一连活动反响分解硝基炔烃

  • 937
  • A+

‍‍‍‍    硝基炔烃是一种紧张的分解两头体,可用于多种含氮杂环抗生素或杀菌剂分子的分解。但是,硝基炔烃的定制分解办法还谈不上成熟。1969年,Viehe等人初次报道了经过加成-消弭机理分解硝基炔烃的反响,但所失掉的产品在室温条件下会迟缓剖析。随后在1975年,他们又利用NO2BF4或NO2PF6对炔基锡试剂举行硝化,能以中等的收率失掉烷基代替的硝基炔烃,这些产品在该反响条件下异样会疾速产生剖析。1980年,Kashin等人已经以4.5%的分散收率失掉1-硝基-2-苯乙炔,并对其物感性质举行研讨。1987年,Schmitt课题组利用双硅基代替的炔烃与NO2BF4或NO2PF6反响可以失掉硅基代替的硝基炔烃,该类化合物则具有精良的波动性。别的,2002年Eaton等人经过类似的手腕以20%的收率分解了硝基乙炔并举行原位表征,但思索到宁静题目并没有将其分散纯化。

图1. 分解砌块硝基炔烃及以往的制备办法。图片泉源:Angew. Chem. Int. Ed.


由于低分子量的硝基炔烃易产生爆炸,无机锡试剂具有毒性,NO2BF4试剂极易水解发生腐化性强的HF,硝基炔烃的分解与使用存在很大的宁静隐患。寻觅一种宁静高效的办法失掉该类化合物便尤为紧张。近来,麻省理工学院Timothy Jamison传授课题组从三甲基硅基代替的炔烃动身,经过NO2OTf对其加成原位构成硝基烯基三氟甲磺酸酯,这种活性两头体可进一步转化为硝基炔烃物种与硝酮产生[3+2]环加成反响,以高产率失掉多代替的4-硝基-4-异噁唑啉。该反响经过一连活动反响安装举行,不但躲避了分解并分散高度不波动的硝基炔烃,与此同时还可制止易爆炸的两头体产生部分积聚。相干事情宣布在Angew. Chem. Int. Ed.上。 

图2. 原位天生硝基炔烃的反响。图片泉源:Angew. Chem. Int. Ed.


一连活动反响安装在处置不波动两头体到场的反响时具有明显的上风。反响历程中可以依据必要控制质料的进样速率,由此控制反响的历程,无效低落了爆炸伤害的产生。另一方面,高活性的两头体在活动反响安装中一经构成便可以举行后续反响,制止因不波动在分散历程中产生剖析,由此进步了反响服从。作者假想经过一连活动反响安装来完成以上反响历程。他们起首设计了一系列的NMR实行,三氟甲磺酸酐(Tf2O)与Bu4NNO3反响可以原位天生NO2OTf,该物种与1-三甲基硅基丙炔6反响失掉三甲基硅基三氟甲磺酸酯两头体7,该化合物在0 ℃以下可以波动存在的。13C NMR实行标明系统中存在硝基烯烃物种。他们还经过1H NMR和13C NMR的HMBC实行确认反响两头体中存在三甲基硅基与烯基甲基,两头体7存在Z/异构,而且无法分散失掉由此阐明加成历程为分步机理。

图3. 原位NMR实行。图片泉源:Angew. Chem. Int. Ed.


硅基三氟甲磺酸酯可以作为芬芳炔、杂芬芳炔、环烷基炔等不波动炔烃的等价物使用于无机分解中,作者由此假想两头体7可以作为硝基炔烃的等价物到场反响。他们将两头体7与3当量的硝酮9混淆,可以敏捷以高收率失掉环化产品4-硝基-4-异噁唑啉10,当硝酮的参加量低落至1当量时反响无法产生(entries 1-2);反响温度降低至室温大概低落NO2OTf的用量时收率也会降落(entries 3-4);环丁砜作为溶剂在底物敏感的硝化反响中具有至关紧张的作用,与此同时系统中还需参加二氯甲烷作为混淆溶剂促进反响物的消融(entries 5-6)。该反响与以往文献报道硅基三氟甲磺酸酯到场的反响相比,不必要分外参加氟盐或碱作为引发剂。

图4. 反响条件的挑选。图片泉源:Angew. Chem. Int. Ed.


失掉最优条件之后,他们对底物的实用性举行了观察。关于硝酮底物,烷基、芳基和杂芳基代替的N-叔丁基硝酮都能以精良的收率失掉目的产品(10-17);5,5-二甲基-1-吡咯啉氮氧化物(DMPO)和N-苄基掩护的硝酮也可以失掉目的产品(18-19)。关于炔烃底物,位阻较大的烷基代替的炔烃在反响温度升至室温并延伸反响工夫延伸时可以失掉抱负的收率(20-22);芳基代替的底物异样也可以失掉中等以上的收率(23-26)。

图5. 底物普适性的研讨图片泉源:Angew. Chem. Int. Ed.


作者随后设计了一连活动反响安装用于上述反响。他们将NO2OTf、炔烃6和硝酮9的溶液辨别贮存于三个差别的容器中,以两组T型三通阀与全氟烷氧基烷烃质料管道(PFA)毗连,并在NO2OTf与炔烃6的混淆管道处设置冷浴,产品出口安置背压调治器(BPR)。反响物混淆管道辨别设置成螺旋状增长反响物的混淆工夫,终极以72%的收率失掉目的产品10。随后,他们还将这种一连活动安装用于NO2OTf的原位制备,利用Y型三通阀取代T型三通阀可以制止反响物Tf2O与Bu4NNO3混淆时梗塞管道,并增长超声波水浴加速Tf2O的疏散速率,由此使反响高效地举行。

图6. 一连活动反响安装的结构。图片泉源:Angew. Chem. Int. Ed.


——小结——


Timothy Jamison传授开展了一种高效的办法原位制备硝基炔烃,进而用于与硝酮的[3+2]环加成反响,反响历程中原位构成的硅基烯基三氟甲磺酸酯两头体可进一步转化为硝基炔烃,制止了硝基炔烃分散带来的潜伏伤害。该反响具有精良的底物普适性,可用于分解多种官能化的杂环产品。为了进一步进步反响的宁静性,作者还设计了一连活动反响安装,终极以抱负的收率失掉目的产品。现在作者正在对该反响的机理举行深化研讨,并希冀使用该反响机制进一步设计出更多新鲜的反响。



weinxin
我的微信
存眷我理解更多内容

宣布批评

现在批评: