在一种特定用途的离子液体中,利用微波辅助技术,从芳基重氮盐制备磺酰氟化物:通过计算机模拟(分子对接)、密度泛函理论(DFT)及生物学研究进行了验证

《Journal of Molecular Structure》:Microwave-assisted green synthesis of sulfonyl fluorides from aryl diazonium salts in a task-specific ionic liquid: In silico molecular docking, DFT, and biological studies

【字体: 时间:2026年01月22日 来源:Journal of Molecular Structure 4.7

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  微波辅助合成磺酰氟化物及其生物活性研究,采用任务特异性离子液体介质实现高效绿色合成,并通过DFT计算和分子对接验证其药理活性。

  
Naveenkumar V. Hiremath | Shruti S. Malunavar | Rajesh G. Kalkhambkar | Manohar R. Rathod | Geeta M. Pawashe | Kishorkumar Sindogi | Mohammad Arshad
印度卡纳塔克邦达尔瓦德市卡纳塔克科学学院化学系,邮编580001

摘要

本文开发了一种绿色化学方法,利用芳基重氮盐和Selectfluor以及在70°C下进行微波照射(45–120分钟)的特定离子液体[BMIM][F]介质,高效合成了多种芳基/杂芳基磺酰氟化物。通过NMR和质谱等光谱技术对合成化合物进行了表征。还对一种代表性化合物进行了单晶X射线衍射分析。通过多次循环(最多五次)回收和再利用这种特定离子液体(TsIL),其效率得到了验证,纯产品的产率没有显著损失。基于密度泛函理论(DFT)的分子轨道和全局反应性描述符计算针对磺酰氟化物化合物3、6、9和12进行了研究。结果表明,化合物9的反应性最强(HOMO–LUMO能隙小,柔韧性高且亲电性强),而化合物3的反应性最弱;MESP分析显示–SO?F基团是主要的亲电中心。与甲羟戊酸-5-二磷酸脱羧酶(PDB: 1FI4)和羊毛甾醇14α-去甲基酶(CYP51, PDB: 3LD6)的分子对接实验表明,化合物12的结合亲和力最高(分别为–6.6和–7.5 kcal mol?1)。所有化合物均符合Lipinski五规则,表明它们具有良好的药物类似性。对磺酰氟化物衍生物(1-14)进行了体外抗菌和抗真菌活性测试,其中化合物12和9表现出最高的抗菌活性;化合物12对革兰氏阳性细菌和酵母的抑制效果最为显著。

章节摘录

1. 引言

自从发现硫-氟交换(SuFEx)技术以来,含有磺酰氟基(SO?F)的化合物引起了广泛关注,这一技术被认为是点击化学领域的重要进展[1]。这些磺酰氟化物是一类用途广泛的有机化合物,在材料科学和生物化学中具有多种应用价值。它们作为亲电试剂受到重视,因为它们属于一类重要的亲电物质。

2.1. 材料与方法

本研究使用了来自Fischer、HiMedia、Merck、Sigma-Aldrich、Molychem、SRL、Avra和Spectrochem的高纯度商业试剂和溶剂,除非另有说明,否则均按原样使用而无需进一步纯化。反应在密封的反应管或烘箱干燥的圆底烧瓶中进行。薄层色谱(TLC)使用Merck硅胶60 F???(0.25毫米厚)板进行,检测使用紫外光(254纳米)。

3.1. 反应条件的优化

选择4-乙酰胺基苯-1-磺酰氟化物1a作为模型反应,系统地优化了关键反应参数,包括氟源、溶剂介质、反应时间和温度。采用亲核氟化试剂(F源)如NaF、KF和CsF进行了优化。同时评估了[BMIM][F]离子液体作为氟源的可行性,并进行了对比研究。

4. 结论

我们开发了一种可持续且高效的绿色合成方法,通过结合微波辅助技术和可回收的离子液体介质,实现了更短的反应时间和较高的纯产品产率,证明了[BMIM][F]离子液体的可持续性和可重复使用性。合成化合物的结构得到了确认,并且在整个系列中保持了其稳定性。通过整合绿色合成方法...

CRediT作者贡献声明

Naveenkumar V. Hiremath:撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、数据分析、概念构思。Shruti S. Malunavar:验证、数据分析、概念构思。Rajesh G. Kalkhambkar:撰写 – 审稿与编辑、可视化、验证、项目监督、数据分析、概念构思。Manohar R. Rathod:方法研究、数据分析、概念构思。

利益冲突声明

作者声明没有已知的利益冲突。

致谢

作者感谢DST-SAIF、卡纳塔克大学达尔瓦德分校(KUD)和大学精密仪器中心(USIC)在表征工作上的支持。作者感谢编辑和审稿人对改进手稿提出的宝贵建议。同时感谢沙特阿拉伯朱拜尔的Al-Fayha私立学院提供的财务支持。Naveenkumar V. Hiremath感谢卡纳塔克邦政府(VGST)在该项目中的奖学金资助。
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