实现卤代反应的关键是卤代试剂,结合本文的内容,下面将对有机卤代反应中溴代、氯代和氟代试剂的现状和研究进展作部分介绍。
1.2.3.2.1有机溴代反应中溴代试剂
溴代反应是有机化学和有机合成中的重要基础反应之一,有机溴代物往往作为医药或农药的中间体被广泛利用。其中溴代试剂在溴代反应中起到了重要作用。
单质溴,是最传统的溴代试剂,由于其价格低廉,仍然在一些有机合成中得到使用。例如:最近几年在药物Pagoclone的开发过程中,涉及一个溴代反应[19]。其中使用了单质溴作为溴代试剂,溴代的位置具有一定的区域选择性。通常,对于酮类化合物而言,溴代反应往往发生在取代基较多的一侧,但当以化合物1-28为底物时,情况有所不同,1位溴代产物1-29为主要产物,在粗产物中1-溴代化合物1-29与3-溴代化合物1-30的比例为63:37。利用这一特点,可以在不对称酮类化合物的1位具有一定选择性地引入官能团,从而达到合成特殊结构的目的。试论节目主持人在微博传播中的角色定位
图1-9 具有一定区域选择性的溴代反应
但是单质溴由于其毒性大、易挥发、不易操作等缺点,与绿色化学的宗旨有点出入,所以为了减少溴代反应过程中有毒物质的使用,学者们对于其他溴代试剂也有了一定研究。
N-溴代丁二酰亚胺(NBS)是溴代反应中又一种常用试剂。Wohl-Zieyler反应是最典型的、使用NBS的反应实例[20]。
NBS在不同反应中具有不同的反应机理。在光、过氧苯甲酰或者偶氮异丁腈(AIBN)的引发下,NBS往往经历自由基反应历程。在酸性条件催化下,NBS可以释放出溴正离子,然后经历离子型反应机理。
通常,NBS在光照或自由基引发剂的条件下可以用于苄位或烯丙位的溴代。如果改变反应条件溴代反应还可以发生在芳环上。例如:在光照条件下,溶解于乙睛中的NBS可以选择性地使邻甲氧基甲苯的侧链甲基发生一溴代反应,得到溴代物;而在无光照条件下,溴代反应则选择性地发生在苯环上,得到溴代产物[21]。
图1-10 NBS经历自由基机理的溴代反应
有时,为了形成更稳定的自由基,在某些结构的卤取代反应中,可发生双键的移位或重排。例如:化合物在光照条件下以自由基机理发生溴代反应,中间体被认为经历自由基的重排,从而产生了溴代产物[22]。
图1-11 NBS经历自由基机理产生重排产物的溴代反应
在绿色化学的挑战下,近年来,也有许多研究者把目光投向了绿色介质中的NBS溴代反应。比如:斯洛文尼亚的M. Zupan及其同事报道了在无溶剂状态下的苯乙酮类化合物α位溴代反应[23]。在无溶剂状态下,苯乙酮类化合物在NBS和对甲苯磺酸的作用下,直接进行溴代反应,溴代产物的产率在60-97%之间。
图1-12 利用NBS进行无溶剂状态下的羰基α位溴代反应
NBS作为优良的溴代试剂,使用方便,具有较高活性、高选择性的优点,在许多有机合成反应中都得到了充分的应用,也是诸多实验室常选的溴代试剂[24,25]。但是NBS存在着价格相对昂贵的缺点,限制了它在大规模工业生产上的广泛应用。因此有许多其它试剂也被尝试用于溴代反应,以期以更低的成本获得更好的溴代产率、选择性和得到了更广泛的应用。
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