新聞動(dòng)態(tài)
有機(jī)疊氮化物是合成含氮化合物的重要中間體，疊氮基團(tuán)在大部分情況下是穩(wěn)定的，但在特殊條件下它表現(xiàn)出特征反應(yīng)性。例如，有機(jī)疊氮化物與等當(dāng)量的伯胺反應(yīng)，并用于Staudinger反應(yīng)。疊氮化物的光敏性也被廣泛用于研究配體-靶受體及其結(jié)合位點(diǎn)結(jié)構(gòu)的光親和性標(biāo)記。最近，Cu（I）催化的反應(yīng)被發(fā)現(xiàn)非?？煽?，并被廣泛用于點(diǎn)擊化學(xué)（鏈接化學(xué)），從而有機(jī)疊氮化物和末端炔烴的1,3-偶極反應(yīng)（Huisgen反應(yīng)）再次進(jìn)入有機(jī)化學(xué)合成領(lǐng)域的中心階段。
有機(jī)疊氮化合物的合成方法一直在高速發(fā)展，其中有機(jī)疊氮化合物中帶有離去基團(tuán)的親核取代反應(yīng)較為常用。芳基鹵化物和芳基重氮鹽是用作親電試劑，前者需要在離去基團(tuán)的對(duì)位或鄰位具有強(qiáng)的吸電子基團(tuán)，而后者作為底物受到限制，因?yàn)榉蓟氐}是具有高度活性的中間體。借助催化劑Cu（Ⅱ），三氟甲磺?；B氮化物（TfN3）將重氮轉(zhuǎn)移至伯胺是合成有機(jī)疊氮化物的替代方法。該方法在溫和的反應(yīng)條件下進(jìn)行，轉(zhuǎn)化只需要一步反應(yīng)且產(chǎn)率高。然而，TfN3具有爆炸性，需要非常小心的處理。近期有報(bào)道稱咪唑-1-磺酰疊氮化物鹽酸鹽可為重氮轉(zhuǎn)移試劑，它是結(jié)晶性固體，在80℃（分解溫度）以下是穩(wěn)定的，具有與TfN3幾乎相同的反應(yīng)性。
Mitsuru團(tuán)隊(duì)報(bào)道了2-疊氮基-1,3-二甲基咪唑鎓氯化物（ADMC）是1,3-二羰基化合物的有效重氮轉(zhuǎn)移試劑。在該反應(yīng)中，重氮化產(chǎn)物容易分離，因?yàn)槲ㄒ豢蓹z測(cè)的副產(chǎn)物1,3-二甲基-2-咪唑啉酮（DMI）易溶于水，可通過(guò)用水洗滌反應(yīng)液去除，從而得到純度較高的重氮化合物。
圖1
然而，ADMC由于其吸濕性在其合成過(guò)程中分離度較差。相反，相應(yīng)的2-疊氮基-1,3-二甲基咪唑鎓六氟磷酸鹽（ADMP）則為穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)，分離度較好，并且有著較強(qiáng)的向伯胺重氮轉(zhuǎn)移的能力。沖擊敏感性試驗(yàn)和摩擦敏感性測(cè)試表明ADMP的爆炸性在可控范圍內(nèi)，圖2顯示了ADMP在200℃左右時(shí)觀察到放熱分解。這些結(jié)果表明ADMP可以在其分解溫度以下安全使用，優(yōu)選在不超過(guò)100℃使用更加安全可靠。
圖2
選用ADMP與對(duì)位取代的苯胺進(jìn)行重氮轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)，首先與4-甲氧基苯胺通過(guò)三乙胺作堿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)在室溫下順利進(jìn)行，得到相應(yīng)的4-甲氧基苯基疊氮化物。該反應(yīng)中，可以檢測(cè)到副產(chǎn)物DMI，類似于以上提到的1,3-二羰基化合物的重氮化反應(yīng)（表1）。因?yàn)镈MI與目標(biāo)產(chǎn)物極性相差很大，它們很容易分離。
表1
然后就是與對(duì)乙酰苯胺的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)乙酰苯胺是一種不適合與TfN3進(jìn)行重氮化轉(zhuǎn)移的底物。當(dāng)三乙胺作堿時(shí)，得到的疊氮化物僅有8%，即使提高反應(yīng)溫度至50℃反應(yīng)7小時(shí)效果也不好。實(shí)驗(yàn)表明強(qiáng)堿或有機(jī)堿如DBU都不適合此反應(yīng)，但發(fā)現(xiàn)吡啶型堿有較好的效果，通過(guò)使用DMAP作堿收率達(dá)到83%，添加五水硫酸銅沒(méi)有顯著效果。同時(shí)也做了苯胺與ADMC的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果與ADMP相比產(chǎn)率偏低。
為了探索該反應(yīng)的范圍，以DMAP作堿將多種伯胺與ADMP反應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)1-13中（表2）顯示，非取代苯胺和具有給電子基團(tuán)的苯胺在室溫下與ADMP反應(yīng)，均以高產(chǎn)率得到相應(yīng)的疊氮化物。使用微過(guò)量的ADMP與單鹵代苯胺在50℃反應(yīng)，產(chǎn)品收率也很高。強(qiáng)吸電子基團(tuán)取代的苯胺（如乙?；⑶杌拖趸?，使用過(guò)量的ADMP在DMAP作用下也有不錯(cuò)的收率。在鄰位二取代苯胺的情況下，取代基的作用是顯著的。無(wú)論空間位阻如何，具有二甲基的苯胺都以良好的產(chǎn)率得到相應(yīng)的疊氮化物，而二氯苯胺僅得到22%的疊氮化物，這可能是由于低親核性導(dǎo)致。1-萘胺也與相應(yīng)的苯胺有類似地反應(yīng)。
接下來(lái)，研究了ADMP與伯烷基胺的反應(yīng)。以DMAP作堿與2-苯基乙胺的反應(yīng)中，僅有21%的收率，并生成79%的胍。當(dāng)用三乙胺作堿時(shí)，收率增至74%。同樣，在環(huán)己胺重氮化時(shí)，三乙胺作堿優(yōu)于DMAP。而仲烷基胺和叔烷基胺以DMAP作堿時(shí)有較高的轉(zhuǎn)化率。
表2
研究表明（圖3），反應(yīng)中親核性強(qiáng)的堿更適合高度親核的伯胺，其有兩種作用：中和生成的酸和活化ADMP?；谶@一考慮，與伯胺相比在堿更親核的情況下，堿首先與ADMP反應(yīng)生成中間體Ⅰ，然后被伯胺取代生成中間體Ⅱ、六氟磷酸鹽和堿，中間體Ⅱ發(fā)生分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移從而生成相應(yīng)的疊氮化合物。在伯胺比堿更親核情況下，伯胺在ADMP的a和b位置攻擊，分別生成胍和相應(yīng)的疊氮化合物。
圖3
