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Bestmann-Ohira-试剂:
从醛合成炔烃的实验方案

乙炔化学一直以来都是分子科学的重要组成部分。其在有机合成、材料科学、生物有机化学一系列领域都具有极大的潜力,可用在多种应用中。部分实例包括烯二炔(DNA-裂解剂)、“点击化学”工具和嵌块。 因此,这些特性引发了对高效合成炔烃的需求。

重氮甲基膦酸二甲酯(DAMP)是一种常用的从醛类合成炔烃的试剂1,2。这种方法广泛替代了更早的Corey-Fuchs方法3和相关步骤.4,5。 DAMP的主​​要缺点是试剂必须在新鲜制备和分离后,才能在惰性气体氛围和低温环境下用于KOt金属化。 Corey-Fuchs方法涉及Wittig-Reactions,先生成1,1-二溴烯烃,随后消除氢卤化物。该两步法通常需要在低温和惰性气体氛围下使用强碱。为了解决上述缺陷,Bestmann报道了一种使用二甲基(1-重氮-2-氧代丙基)膦酸酯,来从醛类合成炔烃,是一种更环保的一锅法(方案1)。6-8

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方案 1.一锅法从醛合成炔烃。

特殊危害:腐蚀物,刺激物和易燃物(注意:为了全面了解所有相关危害,请参阅MatNo中每个组分的MSDS)。

一般实验步骤:

  1. 组装好带冷凝器的50mL三颈反应烧瓶,顶部配大孔径活塞,连通氩气鼓泡器和温度计。
  2. 用氩气冲洗烧瓶30分钟。
  3. 在氩气下,将醛(使用注射器)和碳酸钾(使用粉末漏斗)加入到反应烧瓶中。
  4. 通过抽真空和氩气回填三次循环对固体进行脱气,之后将反应烧瓶置于轻微氩气正压下。
  5. 使用套管在氩气下加入干燥甲醇。
  6. 在室温下搅拌反应混合物30分钟。得到浅灰色浑浊溶液。
  7. 在氩气下加入(1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯溶液(10%,乙腈溶液)。
  8. 在氩气、室温下搅拌反应混合物4小时。
  9. 通过薄层色谱(Rf = 0.80,100%己烷)监测反应。
  10. 用乙醚稀释反应混合物。
  11. 用5%碳酸氢钠水溶液洗涤反应混合物并用硫酸钠进行干燥。
  12. 蒸发溶剂后得到炔烃。

代表性实例:

用4-氯苯甲醛和(1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯溶液(10%,乙腈,742724)进行第一个实验以验证文献方法(方案2)。

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方案 2.利用4-氯苯甲醛合成1-氯-4-乙炔基苯。

1-氯-4-乙炔基苯:将4-氯苯甲醛和碳酸钾置于经烘箱干燥过的圆底烧瓶中。抽真空,然后用氩气填充烧瓶(重复两次)。加入无水甲醇,在室温下、氩气气氛下搅拌混合物30分钟。将(1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯溶液(10%,乙腈)加入到呈淡灰色的混浊反应混合物中。将混合物在室温、氩气气氛下搅拌4小时。通过薄层色谱监测反应。用乙醚稀释反应混合物,然后用碳酸氢钠水溶液(5%)洗涤,随后用硫酸钠干燥。蒸发溶剂,得到1-氯-4-乙炔基苯。

在得到优化条件之后,我们将该方法应用于其他含有含硫杂环(公式1)和脂肪链(公式2)的脂肪醇(方案3),以研究该方法的范围和局限性。

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方案 3.使用Bestmann-Ohira试剂合成其他炔烃。

材料
Loading
1.
Seyferth D, Marmor RS. 1971. Copper-catalyzed decomposition of some dimethylphosphono-substituted diazoalkanes. J. Org.Chem.. 36(1):128-136. http://dx.doi.org/10.1021/jo00800a026
2.
Corey E, Fuchs P. 1972. A synthetic method for formyl?ethynyl conversion (RCHO?RC?CH or RC?CR?). Tetrahedron Letters. 13(36):3769-3772. http://dx.doi.org/10.1016/s0040-4039(01)94157-7
3.
Bestmann HJ, Rippel HC, Dostalek R. 1989. Z-1-vinyliodide durch Wittig-reaktion. Tetrahedron Letters. 30(39):5261-5262. http://dx.doi.org/10.1016/s0040-4039(01)93757-8
4.
Müller S, Liepold B, Roth GJ, Bestmann HJ. 1996. An Improved One-pot Procedure for the Synthesis of Alkynes from Aldehydes. Synlett. 1996(06):521-522. http://dx.doi.org/10.1055/s-1996-5474
5.
Seyferth D, Marmor RS. 1971. Copper-catalyzed decomposition of some dimethylphosphono-substituted diazoalkanes. J. Org.Chem.. 36(1):128-136. http://dx.doi.org/10.1021/jo00800a026
6.
Corey E, Fuchs P. 1972. A synthetic method for formyl?ethynyl conversion (RCHO?RC?CH or RC?CR?). Tetrahedron Letters. 13(36):3769-3772. http://dx.doi.org/10.1016/s0040-4039(01)94157-7
7.
Bestmann HJ, Rippel HC, Dostalek R. 1989. Z-1-vinyliodide durch Wittig-reaktion. Tetrahedron Letters. 30(39):5261-5262. http://dx.doi.org/10.1016/s0040-4039(01)93757-8
8.
Müller S, Liepold B, Roth GJ, Bestmann HJ. 1996. An Improved One-pot Procedure for the Synthesis of Alkynes from Aldehydes. Synlett. 1996(06):521-522. http://dx.doi.org/10.1055/s-1996-5474

所有上述反应也都使用纯试剂(二甲基(1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸酯)进行,获得了与文献报道相似的产率。7