Реакция Мицунобу
| Реакция Мицунобу | |
|---|---|
| Назван в честь | Ойо Мицунобу |
| Тип реакции | Реакция сцепления |
| Идентификаторы | |
| Портал органической химии | Мицунобу-реакция |
| RSC Идентификатор онтологии | RXNO: 0000034 |
Реакция Мицунобу представляет собой органическую реакцию , которая превращает спирт в различные функциональные группы, такие как сложный эфир , с использованием трифенилфосфина и азодикарбоксилата, такого как диэтилазодикарбоксилат (DEAD) или диизопропилазодикарбоксилат (DIAD). [1] Хотя чаще всего используются DEAD и DIAD, существует множество других доступных азодикарбоксилатов, которые облегчают обработку и/или очистку и в некоторых случаях облегчают использование более основных нуклеофилов. Его открыл Ойо Мицунобу (1934–2003). В типичном протоколе растворяют спирт, карбоновую кислоту и трифенилфосфин в тетрагидрофуране или другом подходящем растворителе (например, диэтиловом эфире ), охлаждают до 0 °C на ледяной бане, медленно добавляют ДЭАД, растворенный в ТГФ, затем перемешивают при температуре комнатной температуре в течение нескольких часов. [2] Спирт реагирует с фосфином, образуя хорошую уходящую группу, а затем подвергается инверсии стереохимии 2 , классическим способом S N когда нуклеофил вытесняет ее. Обычный побочный продукт образуется, когда азодикарбоксилат замещает уходящую группу вместо желаемого нуклеофила. Это происходит, если нуклеофил недостаточно кислый ( pK a больше 13) или недостаточно нуклеофилен из-за стерических или электронных ограничений. Вариант этой реакции с использованием нуклеофила азота известен как реакция Фукуямы-Мицунобу.
Опубликовано несколько обзоров. [3] [4] [5] [6] [7]
Механизм реакции
[ редактировать ]Механизм реакции Мицунобу довольно сложен. Личность промежуточных звеньев и роли, которые они играют, были предметом дискуссий.
Первоначально трифенилфосфин ( 2 ) подвергает нуклеофильной атаке диэтилазодикарбоксилат ( 1 ) с образованием бетаинового интермедиата 3 , который депротонирует карбоновую кислоту ( 4 ) с образованием ионной пары 5 . Образование ионной пары 5 происходит очень быстро.
Предполагается, что вторая фаза механизма является фосфорцентрированной, при этом DEAD превращается в гидразин. Соотношение и взаимопревращение интермедиатов 8 – 11 зависят от рК а карбоновой кислоты и полярности растворителя. [8] [9] [10] Хотя присутствует несколько фосфорных интермедиатов, атака карбоксилат-аниона на интермедиат 8 является единственным продуктивным путем с образованием желаемого продукта 12 и оксида трифенилфосфина ( 13 ).
Образование оксифосфониевого интермедиата 8 происходит медленно и облегчается алкоксидом. Следовательно, общая скорость реакции контролируется основностью карбоксилата и сольватацией. [11]
Порядок добавления реагентов
[ редактировать ]Порядок добавления реагентов реакции Мицунобу может иметь значение. Обычно спирт, карбоновую кислоту и трифенилфосфин растворяют в тетрагидрофуране или другом подходящем растворителе (например, диэтиловом эфире ), охлаждают до 0 °C на ледяной бане, медленно добавляют ДЭАД, растворенный в ТГФ, затем перемешивают при комнатной температуре для несколько часов. Если это не удастся, предварительное формование бетаина может дать лучшие результаты. Чтобы получить бетаин, добавьте DEAD к трифенилфосфину в тетрагидрофуране при 0 ° C, затем добавьте спирт и, наконец, кислоту. [12]
Вариации
[ редактировать ]Другие нуклеофильные функциональные группы
[ редактировать ]могут служить и многие другие функциональные группы нуклеофилами Помимо карбоновых кислот, . Чтобы реакция прошла успешно, нуклеофил должен иметь рК а менее 15.
| Нуклеофил | Продукт |
|---|---|
| азотистоводородная кислота | алкилазид |
| имид | замещенный имид [13] |
| фенол | алкилариловый эфир (открыт независимо [14] [15] ) |
| сульфаниламид | замещенный сульфаниламид [16] |
| арилсульфонилгидразин | алкилдиазен (подвержен перициклическому или свободнорадикальному дедиазотированию с образованием аллена ( синтез аллена Майерса ) или алкана ( дезоксигенирование Майерса ) соответственно) [17] |
Модификации
[ редактировать ]Было разработано несколько модификаций исходной комбинации реагентов, чтобы упростить разделение продукта и избежать образования большого количества химических отходов. В одном из вариантов реакции Мицунобу используется связанный со смолой трифенилфосфин и ди- трет -бутилазодикарбоксилат вместо DEAD. Окисленную трифенилфосфиновую смолу можно удалить фильтрованием, а побочный продукт ди- трет -бутилазодикарбоксилат удаляют обработкой трифторуксусной кислотой . [18] Брюс Х. Липшуц разработал альтернативу DEAD, ди-(4-хлорбензил)азодикарбоксилат (DCAD), в котором побочный продукт гидразина можно легко удалить фильтрацией и переработать обратно в DCAD. [19]
Сообщалось также о модификации, в которой ДЭАД можно использовать в каталитических, а не стехиометрических количествах, однако эта процедура требует использования стехиометрического (диацетоксииод) бензола для окисления побочного продукта гидразина обратно до ДЭАД. [20]
Дентон и его коллеги сообщили о окислительно-восстановительно-нейтральном варианте реакции Мицунобу, в котором используется катализатор фосфора (III) для активации субстрата, обеспечивая инверсию нуклеофильной атаки, и используется ловушка Дина-Старка для удаления побочного продукта воды. . [21]
Фосфорановые реагенты
[ редактировать ]Цунода и др. что можно объединить трифенилфосфин и диэтилазодикарбоксилат в один реагент: фосфоранилид показали , . Как (цианометилен)триметилфосфоран (CMMP, R = Me), так и (цианометилен)трибутилфосфоран (CMBP, R = Bu) оказались особенно эффективными. [22]
Илид действует как восстановитель и основание. Побочными продуктами являются ацетонитрил ( 6 ) и оксид триалкилфосфина ( 8 ).
Использование
[ редактировать ]Реакция Мицунобу была применена при синтезе ариловых эфиров : [23]
С этими конкретными реагентами превращение с DEAD не удается, поскольку гидроксильная группа является слабокислотной. Вместо этого используется родственный 1,1'-(азодикарбонил)дипиперидин (ADDP), промежуточный продукт бетаина которого является более сильным основанием. Фосфин представляет собой трифенилфосфин на полимерном носителе (PS-PPh 3 ).
Реакция была использована для синтеза хинина , колхицина , сараина, морфина , стигмателлина , эвдистомина , осельтамивира , стрихнина и нуфарамина . [24]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Мицунобу, О.; Ямада, Ю. (1967). «Получение эфиров карбоновой и фосфорной кислот через четвертичные фосфониевые соли». Бюллетень Химического общества Японии . 40 (10): 2380–2382. дои : 10.1246/bcsj.40.2380 .
- ^ «Процедура органического синтеза» . orgsyn.org . Проверено 13 февраля 2023 г.
- ^ Мицунобу, О. (1981). «Использование диэтилазодикарбоксилата и трифенилфосфина в синтезе и трансформации натуральных продуктов». Синтез . 1981 (1): 1–28. дои : 10.1055/s-1981-29317 .
- ^ Кастро, БР (1983). «Замена спиртовых гидроксильных групп галогенами и другими нуклеофилами через промежуточные оксифосфониевые соединения». Замена спиртовых гидроксигрупп галогенами и другими нуклеофилами через промежуточные оксифосфониевые соединения . Том. 29. стр. 1–162. дои : 10.1002/0471264180.или 029.01 . ISBN 9780471264187 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Хьюз, Д.Л. (1992). «Реакция Мицунобу». Органические реакции . Том. 42. стр. 335–656. дои : 10.1002/0471264180.или042.02 . ISBN 9780471264187 .
- ^ Хьюз, Д.Л. (1996). «Прогресс реакции Мицунобу. Обзор». Органические препараты и процедуры International . 28 (2): 127–164. дои : 10.1080/00304949609356516 .
- ^ Свами, KCK; Кумар, ННБ; Балараман Э. и Кумар, КВПП (2009). «Мицунобу и родственные реакции: достижения и применения». Химические обзоры . 109 (6): 2551–2651. дои : 10.1021/cr800278z . ПМИД 19382806 .
- ^ Гроховский, Э.; Хилтон, Б.Д.; Куппер, Р.Дж.; Мичейда, CJ (1982). «Механизм реакций дегидратации, индуцированных трифенилфосфином и диэтилазодикарбоксилатом (реакция Мицунобу). Центральная роль промежуточных соединений пятивалентного фосфора». Журнал Американского химического общества . 104 (24): 6876–6877. дои : 10.1021/ja00388a110 .
- ^ Кэмп, Д.; Дженкинс, ID (1989). «Механизм реакции этерификации Мицунобу. Часть I. Участие фосфоранов и солей оксифосфония». Журнал органической химии . 54 (13): 3045–3049. дои : 10.1021/jo00274a016 .
- ^ Кэмп, Д.; Дженкинс, ID (1989). «Механизм реакции этерификации Мицунобу. Часть II. Участие (ацилокси)алкоксифосфоранов». Журнал органической химии . 54 (13): 3049–3054. дои : 10.1021/jo00274a017 .
- ^ Хьюз, Д.Л.; Ример, РА; Берган, Джей-Джей; Грабовски, EJJ (1988). «Механистическое исследование реакции этерификации Мицунобу». Журнал Американского химического общества . 110 (19): 6487–6491. дои : 10.1021/ja00227a032 .
- ^ Воланте, Р. (1981). «Новый высокоэффективный метод превращения спиртов в тиоэфиры и тиолы». Буквы тетраэдра . 22 (33): 3119–3122. дои : 10.1016/S0040-4039(01)81842-6 .
- ^ Хегедус, Л.С.; Холден, Миссисипи; Маккирин, Дж. М. (1984). «цис-N-ТОЗИЛ-3-МЕТИЛ-2-АЗАБИЦИКЛ[3.3.0]OCT-3-ENE» . Органические синтезы . 62:48 ; Сборник томов , т. 7, с. 501 .
- ^ Манхас, Магхар С.; Хоффман, штат Вашингтон; Лал, Банси; Бозе, Аджай К. (1975). «Стероиды. Часть X. Удобный синтез алкилариловых эфиров». Журнал Химического общества, Perkin Transactions 1 (5): 461–463. дои : 10.1039/P19750000461 .
- ^ Биттнер, Шмуэль; Ассаф, Йонит (1975). «Использование активированных спиртов при образовании ариловых эфиров». Химия и промышленность (6): 281.
- ^ Куросава, В.; Кан, Т.; Фукуяма, Т. (2002). «ПОЛУЧЕНИЕ ВТОРИЧНЫХ АМИНОВ ИЗ ПЕРВИЧНЫХ АМИНОВ ЧЕРЕЗ 2-НИТРОБЕНЗОЛСУЛЬФОНАМИДЫ: N-(4-МЕТОКСИБЕНЗИЛ)-3-ФЕНИЛПРОПИЛАМИН» . Органические синтезы . 79 :186 ; Сборник томов , т. 10, с. 482 ..
- ^ Майерс, Эндрю Г.; Чжэн, Бинь (1996). «Новый и стереоспецифический синтез алленов за один этап из пропаргиловых спиртов». Журнал Американского химического общества . 118 (18): 4492–4493. дои : 10.1021/ja960443w . ISSN 0002-7863 .
- ^ Пеллетье, Дж. К.; Кинкейд, С. (2000). «Модификации реакции Мицунобу, позволяющие выделять продукты без хроматографии: применение к небольшой параллельной библиотеке». Буквы тетраэдра . 41 (6): 797–800. дои : 10.1016/S0040-4039(99)02214-5 .
- ^ Липшуц, Б.Х.; Чанг, Д.В.; Богатый. Б.; Коррал, Р. (2006). «Упрощение реакции Мицунобу. Ди-п-хлорбензил азодикарбоксилат: новый азодикарбоксилат». Органические письма . 8 (22): 5069–5072. дои : 10.1021/ol0618757 . ПМИД 17048845 .
- ^ Но, Тай; Той, PH (2006). «Органокаталитические реакции Мицунобу». Журнал Американского химического общества . 128 (30): 9636–9637. дои : 10.1021/ja063141v . ПМИД 16866510 .
- ^ Беддоу, Райдиан Х.; Эндрюс, Кейт Г.; Магне, Валентин; Катбертсон, Джеймс Д.; Саска, Ян; Шеннон-Литтл, Эндрю Л.; Шанахан, Стивен Э.; Снеддон, Хелен Ф.; Дентон, Росс М. (30 августа 2019 г.). «Окислительно-нейтральные органокаталитические реакции Мицунобу» . Наука . 365 (6456): 910–914. Бибкод : 2019Sci...365..910B . дои : 10.1126/science.aax3353 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 31467220 . S2CID 201672396 .
- ^ Цунода, Т.; Нагино, К.; Огури, М.; Ито, С. (1996). «Алкирование по типу Мицунобу активными метиновыми соединениями». Буквы тетраэдра . 37 (14): 2459–2462. дои : 10.1016/0040-4039(96)00318-8 .
- ^ Хамфрис, PS; Делай, QQT; Уилхайт, DM (2006). «ADDP и PS-PPh3: эффективный протокол Мицунобу для приготовления агонистов PPAR пиридинового эфира» . Журнал органической химии Бейльштейна . 2 (21): 21. дои : 10.1186/1860-5397-2-21 . ПМК 1705810 . ПМИД 17076898 .
- ↑ Реакция Мицунобу в SynArchive , доступ 26 апреля 2014 г.
См. также
[ редактировать ]| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
