早在1988年,已有文獻對此類雜質的形成機製進行了研究。
當DIAD、PPh3和甲酸(或醋酸)各1當量在DCM中混合時,DIAD快速發生N-甲酰化(或乙酰化)反應,室溫下10 min即可反應完全。在這種條件下,醇的酯化反應(即Mitsunobu反應)是非常少的。
DIAD加合物形成機製如下圖所示:
到了1996年,該課題組對這一機理進行了進一步的研究,提出更加詳細和具體的機製。
該雜質形成的根源在於羧酸和醇對DIAD-PPh3加合物1的競爭。
如果是醇和DIAD-PPh3加合物1反應(path 2),則發生Mitsunobu反應。
如果是羧酸和該加合物反應(path 1),則形成酰氧基膦中間體,同時形成去質子化的DIAD。
酰氧基膦中間體和去質子化的DIAD反應(path b),則形成DIAD酰基化產物7,即DIAD和羧基的加合物。
另外,在實驗中也可以檢測到DIAD二酰基化產物。文章認為此類物質並不是由單酰化的7進一步反應得到的,而是通過不同於7的機製形成。形成的機理如下所示:
從此類雜質形成的機製可以看出,如果醇的親核性較弱(比如位阻較大時)而羧基的親核性較強時,就容易形成此類雜質。
雖然,該類物質作為Mitsunobu反應中的雜質,令人生厭。但其實,它也有可取的一麵,也是可以用來合成其他雜環的。
機理如下:
參考文獻:
A mechanistic study of the Mitsunobu esterification reaction
Cite this: J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 19, 6487–6491
https://doi.org/10.1021/ja00227a032
The Effect of Acid Strength on the Mitsunobu Esterification Reaction: Carboxyl vs Hydroxyl Reactivity
Cite this: J. Org. Chem. 1996, 61, 9, 2967–2971
https://doi.org/10.1021/jo952180e
The use of a Mitsunobu reagent for the formation of heterocycles: a simple method for the preparation of 3-alkyl-5-aryl-1,3,4-oxadiazol-2(3H)-ones from carboxylic acids
https://doi.org/10.1039/C4CC01971G
Chem. Commun., 2014,50, 7314-7317
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