的巴顿-McCombie反应是通过醇，随后通过自由基裂解thioacylation的脂肪族醇的脱氧。尽管最常使用S-甲基黄原酸酯和三丁基锡烷，但反应的变化可以使用不同的硫代酰基片段和氢源。
介绍
脱氧或用氢取代羟基是有用的简化转化，其也可用于以位点特异性方式引入氘或氚。1975年，Barton和McCombie发现脂肪醇的脱氧可以通过羟基的硫代酰化，然后用还原剂三丁基锡烷（Eq.1）处理来实现。他们还发现，反应最有可能通过一个自由基链机制进行，包括将三丁基锡基团添加到硫中的碳 - 硫双键上，然后通过所得到的以碳为中心的自由基进行碎裂和夺氢。[2]
（1）
自Barton和McCombie的开创性发现以来，已开发出采用其他还原剂和硫代酰基化合物的类似方法。因为反应条件容许广泛的官能团和取代模式，所以这种脱氧作为后期，简化转化或复杂天然产物的改性在有机合成中已经有相当大的用途。
机制与立体化学
预先机制
还原步骤对溶剂极性的不敏感性和对自由基引发剂的需求表明该步骤的机理涉及自由基中间体。引发产生少量的三丁基锡基团，其在硫上的碳 - 硫双键上加成，产生共振稳定的加合物基团II。通过途径（B）不可逆地还原三丁基锡烷以形成VI的中间体有时是有问题的副反应，这取决于Y的特性和反应条件。通过途径（A）的II片段化提供了副产物III和以碳为中心的基团IV，它从三丁基锡烷中提取氢原子以产生产物并传播自由基链。IV也可以通过途径（C）可逆地添加到起始材料I，其在一些情况下导致硫酯VII（等式2）。[1]
（2）
通常，途径（A），（B）和（C）的相对速率取决于反应物的性质和反应条件（浓度，温度等）。来自自由基中心附近的取代基的电子效应往往很小，[3]尽管空间压缩会显着影响碎裂的容易程度。[4]
立体化学
在构象刚性基质中，叔醇还原的非对映选择性通常很高。尽管在吡喃糖苷衍生物的异头中心的还原中，异头效应可能有利于轴向攻击，[5]大多数涉及HSnBu 3和类似大体积试剂的自由基还原的立体化学结果主要来自较少的氢供体的接近。阻碍方向，如公式1所示的减少方向。3. [6]
（3）
使用氘基还原剂的仲醇的研究已经证明，仲醇的脱氧也可以是高度非对映选择性的。例如，核糖核苷衍生物在2-位的还原的立体选择性受嘧啶碱基的取向控制（方程4）。[7]
（4）
范围和限制
使用Barton-McCombie反应，可以在适当的反应条件下有效地还原伯醇，仲醇和叔醇。然而，特别是对于伯醇和叔醇，一些底物具有特定的问题。以下部分讨论Barton-McCombie反应在硫代酰化和还原步骤方面的范围和局限性。
硫代酰化步骤
在具有一般用途的方法中，Vilsmeier型试剂可用于伯醇和仲醇的硫代酰化（方程式5）。由此产生的硫代酯有效地用HSnBu 3还原。[2]
（5）
通过使醇与适当活化的硫代羰基化合物反应，得到其它O-硫代酰基衍生物。用强碱和二硫化碳处理醇，然后用碘甲烷处理是长期建立的S-甲基黄原酸盐的途径，并且醇盐与异硫氰酸苯酯的类似反应得到硫代氨基甲酸酯（方程式6）。[8]
（6）
叔醇的硫代酰化有时因随后的自发Chugaev消除而变得复杂，[9]这一过程因吸电子取代基的存在而延迟（参见上面的方程3），但其他方便。可以制备一些黄原酸盐并随后在室温下还原（方程式7），但是其他黄原酸盐甚至更不稳定，并且必须制备替代的基质。
（7）
对于那些情况，叔醇可以通过相应的O-硫代甲酸酯脱氧。尽管母体Vilsmeier试剂不能用于该转化，因为源自碳阳离子形成的副产物占优势，但有效的方法采用铜催化的亚氨酸酯形成，然后与硫化氢交换（方程式8）。[10]
（8）
减少步骤
三丁基锡烷是用于Barton-McCombie反应的最常见的氢供体。然而，该试剂并非没有缺点，包括形成化学计量的含锡副产物和与可还原官能团，特别是C-Br和Cl键反应的倾向。此外，一些有机锡化合物对哺乳动物和微生物都具有显着的毒性。对于仲醇，三丁基锡烷还原的效率很大程度上与硫代酰基片段的性质无关（方程式9）。[11] [12] [13] [14] [15]
（9）
三丁基锡烷还可以使适当衍生的伯醇脱氧，尽管需要更高的温度以获得最佳产率，这反映了较低的碎裂速率。[16]所有还原剂共有的还原步骤范围的一个重要限制，与碳中心基团转化的可能性有关。当β-与自由基中心的碳带有氯，异氰基，硝基，硫代或磺酰基时，发生形成烯烃的碎裂。除了空间上拥挤的烷氧基外，[17]烷氧基，芳氧基和酰氧基不能消除。然而，硫代酰基会这样做，这形成了将二醇转化为烯烃的自由基方法的基础（方程10）。[18]
（10）
催化量的锡的使用避免了产生化学计量的潜在有毒副产物。PMHS（聚甲基羟基硅烷，HO（MeSi（H）O）n H，n ~35）等硅烷可用作这些反应中的末端氢源（方程式11）。[19]
（11）
还设计了不涉及锡基试剂的O-硫酯的减少。可以使用简单的三烷基硅烷，尽管较低的H-给予效率要求使用催化量的受阻硫醇加引发剂，[20]或单独使用较大量的引发剂。三（三甲基甲硅烷基硅烷）是三丁基锡烷的可比供体，可用作直接替代物。[21]具有P-H键的化合物，特别是亚磷酸二烷基酯[22]和次磷酸[23]是廉价的低毒性供体，其再次需要更大量的引发剂。最近的变化包括使用甲酸根离子作为H.-door，以化学计量过硫酸盐为基础来源，[24]和三烷基硼烷与水和氧的组合，其中络合水是H-供体。[25]
合成应用
由于Barton-McCombie反应采用温和条件并具有高官能团耐受性，因此它可用于天然产物或合成中间体的后期改性。例如，对多杀菌素A的合成努力涉及晚期合成中间体的脱氧。在其他官能团中，底物中的乙烯基溴和烯烃不受反应条件的影响（方程式12）。[26]
（12）
该反应也已用于合成独特的分子结构，其可包括使用羰基或羟基作为功能性手柄，其可通过脱氧作用除去。azafenestrane的合成很好地说明了这个想法（方程13）。[27]
（13）
与其他方法的比较
用于脱氧的替代方法可涉及自由基或离子中间体。在基于自由基的方法中，当使用其他活化基团如草酸盐时，提供醇原料的脱酰作用是常见问题。[28]光化学方法可从相同的问题的困扰，并且成功的光化学deoxygenations通常比那些采用自由基引发剂（式14）的效率低。[29]
（14）
溶解金属或电化学条件可用于通过碳负离子中间体实现脱氧; 然而，这些方法的底物范围受到严格限制，因为反应条件大大降低。此外，在这些条件下，脱酰作用可能是一个问题。磷酰二胺不经历竞争性脱酰作用（方程式15）。[30]
（15）
用金属氢化物还原亲电的，无阻碍的磺酸盐代表了另一种离子脱氧方法（方程16）。[31]
（16）
实验条件和程序
典型条件
该反应通常在氩气或氮气的惰性气氛下进行。反应效率不依赖于溶剂，可以使用多种溶剂，包括芳烃，二恶烷，烷烃，丙酮，乙酸乙酯，乙腈和二氯甲烷。最常用的自由基引发剂是AIBN，过氧化物和三烷基硼烷 - 空气，当使用比氢化三丁基锡弱的氢供体时，引发剂是必需的。后处理可能是复杂的，因为反应的三丁基锡硫化物副产物可能难以分离。已经设计了几个程序来解决这个问题; 然而，给定反应的适当后处理方法取决于脱氧产物的极性。[32] [33]
示例程序[2]
（17）
将5α-胆甾烷-3β-醇（2.50g; 6.44mmol）和1,1'-硫代羰基二咪唑（2.00g，11.22mmol）在1,2-二氯乙烷（25mL）中回流加热3小时。蒸发溶剂，将残余物溶解在CH 2 Cl 2中，用5％w / v酒石酸，H 2 O和饱和NaHCO 3洗涤溶液，用MgSO 4干燥，蒸发。通过在室温下在旋转蒸发器上蒸发Et 2 O，将残余物从Et 2 O / MeOH中重结晶，得到1-（5α-胆甾烷-3β-氧基硫代羰基）咪唑（2.92g，90％）：mp 151-152 °; [α] D 22 -57.2（c 0.8，CHCl 3）; IR（Nujol）1410,1305,1265,1125,1010cm -1 ; 1 H NMR（CDCl 3）δ8.33（s，1H），7.62（s，1H），7.02（s，1H），5.42（m，1H）。肛门。C 31 H 50 N 2 OS 计算值：C 74.65;实测值：C 74.65。H，10.1; N，5.6; S，6.4。实测值：C，74.6; H，9.9; N，5.65; S，6.4。在0.5小时内将上述化合物（0.51g，1.022mmol）的甲苯（25mL）溶液加入到Bu 3的回流溶液中。在氩气下，在甲苯（20mL）中的SnH（0.45g，1.55mmol）。将溶液回流直至TLC显示原料完全消耗（1.5小时）。蒸发溶液，残余物在氧化铝（Brockmann III级）上色谱分离，用戊烷洗脱。蒸发含产物的级分并用丙酮/甲醇重结晶，得到5α-胆甾烷（0.30g，79％）。Mp和混合的mp与真实样品78.5-79.5°C。
本文由
http://pf-e.cn 创作，除注明转载/出处外，均为本站原创，转载前请务必署名
最后编辑时间为: 2020-03-30 00:59 Monday
官方招商
顶部按钮联系主管注册