2高选择性有机合成试剂

高选择性有机合成试剂反应选择性的种类•化学选择性不同官能团或不同化学环境中的相同官能团•区域选择性不对称的官能团•立体选择性对映选择性、非对映选择性举例：羟基丙酮的aldol反应化学反应中的选择性812化学选择性（1+1、1+2）、区域选择性（2-7或8）、非对映选择性（8）、对映选择性（7、syn和anti-8）几类重要试剂•取代试剂•氧化试剂•还原试剂•偶联试剂、烷基化试剂•元素有机试剂一、高选择性取代试剂•卤化•硝化•磺化•胺化•其他氯化试剂1.N-氯代丁二酰亚胺（NCS）SNRNCSCH3CNSNRClHCl烯丙基或苄基NCShvONHHNPhPh+OCl*97%ee羰基化合物(醛、酮、酰氯、酯)的a-氢，仲胺催化NCSCH2Cl22.氯化亚砜（SOCl2）R-OHSOCl2R-ClROOHROClSOCl2CH2Cl23.氯硅烷TMSCl/DMSOJOC1995,60,2638反应机理OHClC7H15Cl90%0%HSiMe2Cl/benzil/cat.InCl3benzil=1,2-二苯基乙二酮C7H15OH4.四氯化碳/三苯基膦（CCl4/PPh3）OH(C8H17)3PCCl4,rtOH(C8H17)3PCBr4,rtBrCl100%97%5.甲磺酰氯/氯化锂（MsCl/LiCl）适用于对酸敏感的底物OHOMOMOMOMOHMOM=CH2OCH3ClOMOMOMOMClMsCl,LiClEt3N,DMF,tolueneOMsOMOMOMOMOMsMsClLiCl6.2,3,4,5,6,6-六氯-5,6-二氢苯醌OClClClClClClROR'+仲胺ROR'ClOClClClClClClHOR+HORCl5mol%Cat*acetone,-30oC80-95%ee1.2eq1.0eqNNHPhOMeMeMe.TFAJ.Am.Chem.Soc.2004,126,4108-41097.三聚氯氰（TCT）NNNClClClOHR'R+DMFCH2Cl2,rtClR'R伯、仲、叔醇均可反应加入KBr，可得到溴化产物8.N-氯代二异丙胺选择性好、操作简单HONCl+HOClH2SO4,H2Ohv溴化试剂1.N-溴代丁二酰亚胺（NBS）CH3OCH3BrCH3OCH3CH2OCH3BrNBS,CH3CNNBS,CH3CNhvROR'R''ONBSMg(ClO4)2ROR'R''OBr4.溴/三苯基膦（Br2/PPh3）OHHOBr2,PPh3BrBrOHBr2,PPh3CH3CNBr92%70-78%5.过溴型季铵盐（R4N+Br3-）NEt3TBABr3,CHCl320oC,2minNEt3Br99%OTBABr3,CH2Cl2,MeOHrt,1hOBr78%NH2OClNHOClBrBTMABr3NaOH86%TBABr3三溴化四丁基铵BTMABr3三溴化苄基三甲基铵PTMABr3三溴化苯基三甲基铵PTPBBr3三溴化苄基三苯基鏻6.四溴环酮（TBCO）芳胺、酚OHTBCOOHBr+OHBrCCl487%13%CHCl386%14%AcOH11%89%CH3CN4%96%OBrBrBrBr硝化试剂•常用硝化剂：浓硝酸和浓硫酸或三氟甲磺酸等强酸的混酸。•优点：普适性强。•缺点：酸性太强、腐蚀性强、操作危险、后处理困难、选择性差。•改进：以氮氧化物、稀硝酸或硝酸盐替代浓硝酸，或者以催化剂来替代浓硫酸。OHX60mg/gHNO3,TBABOHXNO2ClNO2,O3沸石,-10oCCH3CH3CH3NO2NO2+NO2,O2HZSM-5沸石100:8ClClNO2O2NNO2NO2+48:1NO,CCl4沸石,75oCNO2磺化试剂•硫酸、浓硫酸、发烟硫酸、硫酸钠（钾）、三氧化硫及其复合物、氯磺酸等•反应的选择性不强•反应温度、稀释剂等调节胺化试剂•氨基化合物活动途径：硝基化合物、重氮化合物、腈、酰胺的还原，卤代烃胺解，不饱和烃的氨基加成，烃的氨基取代•胺化试剂：氨基钠、羟胺、偶氮二甲酸酯、氯（溴）胺-TNNaNH2105~110oCNNH2NaNH2,KNH2,Ca(NH2)21.氨基钠2.羟胺碱性条件下，羟胺可作为喹啉、吡啶、硝基苯等的氨基化试剂。其衍生物酰羟胺、磷酰羟胺、磺酰羟胺、烷（酚）氧基胺、N-氯代胺等可作为氨基化试剂取代羰基或腈类化合物的活性a-氢。NNNO23-nitrocinnolineH2NOHKOH,MeOHNNNO23,4-dinitrocinnolineNO2NHCH3EtO2CCO2EtH2NClNaHort-BuOKNCH3EtO2CCO2EtNH23.偶氮二甲酸酯4.氯胺-T、溴胺-TR'OR''RO2CN=NCO2RL-ProlineR'OR''NRO2CNHCO2RPd-C/H2R'OR''NH2溴胺-T,超声波MeCN,Rh2(OAc)4,20minNHTs氯胺-T,I2PTC,H2O,rt,1hNTs其它取代试剂NHCH3NH4SCN,I2MeOH,rtNHCH3SCNRHOTMSCNCat*RCNOTMSH+*RCNOH*Ar-BrNaCN,CuI,KIAr-CNRBrK4[Fe(CN)6]0.1mol%Pd(OAc)2RCN二、氧化试剂•无机氧化剂：氧气（空气）、过氧化氢、臭氧、含高价原子的无机化合物•有机氧化剂：硝基苯、有机过氧化物、二甲亚砜（DMSO）等1.氧气（空气）OCH378mg/gNPMoVO2,PhMe,80oC,2hOCHOOHOTEMPO,Br2,NaNO2Air,CH2Cl2,80oCTEMPO:2,2,6,6-四甲基哌啶N-氧化物吡啶N-氧化物、N-甲基吗啡N-氧化物OH1mol%Fe(dmp)3,O3i-PrCHO,DEC,25oC,4.5hOHOO-OOMeMeO2.过氧化氢（H2O2）OHOHH2O2/H+R1R2R4R3R1R2R4R3OH2O2Cl3CCHOOH2O2,甲基三氧化铑Et2O,2hOO3.高锰酸钾AlkCO2HKMnO4R1R2R1KMnO4/OH-R2OHHO4.三氧化铬及铬酸衍生物AlkCO2HCrO3OHCrO3,H2SO4acetone,H2OOHOOPDCPyOOPDC:PyridiniumdichromatePCC:Pyridiniumchlorochromate重铬酸吡啶嗡盐氯铬酸吡啶嗡盐5.二氧化硒（SeO2）6.四氧化锇（OsO4）SeO2H2OO将羰基邻位、烯丙位、苄位及共轭体系中的活性甲基或亚甲基氧化成相应的羰基化合物将烯烃氧化成顺式二醇HOOHOsO4Py7.过硫酸氢钾（KHSO5，Oxone）OxoneRCHORCO2HRSRRSO2RRCH(OMe)2RCO2MeR3PR3P=ORCO2HRRR3NR3N+-O-ORRR3B(RO)3B•四醋酸铅将邻二醇裂解为两个羰基化合物•高碘酸钠氧化裂解邻二醇、a-二羰基化合物、a-羟基羰基化合物等的C-C键•次氯酸钠卤仿反应：氧化甲基酮•碘在TEMPO催化下，能将烯丙醇、苄醇以及仲醇氧化为芳甲醛或酮。1.过氧叔丁醇（TBHP）OHOOHOOTBHP.BiCl3MeCNPhOPhTBHP,La(OPri)34AMS,THF,rtPhOPhO2.间氯过氧苯甲酸（m-CPBA）酮的Baeyer-Villiger氧化、烯烃的环氧化、胺和硫化物的氧化F3COOMeOOMem-CPBARF3CORm-CPBAOm-CPBAO3.2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧化物(TEMPO)TEMPOMeCN,H2OO4.二醋酸碘苯[PhI(OAc)2]RR'OHPhI(OAc)2RR'OROHR'PhIO,TsOHMeCN,heat,1.5hROR'OTsNFMocOHDMSO,TCT,TEATHF,-30oC,30minNFMocO5.二甲亚砜（DMSO）Swern氧化：DMSO/(COCl)2，Et3NJ.Org.Chem.,Vol.43,No.12,19786.过氧化酮（Dioxirane）OOOxoneorH2O2+ketoneOOODMDOHOMeDMD,acetoneCH2Cl2,0oC-rtOHOMeOOHOHDMD,acetoneOHOEtO2COPhDMDDCM,rtEtO2COPhHO三、还原试剂•活泼金属（包括合金）•金属氢化物•醇铝•硼烷•硅烷•。。。•碱金属氨溶液还原剂：Li、Na、K的液氨溶液——Birch还原剂产物：二氢化、四氢化、全氢化（芳环上取代基）•锌汞齐/盐酸将羰基还原成亚甲基——Clemmensen还原•锡或氯化亚锡/盐酸将硝基还原为氨基•铁或硫酸亚铁还原硝基为氨基•锌不同介质中，可还原硝基、亚硝基、氰基、羰基、C=C、C-X、C-S等。不同介质中，还原产物不同。NO2Zn,H2O,NH4ClNHOHNH2Zn,HOAcZn,EtOH,KOHNNNNOZn,EtOH,NH3HNNHZn,EtOH,NaOH•二碘化钐(SmI2)醛、酮的还原，卤代烃脱卤PhOOHSmI2,H2O,Et3NTHF,0oCPhOHOHsyn:anti=99:1ClSmI2,H2O,Et3N金属氢化物还原HBHHHCOR'R+BH3+CHOR'RCHOR'RBH3MeOHCHOHR'R+H3BOMe•氢化铝锂广谱性还原剂醛、酮、酰氯、内酯、环氧化物、羧酸、酯、酰胺、腈、硝基稀酸或稀碱分解产物氢被烷氧基逐步取代后，活性下降，选择性提高CHO+OLiAlH(OR)2THF,-78oCCH2OH+OHR=t-Bu73:27R=Et2(Me)C88:12R=Et3C97.7:2.3•双(2-甲氧乙基)氢化铝钠（Red-Al）溶解性好、反应速度快、易操作等优点，可替代LiAlH4OONOOBn4eq.Red-Altoluene,110oC,2hOONBn93%•硼氢化钠硼氢化钠、硼氢化钾、硼氢化钡、硼氢化锌还原酰氯、羰基化合物，速度较快还原酯，速度很慢不还原羧基、酰胺、硝基、烯烃、炔烃不还原脱卤、脱硫在碘、三氯化铟、三氯化铝、氯化镍、氯化钴、三氟化硼、醋酸等催化下，活性提高分子中氢被其他基团逐步取代后，活性增强PhPhONaBH4,cat.InCl3MeCN,rtPhPhO91%CHO+ONaBH4,EtSHCH2OH+OH93%14%RNH2OHO*RNH2OH*LiAlH4NaBH4/I2NaBH4/H2SO4•醇铝Meerwein-Ponndorf-Verley还原在醇铝催化剂，异丙醇等醇类化合物能将醛、酮还原成醇只能还原羰基成醇，选择性好醇钠、醇镁、膦胺钌配合物。。。OOHAl(OPri)3IPARR'ORR'OH0.005mol%[Ru]IPA,NaOH,refluxTON=106RR'COHC(CH3)2OAl(OPr-i)2COAlOC(CH3)2HRR'(OPr-i)2COAlOC(CH3)2HRR'(OPr-i)2CHOHR'RRR'CHOAl(OPr-i)2+i-PrOH(CH3)2CO++Al(OPr-i)3COR'R+CH3CHCH3OHAl[OCH(CH3)2]3CHOHR'RCOH3CH3C+•氢化铝还原性与氢化铝锂类似引入烷基能提供选择性二异丁基氢化铝（DIBAl-H）PROR'HPR'RDIBAl-HiBuAl3HNHNONHNDIBAl-HDMEDIBAl-H的制备•三丁基氢化锡能将醛、酮、亚胺还原成醇、胺能选择性脱卤、脱硫、脱氧、脱硝基、脱氰基等。•OROHOBrOROHO75~91%n-Bu3SnH,Et3Btoluene,-78oC,2h硼烷试剂•还原醛、酮、亚胺、羧基、酰胺、叠氮等•B2H6有利于还原α,β-不饱和酮•BH3.NH3或BH3.tBuNH2有利于还原饱和酮•硼烷/手性配体、手性烷(氧)基硼氢化物OOOOHHOO+B2H6,THF28:72BH3.NH3,MeOH98:2硅烷试剂•烷基硅烷、烷氧基硅烷、氯硅烷•还原醇、醛、酮、醌、亚胺、烯烃、炔烃•不还原酸、酯、酰胺、硝基、磺酸酯、卤代烃等•加入Lewis酸，还原