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搅一搅,羟基变溴/氯

含有卤素的化合物具有很多用途,比如:药物和农用化学品的合成中间体,我们生活中离不开的PVC材料等。含卤化合物很多特异的价值及其特殊的性质是因为其具有极化的碳-卤键,它们是反应性来源以及各种合成转化的起点。尽管含卤化合物很重要,但是含卤化合物的来源或合成,很多是相当的不经济或者对环境相当的不友好。从另一个方面来考虑,醇的来源广泛且易得,如果能找到简单方便的反应让羟基转化成卤素,那个这个转化将具有极大的价值。实际上,将羟基用亲核取代的方法进行转换也是化学研究的重要研究方向之一。

醇的经典卤化方法是众所周知的,主要是通过将醇转化为易于被卤化物亲核试剂置换的中间体来进行。事实上,Mitsunobu反应也是一种广泛使用的方法。然而,由于与偶氮二羧酸盐相关的热危害并且因为它是高度原子低效性,所以它不适合大规模制备。同样,无处不在的Appel反应,反应底物范围有限,需要四卤甲烷,并且还会产生大量的waste,所以也不是完美的选择。Nguyen等人证明N-杂环卡宾(NHC)和N-卤代琥珀酰亚胺(NX)可用作伯醇和仲醇的Appel型卤化反应的化学计量氧化还原试剂,但是该方法不适用于叔醇。最近值得注意的是,硫脲在醇的广泛的转化中具有重要作用。硫脲衍生物在不对称反应中也被证明是有效的。

在此,作者提出了一种直接的方法,使用硫脲和N-卤代琥珀酰亚胺(NXS)在温和条件下一步直接将各种醇转化为烷基溴化物和氯化物。试剂的可用性和低成本以及回收琥珀酰亚胺副产物的可能性使得该反应非常经济且原子效率高,因此对于学术界和工业生产都是非常重要的且高效的。

作者通过优化条件,发现0.45eq.DMTU,1.5eq.的NXS在0.25M浓度的DCM溶液中可以快速且高产率的将醇羟基转化为卤素。

作者又给这个反应的机理做了解释,同时还进行了反应底物的扩大研究:条件为: Halogenation of alcohols. Conversions were determined by GC−MS. Reaction conditions: alcohol (0.25 M in DCM) and DMTU (0.45

equiv) at r.t., NBS (1.5 equiv., Condition A), NCS (1.5 equiv., Condition B); and irradiation at λ = 350 nm. aGC−MS yields. bAlcohol 1h, NBS (3

equiv), and DMTU (0.9 equiv). cAlcohol 1o (hexane-1,6-diol), NCS (3 equiv), and DMTU (0.9 equiv). d 1H NMR conversion.

在扩大底物范围研究时,发现一些官能团与反应条件不相容。这些包括碳-碳双键,它们也经历溴化,硫醇(氧化成二硫化物)和碱性胺(反应缓慢);但是发现吡啶是相容的。底物研究还包括:伯醇,仲醇,叔醇和苄基醇。吸电子和供电子的官能团在苄醇的芳族基团中都是可以容忍的。此外,1e的反应还突出了反应对酸敏感硼酸酯的耐受性,其可进一步用于Pd催化的偶联反应。

毫无疑问,这种方法相对于现有方法的主要优点是其简单性和成本的低廉。为了改善该方法的“环境友好性”,将克级规模合成化合物2e的琥珀酰亚胺副产物过滤并在溴溶液中溴化以回收。这个额外的步骤使得这种新的反应高度原子经济;当与温和的反应条件(室温),廉价的试剂和广泛的底物范围相结合时,揭示了这种重要的合成转化方法的新颖且便利性。

该研究提供一种在非常温和的条件下以令人惊讶的容易方式使用硫脲催化醇的卤化的一般途径。该反应可以在许多不同类型的醇上进行,包括伯醇,仲醇和叔醇,并且与多种官能团相容。事实上,醇类是普遍存在的天然产物,硫脲类,NCS和NBS非常便宜,可以批量获得,安全并且适合工业放大,并且通过回收获得的琥珀酰亚胺可以使反应具有高原子效率。

来源:漫游药化


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