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DMF小知識

(2024-08-26 19:29:43) 下一個

DMF是有機合成中使用最廣泛的溶劑之一,又稱為萬能溶劑。NaH是有機合成中非常常用的強堿之一,和它搭配最多的溶劑是DMF和四氫呋喃。由於有時涉及到溶解度的原因,NaH和DMF搭配使用的幾率還是很大的。因為NaH中的H是活潑H負離子,還原性非常強,一旦遇到能夠遊離的氫離子就容易產生氫氣,很容易造成爆炸。此外,NaH與氧化劑也能發生劇烈反應,引起燃燒或爆炸。因為NaH遇濕氣和水分生成氫氧化物,腐蝕性很強,所以工藝研發階段要盡量避免使用,用其它堿代替,或者盡量減少使用當量。然而,盡管很多文獻報道NaH和DMF搭配會有爆炸風險,然而,專利和期刊報道NaH和DMF搭配的文獻依然再不斷更新。有的時候,NaH作堿,使用DMF作為溶劑,效果確實好於THF作為溶劑,以下圖為例,使用THF基本上不反應。

為什麽說NaH搭配DMF會有爆炸風險?而且特別在加熱的情況下更容易發生爆炸,從下麵的反應方程式一目了然。因此,使用NaH作堿時,還是建議優先嚐試THF,盡量避免DMF與NaH的搭配。

那麽,DMF作為溶劑除了作為溶劑,還有其它角色麽?答案是肯定的,接下來,我們聊一聊,看一看DMF溶劑其它的百變角色,以及禁忌反應。

DMF作為催化劑這個角色不得不提,在日常工作中,應用太廣泛了。舉個例子,羧酸變酰氯,將羧酸溶於鹵代溶劑中,使用氯化亞碸或草酰氯活化羧酸,向反應體係中滴加幾滴DMF,高效將羧酸轉化為酰氯,在這裏DMF就是發揮了催化劑的角色。以氯化亞碸搭配DMF為例,反應機理如下。

除了溶劑,催化劑,DMF另外一個不得不提的角色就是作為甲酰化試劑。溴代芳烴或碘代芳烴,與有機鋰試劑格氏試劑如Turbo試劑進行金屬鹵素交換反應,生成的芳基金屬試劑與DMF反應,高效製備一係列的芳香醛。

DMF除了與金屬試劑反應引入甲酰基,另外一個不得不提的引入甲酰基的反應當屬Vilsmeier反應了,DMF/POCl3體係是眾多富電子芳烴或雙鍵甲酰化的標準條件之一,在這個反應中,DMF的甲酰基部分轉移到富電子芳環上,這個反應的機理在這裏就不寫了,很經典的。在這裏我們舉一個吲哚的3-位甲酰化的例子,如下。

DMF除了可以進行上述兩種甲酰化反應,其還可以發揮出甲酸酯的角色,對脂肪胺進行甲酰化反應,如下圖所示。

鹵代芳烴與氫化鋅或氰化亞銅的偶聯反應時製備芳基腈類化合物的最常用方法,然而,氫化鋅或氰化亞銅由於含有CN負離子,並不是一類安全和綠色的試劑。在這裏,DMF除了上述的角色以外,還可以在銅鹽作為媒介下,DMF與鹵代芳烴反應,發揮CN等價體的角色,製備芳基腈類化合物,反應如下圖所示(10.1039/C4CC08579E)。

還原胺化反應是將醛酮轉化為胺的重要方法。硼氫化鈉作為還原劑存在亞胺和酮還原的選擇性問題,而氰基硼氫化鈉作還原劑又存在潛在毒性問題。N,N-二甲基叔胺通常使用氣體二甲胺,二甲胺鹽酸鹽或二甲胺溶液作為胺源,它們要麽稱量不方便,要麽需要抗壓的反應器。正是在這樣一個背景下,來自湘潭大學的Luo Yang團隊報道了Lewis 酸催化的DMF一飾三角參與還原胺化反應(Adv.Synth.Catal.2018,360,485),反應底物普適性非常廣,官能團包容性也很好。舉例如下。

接下來,再來聊一聊DMF作為溶劑的這個角色,大家見過硼氫化鈉作為還原劑,使用DMF作為溶劑的麽?小編是從來沒有用過。看了下麵的反應方程式,也慶幸自己沒有用過這個組合。

今天就分享到這個地方了。DMF作為溶劑時,特別是酸胺縮合反應,很多時候倒到水裏麵是可以析出固體的。如果析不出固體的話,很多時候淬滅後直接有機溶劑萃取的話,會萃取出很多DMF,導致產率會超標。這個時候可以將合並的有機相再用水洗滌,可以進一步除去殘留的DMF,用鹽水洗滌效果會更佳。很多時候,要是DMF量很大,這個時候,小編還是建議先減壓旋蒸除去絕大部分DMF後,再進行常規的後處理。小編以前幹過,直接拉幹,濕法上樣的,由於產物極性比較大,效果也不錯(有機合成路線原創,方便轉載,未聲明原創,轉載請注明出處)。

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