亲电胺化

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   亲电胺化涉及通过亲核碳阴离子与亲电子氮源的反应形成碳 - 氮键。[

   

介绍

亲电子胺化反应可以分类为添加或取代。尽管所得产物并不总是胺,但这些反应通过形成碳 - 氮键和使用亲电胺化剂而统一。已经使用了各种各样的亲电试剂; 对于取代,这些是最常用被吸电子基团取代的胺:例如氯胺,羟胺,肼和氧杂氮丙啶。加成反应使用亚胺,肟,叠氮化物,偶氮化合物等。

(1)

EAgen.

机制与立体化学

流行机制

与良好电蚀和良好核离子结合的氮被称为硝基类(因为它与氮烯相似)。Nitrenes缺乏完整的八分位电子,因此具有高度亲电性; 亚硝酸酯表现出类似的行为,并且通常是亲电子胺化反应的良好底物。Nitrenoids可以从产生ö含有通过脱质子或从NH键-alkylhydroxylamines ö -alkyloximes经由亲核加成。这些中间体与碳阴离子反应生成取代的胺。其他缺电子的sp 3胺化试剂通过类似的机理反应产生取代产物。[2]

(2)

EAnitrene.

在涉及氧杂氮丙啶的胺化反应中,亲核攻击发生在三元环的氮原子上。对于一些底物(例如α-氰基酮),所得的醇盐进一步反应以提供意想不到的产物。直接β消除醇盐导致形成胺。[3]

(3)

EAoxa.

在大多数情况下,跨越π键的添加似乎通过典型的亲核加成途径进行。烷基 - ,芳基 - 和杂芳基锂试剂加成叠氮化物,得到三氮烯盐。[4]这些盐的还原产生胺,尽管它们也可以在酸处理时转化成叠氮化物,同时完全消除亚磺酸。

(4)

EAazide.

对映选择变体

烯醇化阴离子的最合成有用的胺化物使用N-酰基恶唑烷酮底物。[5]在形成肼(用偶氮化合物)或叠氮化(用三叠氮基叠氮化物)后,这些化合物上的手性助剂很容易除去。使用后一种试剂的叠氮化比溴化更有效,然后通过叠氮阴离子进行亲核取代[6]钯对碳和氢气的还原会降低叠氮化物和酰肼产物(后者仅在转化为肼后)。

(5)

EAenantio.

范围和限制

胺化试剂

亲电胺化试剂依赖于与氮连接的吸电子官能团的存在。多种羟胺衍生物已用于此目的。磺酰基羟胺能够胺化多种碳负离子。[7]

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EAScope1.

偶氮化合物在加入N = N键后得到肼。通过使用手性助剂(参见上文)和手性催化剂,这些添加物已经成为对映选择性的。[8]尽管脯氨酸催化过程的对映选择性良好,但产率低且反应时间长。

(7)

EAScope2.

在用磺酰叠氮化物处理后,各种格氏试剂或烯醇化物可以转化成叠氮化物或胺。[9]在这些条件下时,会发生显著副反应是重氮基转移反应:而不是破碎成叠氮化物和亚磺酸,中间三氮烯盐可以分解成重氮化合物和磺酰胺。改变工作条件可能有利于一种产品而非另一种产品 通常,对于用Evans恶唑烷酮取代的烯醇化物的反应,三氟乙酸促进重氮转移,而乙酸促进叠氮化(原因尚不清楚)。[10]溶剂和烯醇化反离子也影响观察到的重氮与叠氮化物产物的比例。[11]

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EAScopeQuench.

其他亲电胺化试剂包括氧杂氮杂环己烷[12],重氮化合物[13]和极少数情况下的亚胺。[14]

有机金属基材

可通过亲电方法胺化的有机金属试剂的范围很大。烷基格氏试剂[15]烷基锂化合物[16],烷基锌化合物[17]和烷基醚[18]已成功用亲电试剂胺化。在以sp 2为中心的碳阴离子中,乙烯基锂化合物[7]乙烯基[19]和乙烯基格氏试剂[20]与亲电胺化试剂反应得到烯胺。以sp为中心的碳阴离子的范围仅限于炔基[21]烯醇化物和甲硅烷基烯醇醚是亲电子胺化反应中最广泛使用的一类碳亲核试剂,参与胺化[22],加成[23]和肼化[6]反应。

烷基金属试剂在亲电子胺化反应中的主要应用是受阻胺的合成,其中许多难以通过用烷基卤进行亲核置换(亲核胺化)来制备。例如,在铜(II)催化剂存在下,庞大的有机锌试剂与O-酰基羟胺反应得到受阻胺。

(9)

EAScope4.

烯丙基金属物质可用于通过亲电胺化制备烯丙基胺。尽管烯丙基胺通常通过烯丙基卤化物的亲核胺化制备,但已知烯丙基底物的亲电子胺化的一些实例。在下面的实施例中,烯丙基锆试剂(通过氢锆化获得)被O-烷基羟胺捕获。[24]

(10)

EAScope5.

烯醇化物的亲电胺化产生α-氨基羰基化合物。当手性恶唑烷酮与偶氮化合物结合使用时,观察到对映选择性(参见上文)。BINAP也可用于甲硅烷基烯醇醚的胺化。

(11)

EAScope6.

芳基和杂芳基有机金属试剂经历许多与它们的脂族对应物相同的转化。通过使用各种亲电胺化试剂,可以形成胺,肼和叠氮化物。使用类硝化物试剂的实例如下所示。[25]

(12)

EAScope7.

分子内胺化是可能的,并且已经用于制备中小环。在下面的实施例中,含有O-酰基羟胺的活化亚甲基化合物的去质子化导致所示的环胺。[26]

(13)

EAScope8.

与其他方法比较

可以使用其他几种亲电子形成CN键的方法。亚硝酸盐和硝酸盐可分别用于形成肟和硝基化合物。此外,有机硼烷可以起到亲核试剂的作用,并且通常比类似的碳负离子提供更高的产率和更少的并发症。所述内博重排反应通过氮杂环丙烯的中间性提供到电胺化的替代方法。

(14)

EAminAlt.

实验条件和程序

典型条件

各种各样的亲电胺化试剂排除了反应条件的普遍化。然而,亲电氮源通常是有毒的或爆炸性的。处理这些试剂时应特别小心。许多亲电子氮源不能立即提供胺,但存在许多方法来产生相应的胺。

  • 甲苯磺胺:三丁基氢化锡

  • 偶氮化合物:H 2 / Pd

  • Triazenes:硼氢化钠

  • 叠氮化物:H 2 / Pd,H 2 / Pt,氢化铝锂,三苯基膦

转化为其他含氮官能团,包括烯胺,[27]亚胺,[28]和酰胺,[29]也是可能的。

示例程序[30]

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EAminEx.

将新制备的丁醇钾(31mg,0.28mmol)的THF(2mL)溶液缓慢加入到冷却至-78°的苯乙酸乙酯(41mg; 0.25mmol)的THF(3mL)溶液中。将混合物在-78°搅拌15分钟。一次性加入O- [二(对甲氧基苯基)]膦酰基羟胺(注意,相关的羟胺衍生物是爆炸性的)(81mg,0.28mmol),为固体,将混合物温热至室温并搅拌过夜。加入乙酸酐(71μL,0.75mmol)和三乙胺(210μL,1.5mmol),将混合物在室温下搅拌1小时。加入Et 2 O(20mL)和饱和NH 4 Cl水溶液(30mL),水层用Et 2萃取O(2×30mL)。浓缩干燥的(MgSO 4)萃取物,并通过快速色谱法(1:1EtOAc:环己烷)纯化残余物,得到37mg(67%)标题产物,为无色油状物,Rf 0.20(1:1EtOAc:环己烷)。没有其他数据报告。


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