Curtius重排反应

chem有机方法2023-07-2276980

酰基叠氮化物在光催化或加热条件下重排为异氰酸酯，再与亲核试剂反应生成相应的氨基衍生物；与水反应生成相应的伯胺，并释放出一分子二氧化碳。该反应在有机合成中经常会用到，其操作也比较简单。

Curtius重排反应第1张

试剂

常用的叠氮试剂有叠氮化钠(CAS: 26628-22-8)、叠氮磷酸二苯酯(DPPA, CAS: 26386-88-9)、叠氮化钾(CAS: 244-013-1)。叠氮化钠(钾)一般与酰氯组合；而DPPA一般与酸组合。

查了一些资料，大概意思如下:叠氮化钠水溶液有剧毒(产生叠氮化氢)；叠氮化钠遇到撞击易发生爆炸，因此称量时一定不要使用金属勺，尽量使用木勺或塑料勺。介绍叠氮化钾的资料不是很多，部分资料显示其无毒(我不确定)。叠氮磷酸二苯酯的安全性应该是最高的，但是其价格较贵。安全起见，在称量叠氮化钠或叠氮化钾时，尽量使用木勺或塑料勺，避免发生爆炸的风险；其固体不要随意丢到水里，可能会产生毒性及爆炸性的气体—叠氮化氢，酸性体系会加剧叠氮化氢的产生及释放，后处理时不可遇酸液。使用这些试剂时，一定要做好防护，保护好自己的人身安全！

机理

以苯甲酸为例，其机理可简单表示为

Curtius重排反应第2张

举例

Curtius重排反应第3张

操作：酸(4.0 g,18.9 mmol)溶于混合溶剂[浓硫酸(6 ml)、30%硫酸(18 ml)和CHCl3(25 mL)]中，室温下向该体系内分批加入叠氮化钠(1.4 g, 21.7 mmol)，将混合液加热到80度搅拌3h。反应物冷却至室温，倒入冰水中，过滤，滤饼干燥得到产物。

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操作：酸(1.70 g,5.75 mmol)溶于THF(23mL)中，加入TEA(1.84 mL，13.2 mmol)和DPPA(1.43 mL，6.61 mmol),氮气保护，室温搅拌1h，加热到70度，搅拌1h；向体系内加入水(6mL)，70度下搅拌3h。反应物冷却至室温，加入EA和水，常规后处理，柱层析得到产物。

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操作：酸(200 mg,0.63 mmol)溶于甲苯(10 mL)中，加入DPPA(260 mg,0.95 mmol)和DIEA(243 mg,1.89 mmol)，氮气氛围，100度下反应1h；加入胺的盐酸盐(383 mg,3.15 mmol)，氮气氛围，100度下反应2h。反应物冷却至室温，加入EA和水，常规后处理，柱层析得到产物。

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可能出现的杂质

按照理想状态来讲，如果底物与叠氮试剂反应完全，底物全部转化为酰基叠氮化物，进而酰基叠氮化物重排为相应的异氰酸酯，然后异氰酸酯再与氨、醇及水进行后续反应得到相应的产物，整体来讲收率应该比较高。但是往往我们得到的收率其实并不太高，有时反应体系可能会比较杂。这里大致列举一些可能出现的副产物类型(以前做的部分底物出现过这些副产物）。

以苯甲酸为例，DPPA作为叠氮试剂。可能出现的副产物，具体问题还要根据不同底物的结构进行具体分析，这里只介绍最简单的杂质。

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