固体酸催化的2,5-二氢呋喃的分子间氢胺化反应文献综述
2020-03-23 09:50:22
有机含氮化合物广泛存在于自然界的各种生理活性天然产物中,并且几乎涵盖了大部分的医药化合物,因此无论在学术科研领域还是在工业生产行业都引起了广泛的关注。
含有双键或三键不饱和键的化合物和胺的加成反应是合成胺的一种简便方法, 又称为氢胺化反应(Hydroamination),是一类形式上将氮氢键加成到碳碳不饱和键的反应。该反应有诸多优点:(1)反应物利用率极高,具有100%的原子经济性。(2)反应简单,直接得到胺,没有副产物,符合绿色化学要求。(3)通过选择不同的催化剂,可以对反应进行区域选择性和立体选择性控制,合成具有手性的有机胺。(4)是一种很好的合成含氮杂环的方法[1]。
但是,氢胺化的反应很难进行。由于胺上氮原子的孤电子对和不饱和烃上富电子的π体系会产生排斥力,使得氢胺化反应具有较高活化势能。而且该反应熵值为负,而高温时化学平衡移动又限制了反应的转化率。在这种情况下,催化剂的使用可以克服不利的能阻。因此,使用催化剂去活化不饱和键或胺,使之发生极性反转,成了解决氢化胺化问题的核心关键[2]。
目前所有被开发出来应用于氢胺化的催化手段不外乎活化碳碳不饱和键和活化 N-H键两种路线:
以下对各种催化剂催化的氢胺化反应做一综述。其中包括碱金属及其络合物,过渡金属络合物,稀土金属以及其他非金属催化剂。
1碱金属及碱金属络合物催化的氢胺化反应
碱金属作为催化剂用来催化氢化胺基化反应,至今已经有50多年,高度亲和性的碱金属的胺化物可催化未活化烯烃的氢化胺基化反应[3]。
1954年,氢胺化反应首先由Howk[4]完成:在碱金属及其他化合物的存在下,温度控制在200左右,压力要大到1000atm,并且有惰性碳氢化合物保护,胺和乙烯能反应生成乙胺,二乙胺,三乙胺的混合物,但是产率较低,只有0.7%。
2005年,Hill等人报道了使用Ca的络合物催化的烯烃的氢胺化反应[5],反应时间只需0.25小时,并且转化率大于99%。
就二乙基胺锂这种碱催化剂对乙烯和二乙胺的氢胺化反应,Beller课题组做了大量的研究。2000年,Beller课题组报道了用正丁基锂作催化剂的氢胺化反应合成安非他命药品的方法[6],该方法产率高达91%。2005年,Beller课题组报道了二乙基胺锂催化的乙烯和二乙胺的氢胺化反应[7]。在加入了TMEDA或者PMDTA后,反应的产率可高达92%。
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