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Mitsunobu反應 構型翻轉還是保留問題

(2022-08-06 17:46:16) 下一個

常規Mitsunobu反應構型變化

 

這類所謂的常規,指的是最常用的DEAD或者DIAD作為試劑時的情況。這種情況下,大多數產物都是構型翻轉的。但也有一些構型保持的報道(詳見:Mitsunobu反應[2] 真相大白!Mitsunobu反應構型不發生翻轉的原因)。

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正如上圖所示,DEAD或者DIAD作為試劑,構型翻轉還是保留,存在競爭反應。

 

如果反應按照Path 2進行,應該生成構型保持的產物。但DEAD生成的相應的肼負離子,具有相當的堿性,會奪取醇2的質子,導致54的轉化,從而又會生成構型翻轉的產物。

 

為此,有文章設計了更溫和的試劑,不產生強堿性的中間體,更利於產物構型的控製。

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產物構型可控的Mitsunobu反應

 

試劑的設計:

 

該類試劑可以方便地通過烷基膦製備,如下圖所示。

 

其中,三丁基磷烷6a是一種無色、粘性的油,在室溫氬氣下可穩定至少6個月。當暴露在空氣中時,發生水解,生成三丁基膦和二甲基丙二酸酯(DMM,pKa ~ 10)。

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產物構型的控製:

 

結果如下表所示

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1. 酸性對產物構型的影響:

苯環上的取代基吸電子性越強,羧酸的酸性越強,產物越傾向於構型保持。取代基供電性越強,酸性越弱,產物越傾向於構型翻轉(entry 1-3)。

 

2. 空間位阻對產物構型的影響:

酸的位阻越大,產物越傾向於構型翻轉(entry 4-7)。醇的位阻越大,越傾向於構型保持(entry 8 VS 9,12)。

 

3. 溶劑對產物構型的影響

DMF比甲苯更利於構型保持(entry 1 VS 8)。

 

 

反應機理:

 

為了解釋上述實驗結果,文章提出如下機理。

有興趣的同學可以自己琢磨一下,為什麽這個機理能解釋上述實驗結果?

 

以位阻對反應的影響為例。

酸的位阻越大,反應越傾向於按照Path 1進行。因為Path 1和Path 2第一步的競爭其實就是羧基離子1a和醇23’ 上的膦正離子的競爭。大位阻的羧基顯然不利於生成5'。此時反應就傾向於按照path 1進行,生成構型翻轉的產物(entry 4-7)。

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參考文獻:

Dimethylmalonyltrialkylphosphoranes: New General Reagents for Esterification Reactions Allowing Controlled Inversion or Retention of Configuration on Chiral Alcohols

Cite this: J. Org. Chem. 2003, 68, 4, 1597–1600

https://doi.org/10.1021/jo026639y

 

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