三氨基胍的酰化
三氨基胍极易溶于水[34],三氨基胍氯化物(TAG-Cl,1)可溶于热水或水/乙醇混合物,但两者都不溶于或微溶于普通有机溶剂。由于不能避免水性介质,这些性质对酰化反应造成障碍,因此预期只有对水解不敏感的酰化试剂才能成功。我们确实发现,在强碱性水溶液中通过去质子化1原位产生的三氨基胍可以用3,4,5-三甲氧基苯甲酰氯(2b)有效地酰化形成N,N ',N ''-tris(酰基氨基)氯化胍3(方案2)。在这些条件下,酰氯的水解不是竞争反应,并且在回流条件下(参见方案1)1与甲酸反应所观察到的1,2,4-三唑的形成也不会发生。
方案2:三酰基氯化胍(1)与酰氯2b的 三重N-酰化。
另一方面,在各种条件下不能用苯甲酰氯和乙酰氯进行类似的酰化反应,包括在二恶烷和其它非质子极性溶剂中应用较弱的碱(NEt 3,Na 2 CO 3)。
1,2,3-三(苄基氨基)氯化胍氯化物与酰氯反应
作为N,N ',N '' - 三(烷基氨基)胍的例子,我们最近描述了N,N ',N '' - 三(苄基氨基)氯化胍(4)的合成[3]。由于上述溶解度问题,TAG-Cl(1)的直接烷基化是不可能的,因此采用两步法 - 将1转化为N,N ',N '' - 三(亚苄基氨基)氯化胍氯化物,然后催化开发了亚胺基团的氢化。氟苯基取代的盐5类似地准备了。根据反应条件,发现胍盐4和5以两种不同的方式与酰氯2反应(方案3)。当在固体碳酸钠存在下将酰氯缓慢加入到胍盐的氯仿溶液中时,形成预期的N,N ',N'-三(酰氨基)胍6作为主要产物。既利用弱碱和温和的反应温度有利于形成6在竞争性地形成介离子化合物的费用7。这可以看出酰化在图4中用苯甲酰氯,其中需要升高的温度以实现足够快的转化,并获得6a和7a的混合物(方案3和表1)。
方案3: 1,2,3-三(苄基氨基)胍盐4和5与酰氯反应得到1,2,3-三(酰基氨基)胍6和中间离子1,2,4-三唑-3-氨基化物7。看表1为Ar,R和的产率7。
另一方面,当酰化反应在高温下在强碱(NaOH水溶液)存在下进行时,中离子(1 H -1,2,4-三唑-4-鎓-3-基)肼-1 -7a -e以中等至良好的产率形成(方案3,方法A; 表1)。由于易于水解4-硝基苯甲酰氯(2c),碱性介质必须用固体碳酸钾代替,然而,这产生了6c和7c的可分离混合物。应该强调的是,尽管胍盐4和5的酰化反应的两个程序已经过优化,可以得到6或7选择性地,不期望的产品可以在某些情况下,通过在特征信号检测1的粗产物的混合物的1 H NMR光谱。
可以合理地假设根据方法A(方案3)形成甜菜碱7通过中性胍衍生物6作为中间体进行。事实上,后一种化合物在相同的反应条件下转化为甜菜碱7(方法B)。然而,就产量而言,直接的一步法(方法A)被证明是更好的选择,如甜菜碱7b-d所发现的(表1)。
方案3中所示的所有反应均在不存在空气的情况下进行,因为盐4和5在碱性条件下在氧气存在下经历部分氧化降解。事实上,当在空气存在下进行4和2b(NaOH 5M,CH 3 CN,70℃)的反应时,分离出3,4,5-三甲氧基苯甲酰胺,产率为20%。
类似于结构相关的胍(N-脲基而不是N-酰基取代[3])和N,N ',N '' - 三(异亚丙基氨基)胍[10],三(酰基氨基)胍的1 H NMR信号图6(支持信息文件1)显示了在宽温度范围内的聚结,而没有达到高达350K的快速交换方式。例如,在298K记录的6b的1 H NMR光谱示于图1(支持信息文件1)。这是几个动态过程的结果,即构象和质子平衡。在13另一方面,6a-d的13 C NMR光谱表明在300K附近的静态不对称分子,显示例如三个CH 2和C 羰基核的单独信号。
对6b进行单晶X射线结构测定,当从乙醇中结晶时,得到合适的6b ·2C 2 H 5 OH晶体。可以确认胍结构(图1)。值得注意的是分子的不对称形状:在胍的CN 3核心所定义的平面上方和下方有两个苄基。这与相关的1,2,3-三(1-苄基-3-苯基脲基)胍[3]的结构形成对比,其中所有三个苄基位于一侧,三个极性脲基分支通过相互连接。 N-H···O氢键,位于CN 3的另一侧平面。另一方面,在6b中,两个胍N-H键和一个羰基氧原子参与与乙醇分子的氢键。