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氰基引入的方法

 liuherotao007 2023-08-28 发布于安徽
基是碳原子氮原子通过三键相连而形成的官能团,化学式可表示R-CN有机化学中,把有氰基的化合物称为,如乙腈等。腈类化合物在有机合成中有着非常重要的地位,有机物中的氰基通过水解可以转换为酰胺、羧酸;通过还原可以转换为伯胺;也可以用来合成杂环类化合物。下面介绍一些合成中氰基引入的方法。
引入氰基的部分试剂

所用部分试剂大致可分为两大类型,一,盐型:氰化钠(剧毒)、氰化钾(剧毒)、氰化锌,氰化亚铜、铁氰酸钾等;二,有机物型:三甲基氰硅烷、丙酮氰醇、丙二腈、异氰酸叔丁酯,乙腈等。以上某些试剂使用的时候一定要多加小心,切实做好防护;第一类型的试剂最好不要接触到酸,避免剧毒气体氰化氢的生成。

氰基引入的方法

偶联反应引入氰基
一般是卤代芳环和氰化试剂在钯或铜催化下引入氰基,卤代芳环可为,碘代物,溴代物,部分氯代物及OTf类也可以参与反应。反应活性大致为ArI≥ArOTf>ArBr>ArCl。

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有文献报道:当用CuCN作为氰化试剂时, 一般需要在高温下进行,且大多数的报道是不需要额外加催化剂的。一般所用溶剂为:DMF、DMSO及NMP等,反应温度一般在150度及以上。该反应类型可能是偶联反应,也可能是SN2反应

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Ps:当用CuCN作为氰化试剂时,后处理一般有两种方法:一,如果是小量反应,且所用溶剂为DMF等可以被浓缩除去的溶剂时,可以直接浓缩,然后进行拌样、柱层析分离;二,如果所用溶剂为高沸点溶剂,或反应的量较大,或底物结构含氮较多时,需要进行萃取操作;反应体系加入水和有机溶剂后,会出现大量不溶物(CuCN的水溶性和酯溶性极差),可以加入浓氨水等试剂和CuCN反应,生成铜氨溶液,增加其水溶性,大多数情况下固体都会溶解掉;如果底物结构含氮较多,可能会和铜发生络合,氨水的加入可以解络合。

取代反应引入

卤代芳烃(或R-OMs, R-OTs)和氰化试剂发生的SN2反应引入氰基;如果离去基团有手性,会发生构型翻转。

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醛基直接转换为氰基

所用试剂类型有氨水与碘单质(氧化剂、芳构化试剂)组合;盐酸羟胺与脱水剂组合等。醛基(酮)和氰化试剂(氰化钠/钾,三甲基氰硅烷等)加成反应生成氰基

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酰胺脱水变氰基

酰胺可以在P2O5,POCl3,POBr3,P2S5,PCl5,SOCl2,三光气等脱水试剂作用下生成氰基;还有比较温和的条件如:TFAA-TEA体系,草酰氯-TEA-DMSO体系,Bugess试剂等,另外也有文献报道用四氯化钛、MsCl及N-甲基-N-三甲基硅烷三氟乙酰胺与铜(锌、钨等)催化剂组合等条件。推荐使用比较常用的且易得的试剂条件。

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醇羟基直接变氰基

R-OH生成R-CN,该类反应所用氰化试剂一般为氰化钠(钾),三甲基氰硅烷、丙酮氰醇等。或醇羟基借助邻位碳原子生成氰基,R-CH2-OH生成R-CN,该类反应的历程一般为先将醇氧化为醛,进而再转换为氰基,一般都需要加入氮氧化物,如TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物)等。

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吡啶氮氧化物转位引入氰基

吡啶2位或4位引入氰基可以通过吡啶氮氧化物转位的方法。常用到的氰基化试剂有TMSCN,氰化(钠或钾)等,同时也可能会一起用到二甲(乙)氨基甲酰氯,它们是一个组合。

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TosMIC(对甲基苯磺酰甲基异腈)与酮反应引入氰基

TosMIC可以和酮或醛反应引入氰基。TosMIC和醛反应的例子不多见,且收率普遍不太高;TosMIC和酮反应引入氰基的例子比较多,应用范围也比较广。

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TosMIC与醛基反应,大多数文献报道的都是成噁唑环,很难得到氰基产物。

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引入氰基的其它反应类型

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后续如有其它方法,会及时同步更新。

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