高考化學反應——脫水反應
來源:好上學 ??時間:2023-07-28
在有機化學合成中,從羥基(包括仲醇、叔醇)脫水形成烯烴的轉(zhuǎn)化是一類非常重要的轉(zhuǎn)化,其中經(jīng)典的反應就是基礎(chǔ)有機化學中的黃原酸酯消除,除此之外,常用的是兩個脫水劑(Martin Sulfurane 和Burgess脫水劑)的脫水反應。下面我們分別予以介紹(其它的脫水反應后續(xù)介紹)。
黃原酸酯消除
黃原酸酯消除也叫Chugaeve(楚加耶夫)消除反應,如圖1所示,羥基化合物在堿性條件下和二硫化碳以及碘甲烷反應形成黃原酸酯,然后加熱條件下發(fā)生分子內(nèi)消除,經(jīng)歷六元環(huán)過渡態(tài),順式消除,得到烯烴,放出硫氧化碳和硫醇,該反應的優(yōu)點是不發(fā)生碳架的異構(gòu)和雙鍵的遷移。
圖 1 黃原酸酯消除
圖 2 黃原酸酯消除反應的機理
Martin試劑
Martin試劑,也叫Martin sulfurane, 雙[a,a-雙(三氟甲基)苯乙醇]-二苯基硫,結(jié)構(gòu)式如圖3所示,也可以在溫和條件下脫水,但對水敏感,最好保存在手套箱中。
圖 3 Martin sulfurane的結(jié)構(gòu)
J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13127-13129
圖 4 Martin 脫水反應應用一
Michael A. Calter教授在天然產(chǎn)物的合成中,就使用Martin試劑立體選擇性地生成了烯酮,產(chǎn)率高達82%,二氯甲烷中零度反應,很快就可以反應完全。
近期,北京大學楊震教授在復雜天然產(chǎn)物Lancifodilactone G醋酸酯的不對稱全合成中,也用到了這一反應,在整個合成的后期,具有八環(huán)體系的復雜底物中,化合物25到26的轉(zhuǎn)化,Martin脫水反應也能在室溫下5分鐘就以80%的收率得到產(chǎn)物,體現(xiàn)了該反應的實用性和優(yōu)越性。(今日化學前沿 20200426)
DOI:10.1021/jacs.7b02561
圖 5 Martin 脫水反應應用二
Burgess脫水劑
Burgess脫水劑,也叫伯吉斯試劑,是N-(三乙胺基硫酰)氨基甲酸甲酯,結(jié)構(gòu)如圖6所示??梢栽跍睾蜅l件下脫水,但該試劑對水和空氣都很敏感,需要使用新制備的試劑,保存的時候最好保存在手套箱中。反應機理如圖7,類似于黃原酸酯消除反應,也是經(jīng)分子內(nèi)六元環(huán)過渡態(tài)順式消除得到烯烴。
圖 6 Burgess脫水劑的結(jié)構(gòu)
圖 7 Burgess脫水反應的機理
可以由異氰酸氯砜酯與三乙胺在甲醇中反應制備,脫水時,由羥基進攻硫,而后發(fā)生順式消除。Burgess脫水劑還可以用于從甲酰胺脫水合成異腈化合物。
J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12655-12656
James H. Rigby教授曾在 (+)-Narciclasine的全合成中用到了Burgess脫水劑,化合物11中TBS在氟負離子下脫除,接著Burgess脫水,兩步以64%的產(chǎn)率得到化合物12中的雙鍵。
J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15394-15396
Phil S. Baran在天然產(chǎn)物Fischerindoles I的合成中就使用了Burgess脫水劑,最后一步13b到最終天然產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化中,將甲酰胺轉(zhuǎn)化為異腈化合物。
總結(jié)
這三個脫水反應都是非常重要的轉(zhuǎn)化,黃原酸酯消除試劑廉價,反應干凈,但需要兩步反應,有時候需要高溫加熱;Martin試劑和Burgess 試劑脫水操作簡便,反應快捷,但試劑相對較貴,且保存條件較為嚴格,這些反應各有利弊,可以互補。
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