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Tsunoda試劑

(2023-03-26 14:58:22) 下一個

Mitsunobu反應在烷基醇的取代反應中用得非常普遍,是構建碳雜鍵非常有效的方法之一。本期我們首先來複習一下Mitsunobu反應:

  1.  伯醇和仲醇都可以進行Mitsunobu反應,仲醇手性翻轉,叔醇不反應;

  2. 親核試劑質子的pKa值必須小於甜菜堿式中間體(betaineintermediate)的pKa 值(~13)最全核磁溶劑殘留峰和PKa table等學習進階資料】,否則親核試劑的質子不能被中間體奪取;

  3. 氧親核試劑主要產物為酯和醚,硫親核試劑主要得到硫醚,氮親核試劑常見的有酰亞胺,羥胺,雜環氮和疊氮酸;

  4. 可以進行分子內反應,三元、四元、五元、六元和七元環醚和環胺可以用此反應製備;

  5. 此反應也可以生成碳碳鍵,親核試劑主要是活性亞甲基化合物,如β-二酮,β-酮酸酯等等,但β-二酯活性達不到;

  6. 用酰鹵,鹵化鋅或鹵化鋰作為鹵離子源,可以把醇轉化為相應的鹵化物;

  7. 低極性的溶劑有利於反應,通常用四氫呋喃,乙醚,二氯甲烷和甲苯作為溶劑,有時候乙酸乙酯,乙腈和DMF也用作溶劑;

  8. 反應溫度通常在0℃到25℃之間,底物的位阻較大的反應溫度也要提高;

  9. 投料順序至關重要,首先應當將親核試劑,底物,三苯基膦溶解於適當的溶劑當中,比如四氫呋喃(或者乙醚等),冷至零度,然後將DEAD緩慢滴加,最後在室溫下攪拌。

    若反應不完可以升溫到室溫或者繼續加熱進行。另外一種投料方式,是將三苯基膦和DEAD先於溶劑中攪拌,再將底物和親核試劑依次溶劑加入。

?1994年,Tsunoda教授首次報道了氰基亞甲基三正丁基膦試劑(CMBP),並運用於Mitsunobu反應中,後來被稱為Tsunoda試劑或Tsunoda反應,結構如下圖所示。Tetrahedron Letters. 1994, 35, 5081-5082.

設計理念:

根據Mitsunobu反應中的中間體zwitter ions (B),中間體B的堿性決定了Mitsunobu反應中可以使用酸(H-A)的酸性。中間體B能夠拔去親核試劑(H-A)中的質子,才能生成親核性的負離子(A-),繼而發生後續的取代反應,若不能發生去質子化則不能反應。而Tsunoda試劑發生反應的中間體是phosphorous ylides(A),同樣,中間A堿性決定了Tsunoda反應中可以使用酸(H-A)的酸性。根據相關實驗和PKa表,中間體A的堿性強於中間體B的堿性,所以Tsunoda反應中所使用的親核試劑的酸性可以比相應的Mitsunobu反應中親核試劑的酸性更弱,也就是親核試劑的PKa值可以更大。

通過對三種不同酸性的親核試劑的對比可以看出,CMBP體係優於TMAD體係優於DEAD體係。

後來,也有人將其應用到吡唑與伯醇的Mitsunobu反應中,原料4在常規Mitsunobu反應條件下是不能反應的,但使用CMBP體係就可以順利得到產物,再一鍋法進行Suzuki偶聯反應。org/10.1016/j.tetlet.2018.03.045

 

總結一下:在Mitsunobu反應中,偶氮二甲酸酯的烷基體積越小,反應結果相對越好;當遇到親核試劑酸性較弱或使用二級醇取代時,可以嚐試CMBP體係;室溫下不反應可以嚐試加熱(CMBP比三苯基膦更抗熱)。

本期介紹的Tsunoda試劑可以將親核試劑的PKa值擴展至大於12,往後大家在做Mitsunobu反應時,不要隻會使用DIAD/PPh3, DEAD/PPh3了,不妨考慮一下CMBP。

 

 

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