专业博士学位，师从黄有教授；主要研究方向是有机小分子催化的Domino反应；同年进入日本东京大学Shū Kobayashi教授课题组开展博士后研究，从事超强碱催化剂合成以及在不对称催化中的应用研究；2014年11月进入南京工业大学化学与分子工程学院工作；以第一作者或通讯作者身份在Nat. Commun.、Green Chem.、Org. Lett.、Chem. Eur. J.、Adv. Synth. Catal.等刊物发表文章10余篇；目前的主要研究领域是：（1）绿色有机转化反应及其机理研究；（2）新型碱土金属催化剂的设计合成及其在有机合成中的应用研究；（3）生物活性分子为导向的Domino反应的研究。
科研思路分析
Q：这项研究最初是什么目的？或者说想法是怎么产生的？
A：我们在上世纪九十年代对绿色水相反应研究产生了浓厚的兴趣，研究发现铟化合物是极其有用的、即使在水溶液中兼容性也很好的路易斯酸。我们也研究并实现了水相中有机铟试剂的制备和应用。随后，我们开始探索和利用水相中有机化学的转化方法对蛋白进行选择性官能化。研究过程中我们发现，水相溶剂和无金属条件对于蛋白四级结构的保持是极其重要的。因此，我们一直致力于发展生物相容性的水相有机化学转化。
Q：该研究最大的亮点在哪里？
A：该反应在生物兼容性的条件（水/乙醇溶剂体系、室温、常压、pH=7）下进行，原子经济性高、收率高，水是仅有的副产物。大多数情况下产物烯丙基砜可以直接以固体形式析出，因此可以通过简便过滤得到目标产物，避免了萃取和柱层析等操作。除了反应绿色环保之外，该反应的官能团兼容性好，温和条件下半胱氨酸亚磺酸、亚牛磺酸都能很好地参与反应得到相应的烯丙基砜化合物，因此该反应对于后续复杂亚磺酸的烯丙基化反应具有重要的应用价值。我们通过DFT对该反应的机理进行了研究，水的存在对于分子内氢键，特别是桥环过渡态的形成起到重要的作用。
Q：该研究成果可能有哪些重要的应用？接下来你们会从哪些方面继续研究？
A：在该研究中，水不仅仅被当作一种绿色的溶剂使用，对于反应的进行起到重要的促进作用。因此，我们相信该研究对于后续水促进的有机化学反应的研究具有潜在的启发意义。在此研究的基础上，我们将继续研究该类反应在生物偶联中的应用以及半胱氨酸的代谢过程。此外，我们会继续研究生物兼容性条件下水促进的其它碳-碳、碳-杂原子成键反应。
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