综述：二硫氨基甲酸酯在合成应用方面的最新进展

《Tetrahedron Letters》：Recent advances on synthetic applications of dithiocarbamates

二硫代碳酸盐（DTCs）和四烷基黄酰亚胺二硫醚（TATD）作为合成前体，在有机合成中广泛应用于制备二芳基硫化物、酰基胺、二芳基酮等生物活性分子，并在光催化、材料科学等领域展现潜力。

　　

Soumya Dutta | Amit Saha

摘要

二硫代氨基甲酸盐的合成应用代表了化学领域中一个迷人且多用途的研究方向，其在各个领域都具有重要意义。通过直接使用二硫代氨基甲酸盐类似物，或通过胺与二硫化碳在碱性介质下的反应生成的原位二硫代氨基甲酸盐盐类，已经合成了多种具有显著生物活性的有机化合物。许多作为药物分子重要组成部分的杂环化合物也可以在温和的反应条件下，利用二硫代氨基甲酸盐作为合成前体轻松制备。各类化合物如芳基硫酰胺、二芳基硫化物、N-取代苯酰胺、芳基炔胺、二芳基酮等，也都能在催化或非催化条件下从二硫代氨基甲酸盐化合物中合成。近年来，四烷基硫脲二硫化物（TATD）也被广泛用作二硫代氨基甲酸盐在不同功能化反应中的有效替代品。这篇简短的综述基于二硫代氨基甲酸盐的合成兴趣，展示了其在合成含有多种生物活性官能团的有机框架方面的最新进展。

引言

在过去的几十年里，二硫代氨基甲酸盐在不同化学分支中展现了其巨大的重要性，从医药到材料科学均有应用。含有二硫代氨基甲酸盐结构的化合物因其显著的药理作用而受到特别关注，例如抗真菌[1]、抗氧化[2]、抗寄生虫[3]、抗病毒[4]、抗菌[5]、抗结核[6]、抗生物膜[7]、杀菌[8]、杀虫[9]、除草[10]、杀藻[11]、抗麻风[13]、抗菌[3]、抗原生动物[3]、抗蠕虫[15]、抗组胺[16]、防污[17]、抗癌[18]、抗阿尔茨海默病[19]、抑制生长[20]等功能，并且在细胞凋亡、单酰基甘油酯酶和吲哚胺2,3-双加氧酶的抑制方面也起着重要作用[21]（图1）。二硫代氨基甲酸盐（DTCs）表现出抗菌活性的可能原因在于它们含有生理上重要的HS基团，这些基团能够将二硫代氨基甲酸盐的烷基转移到酶的HS官能团上。目前，多种DTCs正在针对HIV、慢性酒精中毒、动脉硬化以及由真菌和细菌引起的疾病等进行临床试验[4]、[22]。此外，它们还能抑制甲型流感（H1N1）病毒的增殖，清除超氧阴离子，并在肿瘤化疗中发挥辅助作用[23]。最近的文献表明，通过引入二硫代氨基甲酸盐结构，这类合成/半合成/天然分子的生物活性得到了显著增强[24]。二硫代氨基甲酸盐具有作为单齿和双齿配体或podand与多种可氧化态金属形成配合物的强倾向，它们被视为四电子供体[25]。此外，它们在光化学[26]、RAFT聚合中的自由基链转移剂[27]、检测和分析由NO合成酶内源性产生的二氧化氮（NO）[28]、橡胶硫化催化[29]、重金属检测以及废水处理[30]等方面也有应用。它们还是合成多种有用有机分子（如三氟甲基胺、异硫氰酸酯、烷氧胺、硫脲、离子液体、各种杂环化合物[图2]）的重要中间体[31]。它们还被用于固相有机合成中的连接剂[32]、肽化学中的保护基团[33]以及分子电子器件[34]。此外，二硫代氨基甲酸盐在材料科学和分离科学中也有多种应用[35]。通过直接使用二硫代氨基甲酸盐类似物，或通过胺与二硫化碳在碱性介质下的反应生成的原位二硫代氨基甲酸盐盐类，已经合成了多种具有显著生物活性的有机化合物。化学家们主要关注二硫代氨基甲酸盐衍生物的合成，因此开发了许多用于构建二硫代氨基甲酸盐骨架的合成方法[36]。随后，他们的研究重点转向探索二硫代氨基甲酸盐的合成应用，最终实现了多种有机转化以生成有用的有机分子。2007年，W.-D. Rudorf发表了一篇综述文章[37]，介绍了二十世纪早期报道的二硫代氨基甲酸盐盐类的合成应用。然而，在过去的二十年里，涉及二硫代氨基甲酸盐化学的多组分反应和交叉偶联反应取得了快速进展。本文基于当前二硫代氨基甲酸盐作为有机合成构建块（包括二硫代氨基甲酸盐盐类、硫脲二硫化物和其他DTC衍生物）和光催化剂的合成应用进展进行了简要回顾。

章节片段

二硫代氨基甲酸盐盐类或其衍生物作为合成前体

二硫代氨基甲酸盐盐类或其衍生物被广泛用作合成含有多种官能团的有机框架的有效前体，如二芳基硫化物、硫脲、硫酰胺、二芳基酮和多种杂环化合物。这些有机分子的合成在两个部分进行了讨论：（i）无金属条件下的反应；（ii）金属介导条件下的反应。

四烷基硫脲二硫化物（TATD）作为合成前体

近年来，硫脲二硫化物（通常称为thiuram）因其易于合成、储存方便、商业可获得性高以及环境友好性而受到广泛关注，被用作硫醇或二硫代氨基甲酸盐的替代合成前体。硫脲主要用作脂肪族和芳香族化合物硫醇化的起始材料，用于合成硫酰胺、羧酰胺、酮酰胺和含硫杂环化合物等有机分子。

二硫代氨基甲酸盐作为光催化剂

2018年，Melchiorre等人首次提出了一种光化学催化方法，其中带有发色团的亲核二硫代氨基甲酸盐阴离子被用作光催化剂，通过S_N2途径激活烷基亲电试剂生成碳自由基。最初，使用二甲基富马酸（1当量）作为亲电底物，在催化量的二硫代氨基甲酸盐（10 mol%）和$\gamma$-萜烯（1.2当量）存在下，与苄氯（1.5当量）发生Giese型自由基共轭加成反应。

结论

总之，本文简要回顾了二硫代氨基甲酸盐分子在合成含有多种生物活性官能团的有机框架方面的最新进展。许多作为药物分子重要组成部分的杂环化合物已在温和的反应条件下利用二硫代氨基甲酸盐作为合成前体制备出来，这进一步增强了其在药理学等领域的应用潜力。

CRediT作者贡献声明

Soumya Dutta：撰写及审稿。Amit Saha：撰写及审稿，监督。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

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