氨(胺)基引入方法的简单总结

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在有机合成实验中,我们经常会遇到需要引入氨(胺)基的情形。何为引入氨(胺)基?简单地讲就是:通过官能团之间的相互转换进而把氨(胺)基引入到底物的结构中;氨(胺)基的引入方法大致可分为以下几种:缩合反应(酰氯和氨(胺)反应)、氨(胺)酯交换反应、硝基还原为氨基、氰基还原为氨基、偶联反应引入氨(胺)基,SN2反应引入氨(胺)基,Curtius重排反应及叠氮化物还原为氨基等。

PS:产物中的氨(胺)基是这样定义的,氨基是指氮原子上有两个氢原子,所用试剂一般为氨水、氨甲醇及氯化铵等;胺基是指氮原子上最多只能有一个氢原子,所用试剂一般为伯氨及仲胺等。同时也会用到一些其它试剂,例如Curtius重排用到的叠氮化钠和DPPA(叠氮磷酸二苯酯)。

缩合反应(酰氯和胺反应)
氨(胺)基引入方法的简单总结  第1张

氨(胺)基引入方法的简单总结  第2张

氨(胺)基引入方法的简单总结  第3张

Curtius重排反应也是引入氨(胺)基的一种方法,常用到的试剂为叠氮化钠和DPPA(叠氮磷酸二苯酯),下面只写一个通式,具体实例不再介绍,其中R可为芳环类或烷基类。

氨(胺)基引入方法的简单总结  第4张

氨(胺)酯交换反应

实验中最常见的就是浓氨水(可能会出现产物酰胺水解成羧酸的副产物,参考往期的氰基碱性水解机理)或氨甲醇(7N)(一般不会出现羧酸副产物)与甲酯或乙酯进行氨(胺)酯交换,有些底物在室温封闭体系下就可以完全反应;有些则需要在封管加热条件下才能完全反应。如果所用的氨(胺)为伯氨或仲胺,有时需要向反应体系内加入强碱(增加氨(胺)的亲核性),但是要确保底物上的其它官能团不受影响。

氨(胺)基引入方法的简单总结  第5张

硝基还原为氨基

硝基还原为氨基的反应在有机合成中经常会遇到,还原体系的类型也比较多。最常用的就是钯催化的氢化反应,常用的试剂一般为氢气,水合肼,甲酸及其盐,硼氢化钠等;也经常用到铁(锌)粉/氯化铵体系,铁(锌)粉/乙酸体系,盐酸/氯化亚锡体系,甲酸(及其盐)/水合肼/锌粉(镍)体系,硫代硫酸钠/甲醇/水体系,保险粉/(无机碱/)水体系,硫化钠等,试剂组合太多了,有很多体系是不太常用的,就不再一一列举了。

氨(胺)基引入方法的简单总结  第6张

氰基还原为氨基及氰基水解为伯酰胺

氰基还原为氨基及氰基水解为伯酰胺的相关知识参考往期分享的内容《官能团转换之氰基》,这里就不再重复介绍。

偶联反应引入氨(胺)基

通过偶联引入氨(胺)基也是实验室常用的一种手段,偶联反应类型一般为Pd催化的Buchwald–Hartwig反应及Cu催化的Ullmann反应;所用到的催化剂及配体种类很多,这里不做介绍,有兴趣的小伙伴可以自己研究一下。

氨(胺)基引入方法的简单总结  第7张

亲核取代(SN2)反应引入氨(胺)基

亲核取代(SN2)反应也是引入氨(胺)基的一种重要手段,包括脂肪族类的底物与芳香族类的底物。

脂肪族类底物的亲核取代反应,一般是用烷基—X(X=I, Br, Cl; 反应活性I> Br>Cl)与亲核试剂氨(胺)反应,达到引入氨(胺)基的目的;也经常用到R-OMs及R-OTs等。

氨(胺)基引入方法的简单总结  第8张

芳香族类的底物的亲核取代反应,一般是用芳环—X (X=Br, Cl, F; 反应活性F>Cl>Br)与亲核试剂氨(胺)反应,达到引入氨(胺)基的目的;也经常用到R-OMs,R-OTf及R-OTs等。一般需要离去基团的邻位或对位有吸电子基团;对于杂环类芳环,每一个碳氮双键就相当于是一个硝基(强吸电子基团)

氨(胺)基引入方法的简单总结  第9张

叠氮化物还原为氨基

叠氮化物还原为氨基的方法有很多,如催化氢化及三苯基膦和水体系等。

氨(胺)基引入方法的简单总结  第10张

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