第1章 高选择性有机合成试剂

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2. 溴/三苯基膦(Br2/PPh3) 溴和三苯基膦能将醇甚至酚转化为相应的溴 代烃。磷极易与氧结合,能夺取醇或酚分子中的 氧原子,利于溴的进攻。三苯基膦还有一个作用 就是与溴结合生成二溴化三苯基膦(Ph3PBr2),从 而稳定溴使其不易挥发。
3. 过溴型季铵盐(R4N+Br3-) 是稳定的固体,具有反应条件温和、操作简便、 选择性强、溴化产率高等优点。与芳胺、酚、酚醚反 应主要生成对溴代产物;与芳甲酮反应得到高产率的 α-溴代酮。三溴化苄基三甲基铵(BTMABr3)、三溴化 苯基三甲基铵(PTMABr3)、三溴化苄基三苯基鏻 (BTPBBr3)等也能发生类似反应,只是在具体反应中选 择性有所不同。
催化量的叔胺存在下,四溴环酮还可以作为 酰氯化合物 α-氢的溴代试剂。以手性叔胺为催化 剂时,可以得到手性溴代产物。
手性cat.
二、硝化、磺化、胺化试剂
(一) 硝化试剂 硝化反应常用浓硝酸和浓硫酸或三氟甲烷磺酸等 强酸的混酸作为硝化剂,优点是普适性强,缺点是酸 性太强、腐蚀性强、操作危险、后处理困难、选择性 差。反应条件温和、选择性好的硝化剂主要以氮氧化 物、稀硝酸、或硝酸盐替代浓硝酸,或者以催化剂替 代浓硫酸等进行改进。
磺化剂可按照芳环的活性来挑选,浓硫酸是最常用的,浓 硫酸加稀释剂(醋酸、氯仿等)或发烟硫酸也是常用的。二甲苯、 带活化基团的芳环、萘、蒽、菲等可以用浓硫酸磺化,邻二甲 苯和间二甲苯的单磺化都主要得到4-位磺酸。萘在低温下磺化 得到 α-萘磺酸,但在较高温度下,则得到 β-萘磺酸。蒽极易磺 化,产物很复杂,若要得到单磺酸,要用硫酸的冰醋酸溶液作 磺化剂。对于甲苯、苯、吡啶、氯苯等带有钝化基团的芳环, 多使用发烟硫酸进行磺化。甲苯的磺化,主要得到邻和对甲苯 磺酸,邻对位异构体的比例,与反应温度有较大关系。
2. 氯化亚砜(SOCl2) ----自学
3. 氯硅烷 三甲基氯硅烷(TMSCl)在催化量的二甲 基亚砜(DMSO)存在下,可很好地将伯醇和 叔醇转化为相应的氯代烃,而仲醇却几乎不 反应。
4. 四氯化碳/三苯基膦(CCl4/PPh3) 三苯基膦易与氧结合,在CCl4或CBr4存下,卤 原子取代醇分子中的氧,得到相应的卤代烃。三烷基 膦也可以用于 这类反应。
沸石, 75℃
以沸石为助剂,在四氯化碳溶液中,NO 可以将烯 硝化而不破坏双键,也不影响芳环、烯丙位或苄位氢。
沸石,75℃
(二) 磺化试剂
磺化试剂主要有硫酸、浓硫酸、发烟硫酸、硫酸钠(钾)、三 氧化硫及其复合物、氯磺酸等,这些试剂,自身的反应选择性不 强,选用依据是底物自身活性或取代反应规律。
1. 硫酸
1. 硝酸
在相转移催化剂存在下,稀硝酸(60mg/g)为硝化剂, 在水/有机两相溶液中,酚和取代酚高选择性地发生硝化 反应,生成相应的单硝化产物,产率和选择性均大于 90%。
2. 氮氧化物 (NO2、NO)
在O2和HZSM-5型沸石存在下,甲苯与NO2反应,主要得 到单硝化产物,邻、对位产率之比为0.08,选择性很好。在同 样条件下,氯苯与NO2反应,选择性也不错。以三氯化铁为催 化剂, NO2和O3还可以实现钝化芳环的硝化反应,产物以单硝 化芳烃为主。在O3和高岭土(K10)或者沸石(HZSM-5,HBEA25)存在条件下,甲苯或氯苯与NO2反应,单硝化反应区域选择 性差;双硝化反应主要以2,4-二硝基产物为主。
三溴化苄基三甲基铵在NaOH的冰水中与酰胺反 应得到高产率的N-溴代酰胺。在一般的Hoffmann降 解反应中N-溴代酰胺很难分离得到,因为它很容易 继续反应生成胺;该反应为N-溴代酰胺的合成提供 了一种方便的方法。
4. 四溴环酮(TBCO)
全称为2,4,4,6-四溴-2,5-环己二烯酮,为黄色 固体,由2,4,6-三溴苯酚和液溴反应制得。四溴环 酮可用作芳胺和酚类化合物的选择性溴化剂,与 酚、芳甲醚及芳胺反应均得到单溴代产物,产率 高达90%。例如,苯酚与四溴环酮反应,单溴代 产率达到95%,溶剂对邻、对位产物比例影响较 大,选用适当溶剂可实现不同的区域选择性溴化 反应。
现代有机合成化学
第一章 高选择性有机合成试剂
1.1 高选择性取代试剂
一、卤化试剂
(一)氯化试剂
1. N-氯代丁二酰亚胺(NCS)
不需引发剂,也不用光照。如:2-芳基-4,5-二甲基 噻唑的选择性氯代反应,区域选择性在99%以上。
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在仲胺催化下,NCS还可以作为多种羰 基化合物(醛、酮、酰氯、酯等) α-氢的氯代 试剂。在手性仲胺催化下,可以得到具有对 映选择性的氯代产物。
8. N-氯代二异丙胺
选择性好、操作简单是 N-氯代二异丙胺作
为氯化剂的主要优点。在稀硫酸溶液中,光照 下,N-氯代二异丙胺可以氯代正庚醇烷基碳链 末端上的氢,而醇羟基不发生反应。
(二)溴化试剂 1. N-溴代丁二酰亚胺(NBS)
在光照下,NBS在乙腈溶液中可以使邻甲氧
基甲苯发生侧链甲基上的选择性溴代反应,无光
6. 2,3,4,5,6,6-六氯-5,6-二氢苯醌
是非常温和的氯代试剂,多用于羰基化合物α氢的氯代,反应一般需要仲胺为催化剂,当使用 手性仲胺或加入手性助剂时,可以得到手性α-氯代 羰基化合物。
仲胺
7. 三聚氯氰(TCT) 在DMF存在下,三聚氯氰几乎能够定量地将醇转化为 氯代物, TCT是相当廉价且高效的氯代试剂。当向反 应中加入溴化钾时,还可以高产率地得到溴代产物。 伯、仲、叔醇的氯代反应都能够定量完成,相比之下, 溴化物的产率稍低。
照条件下,则发生苯环上的选择性溴代反应。
在乙腈或乙酸乙酯溶液中,Lewis酸 Mg(ClO4)2 催化下,NBS可以作为1,3-二羰基化合物 α-氢的温和 溴化剂,而且不与其他侧链氢反应。底物含双键或其 他敏感基团时,也不影响反应的选择性。类似地,N氯代丁二酰亚胺和N-碘代丁二酰亚胺也可以作为1,3二羰基化合物α-氢的氯化试剂和碘化剂,选择性同样 很高。
5. 甲基磺酰氯/氯化锂(MsCl/LiCl) 甲基磺酰氯和氯化锂可以实现醇的氯代。这个氯 代试剂不含强酸性物质,反应中也不会产生强酸性物 质,后处理也不需要酸化;因此对于许多对酸性物质 敏感的底物,如分子中含有双键或者含有甲氧基甲基 (MOM)保护的酚羟基等底物极为适用。将氯化锂换成 溴化锂,可以得到相应的溴代产物。
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