應用最廣泛的是DMF-DMA(N,N-二甲基甲酰胺二甲基縮醛)和DMF-DEA(N,N-二甲基甲酰胺二乙基縮醛),酰胺縮醛極易水解,可進行酯化,脒化,烷基化和環化等反應。
DMF-DMA中心碳原子上連有三個電負較大的雜原子,使得其具有較強的親電活性,在酸的作用下,烷氧基很容易離去,得到具有更強親電活性的正離子。DMF-DMA所發生的反應主要是甲基化反應和甲酸化反應兩大類。
DMFDMA的“一碳合成子”
在DMFDMA參與的關環反應中,往往產物中隻有一個碳原子是由它提供的,因此可以把DMFDMA看成是一碳合成子。
DMF-DMA酯化反應
DMF-DMA進行酯化可以使各種羧酸非常容易地生成C1-20烷基或者芳基酯,副產物可以通過蒸餾方便的分離。
DMF-DMA脒化和保護伯胺的反應
酰胺縮醛不僅能和伯胺,還可以和酰胺,氨基甲酸酯,磺酰胺反應生成碳氫烯鍵。
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酰胺縮醛作為單碳給予體,可用於合成各種複雜化合物及仿生天然物質。用酰胺縮醛可合成:1,2.4一三唑、1.2,4一三唑酮、氨雜大環、嘧啶、嘧啶酮、吲哚、吡啶、喹啉、噻唑、噁唑酮、異噁唑、1.2,4-三嗪酮、吡喃酮、噠嗪、吡嗪等係列的氨雜環衍生物,也可以合成含氧、硫的雜環化合物。
從化學反應類型來分,酰胺縮醛在雜環化合物合成方麵的應用可以分為以下三個方麵。
一):酰胺縮醛和胺、酰胺、氨基甲酸脂類反應,生成各種雜環
酰胺縮醛和胺反應生成甲脒中間體,再進行分子內親核關環反應生成各 種雜環,或甲脒再和肼、羥胺、l,2,一二鹵代烷等含有兩個活性基團的化合物加 長碳鏈,再進行分子內關環。
酰胺縮醛和酰胺反應製備雜環化合物,例如l,2,4一三唑衍生物的 合成,首先,縮醛和酰胺反應生成N,N’一三取代甲脒,然後和苯肼環化生成l,2,4 一三唑衍生物
酰胺縮醛和氨基甲酸或乙酸酯類反應生成含氯雜環。酰胺縮醛和氨基乙 酸酯反應生成的雙活性基團中間體:N.N-二甲基一N’一烷氧羰基亞甲基甲脒,再和 肼或取代肼反應關環。例如,1,2,4一三嗪酮一6的製備,反應式如下所示。如果和氮基甲酸酯反應則生成1,2,4一三唑酮一5。
生成1,2,4一三唑酮一5的反應機理
1.2.4-三唑酯-5的合成分二步。首先,氨基甲酸乙酯和DMF二甲醛縮醛生成中間體NN-二甲基-N-乙氧基甲脒。其次,苯肼上的氨基去進攻甲脒上的碳,甲脒失去-N(CH3)。然後苯肼鄰近苯環上的氨再去進攻碳基上的碳,形成氧負離子,氧上的一對孤對電子下來,失去乙氧基,生成1.2,4-三唑酮-5。
酰胺縮醛具有兩個活性基團,反應活性高,和活性甲基、亞甲基反應生成甲脒中間體,可進一步反應、關環,而格氏試劑與亞甲基反應後,隻加長碳鏈,不能進一步再反應。例如:呋喃色酮衍生物的合成。
三):酰胺縮醛和有羥基、巰基的化合物反應生成含氧、含硫的雜環化合物
上述呋哺色酮的合成,是縮醛生成的烯胺衍生物和羥基進行分了內關蚪,得 劍含氧雜明:的一個很好的例子。又例如:鄰苯二酚和DMF—DMA在二氯甲烷存在下生成含氧環。
DMF—DMA和鄰巰基苯胺反應可生成含硫雜環,反應式如下
1)Batcho–Leimgruber吲哚合成反應
從鄰硝基甲苯製備各種贏多衍生物的反應。
反應機理
首先二甲基甲酰胺二甲縮醛,甲氧基負離子離去,產生一個活性更強的中間體。它受到鄰硝基甲苯甲基氫去質子化形成的碳負離子的進攻,失去甲醇,得到上述烯胺。這一步的產物烯胺類似於一種分別在兩側連有吸電子和供電子取代基的烯烴(Push-pull olefin極性較強,而且常因分子中較大的共軛範圍而呈深紅色。反應的第二步中硝基被還原為氨基,接著環化並消除得到最終產物。
2)吡啶衍生物的合成
3)吡唑衍生物的合成