硒氧化物消除

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   硒氧化物消除是从硒氧化物合成烯烃的方法。它最常用于从相应的饱和类似物合成α,β-不饱和羰基化合物。

   

介绍

在开发亚砜作为产生碳 - 碳双键的有效方法之后,[2]发现,硒氧化物经历类似的过程,尽管速度要快得多。大多数硒氧化物在-50至40℃的温度下分解成相应的烯烃。证据表明,消除是同义词 ; 然而,在反应过程中可能发生碳和硒的差向异构化(两者都是立体异构的)。由于硒氧化物可以容易地由亲核羰基衍生物(烯醇和烯醇化物)制备,[3]硒氧化物消除已经发展成制备α,β-不饱和羰基化合物的一般方法。

(1)

SelenGen.

机制与立体化学

流行机制

通过分子内,消除合成途径消除硒氧化物碳 - 氢和碳 - 硒键在过渡态中是共面的。[4]

(2)

SelenMech1.

当使用无环α-苯基硒基羰基化合物时,该反应是高度反式选择性的。形成共轭双键是有利的。的桥环双键倾向于凌驾于环外的,除非没有顺式氢是在环中可用。这些反应中的硒几乎总是立体异构的,并且硒的差向异构化(其是酸催化的并且易于发生)对消除反应的影响几乎是未知的。在一个实例中,硒氧化物12的分离和加热显示2在0℃分解,而1,这可能更难以获得必要的syn。消除构象,稳定在5°C。[5]

(3)

SelenMech2.

范围和限制

Selenylating和Oxidizing Reagents

羰基化合物的α-硒化可以使用各种试剂,使用亲电子或亲核的硒化试剂来完成。通常,简单的苯基硒化合物用于消除反应; 尽管2-硝基苯基硒化物反应更快,但制备起来更昂贵,苯基硒化物通常在几分钟内反应。亲电的硒化试剂可与烯醇,烯醇化物或烯醇醚一起使用。苯基硒化试剂包括:

  • 二苯基二硒化物

  • 苯硒基氯

  • 苯乙烯氯

  • 苯亚硒酸钠

  • 三甲基甲硅烷基苯基硒化物

最常用的氧化剂是过氧化氢。[6]有时过量使用,以克服催化分解H 2 O 2 ; 然而,在这些条件下已观察到原料的不希望的氧化。还观察到产物的氧化(例如通过Baeyer-Villiger反应)。[7]

(4)

SelenScope1.

对于其产物烯烃对氧化敏感的底物,氯过苯甲酸(mCPBA)可用作氧化剂。它将硒化物氧化到低于它们分解成烯烃的温度; 因此,在消除开始之前消耗所有氧化剂。在加热之前必须用胺碱缓冲以避免酸介导的副反应。[8]

(5)

SelenScope2.

臭氧在氧化后仅产生作为副产物的分子氧,当需要特殊条件进行热分解或在后处理时需要极其小心时,使用臭氧氧化硒化物。使用该方法可以从相应的环状不饱和羰基化合物合成醌。[9]

(6)

SelenScope3.

Substrates

通常由相应的烯醇醚制备的α-苯基硒醛通常用mCPBA或臭氧氧化,因为过氧化氢引起过度氧化。α-苯基硒酮可以通过动力学控制的烯醇化物形成和用亲电的硒化试剂如苯硒基氯捕获来制备。形成硒取代的烯醇化物的第二次去质子化允许这些底物的烷基化或羟烷基化。[10]

(7)

SelenScope4.

碱敏感底物可以在酸催化条件下(作为烯醇)使用苯硒基氯进行硒化。在瞬时烯醇化的硒化过程中产生的盐酸催化互变异构化。[11]

(8)

SelenScope5.

seleno-Pummerer反应是一种显着的副反应,可能在酸存在的条件下发生。[12]硒氧化物中间体的质子化,然后消除氢氧化物和水解,产生α-二羰基化合物。对于更富电子的羰基化合物来说反应不是问题 - 通常,在酯和酰胺的消除中观察到较少的副反应。[12]

(9)

SelenScope6.

在酮和醛的反应中的第二个显着的副反应是中间体硒氧化物的硒化。该过程导致消除产物保留碳 - 硒键,[13]并且比seleno-Pummerer反应更难以防止。不能进行烯醇化的叔三氧化硒不与硒亲电试剂进一步反应。

(10)

SelenScope7.

与其他方法比较

类似的亚砜消除通常比硒氧化物消除更难实施。碳 - 硫键的形成通常用高反应性的硫酰氯完成,其必须准备好立即使用。然而,亚砜比相应的硒氧化物更稳定,并且消除通常作为不同的操作进行。这允许优化热解条件(尽管所需的高温可能导致其他热处理)。另外,在进行消除之前,亚砜可以通过多个合成步骤进行。[14]

(11)

SelenAlt1.

甲硅烷基烯醇醚与乙酸钯(II),Saegusa氧化的组合产生烯酮。然而,该反应需要化学计量的Pd(OAc)2,因此不适合大规模合成。[15]已经开发出催化变体。[16]

(12)

SelenAlt2.

对于β-二羰基化合物,DDQ可用作合成烯二酮中的氧化剂。此外,一些专门的系统在DDQ氧化时提供更好的产量。[17]

(13)

SelenAlt3.

实验条件和程序

典型条件

有机硒试剂是有毒的,应注意避免过度暴露。应尽可能使用苯硒氯化物进行Selenylation。氧化消除反应应在非极性溶剂中进行,以避免极性副反应,例如seleno-Pummerer反应。约束或高度可烯醇化的α-苯基硒基羰基化合物应在低温下用臭氧或mCPBA(而不是过氧化氢)处理以避免副反应。

氧化 - 消除过程产生苯硒酸和二苯基二硒醚的摩尔比为1:1。由于前者在过氧化氢存在下缓慢降解,当通过碱提取反应完成时,应立即将其从反应混合物中除去。该提取物可用还原剂如硫代硫酸钠处理。

示例程序[18]

(14)

SelenEx.

将丁基锂的己烷溶液(8mL,13.66mmol)和二异丙胺(新蒸馏的,1.94mL,13.66mmol)的无水THF(14mL)溶液在0℃和氩气下搅拌。冷却至-78℃后,加入内酰胺原料(1.2g,6.83mmol)的无水THF(7mL)溶液。10分钟后,缓慢加入苯乙烯基氯(1.3g,6.83mmol,从己烷中重结晶)的无水THF(8mL)溶液。5分钟后,使反应温热至室温,然后倒入甲酸盐缓冲液(pH3; 180mL)中并用乙醚萃取。将萃取液干燥并蒸发,并通过快速色谱法(己烷 - 乙酸乙酯,7:3)纯化油状残余物(2.35g),得到硒化物(1.28g,3.86mmol,产率56.5%); 1 1 H NMRδ1.90-2.60(2 H,M,CH 2),2.95(1H,m,CHD),3.98(1H,m,CHSePh),4.42(2H,s,CH 2苄基),和7.00-7.85(10H,芳族络合物); m / z:331,175,157,91(100%)。蒸馏样品用于分析目的,得到纯硒化物,沸点240°(0.2mm Hg)。肛门。17 H 16 DNOSe的计算值:C,61.6; H,5.5; N,4.2。实测值:C,61.5; H + D 5.4; N,4.1。

将苯基硒基吡咯烷酮(782mg,2.36mmol)溶解在乙醇(8.6mL)中并将溶液冷却至0°。然后滴加过氧化氢(35%,1.4mL)并将混合物在0°搅拌(通过TLC,二氯甲烷 - 丙酮,85:15监测反应)。30分钟后,缓慢加入七水合硫酸亚铁(4.12g,14.8mmol)的水(20mL)溶液。将混合物用水(40mL)稀释,并用二氯甲烷萃取。用碳酸氢钠水溶液和水洗涤有机层,干燥并蒸发。通过快速色谱法(洗脱剂二氯甲烷 - 丙酮87:13)纯化后,得到吡咯酮产物(344mg,1.98mmol),产率83.7%; IR 3000,2150,1675 cm -1 ; 1 1 H NMRδ3.85(1 H,M,CDH),4.61(2 H,S,CH2苄基),6.20(1H,d,CH,J = 6Hz),7.02(1H,d,CH,J = 6Hz)和7.26(5H,芳族络合物); [α] D = + 1.48°(c 5.19,CHCl 3); m / z:174(M +),173,106和91(100%)。从二异丙醚中结晶的样品的熔点为60-61°。肛门。11 H 10 DNO的计算值:C,75.8,H + D,6.9; N,8.0。实测值:C,75.6; H + D,6.8; N,7.9。


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