的阿布拉莫夫和Pudovik反应是三烷基的相关的转换和二烷基磷酸酯(分别)为α-羟基膦酸酯中羰基化合物的存在。两种反应均通过 涉及亲核磷原子在羰基碳上的攻击的类似机制进行
介绍
富含电子的磷酸盐源如亚磷酸盐,亚膦酸盐和亚膦酸盐可以在简单的羰基化合物中进行碳原子的亲核加成。当使用完全酯化的亚磷酸酯(阿布拉莫夫反应)时,所得四面体中间体的中和通常通过烷基或甲硅烷基从与磷连接的氧转移到新产生的醇盐中心而发生。共轭加成也是可能的,[2]并在基团转移后得到γ-官能化的羰基化合物或烯醇醚。使用含甲硅烷氧的磷源极大地扩展了该反应的范围,因为所得α-甲硅烷氧基化合物可在醇溶剂存在下转化成相应的α-羟基衍生物。[3]
(1)
Pudovik反应在碱性条件下使用亚磷酸二烷基酯,其在去质子化时加成羰基化合物以产生α-羟基膦酸酯。在这种情况下不需要基团转移,因为通过质子转移发生四面体中间体的中和。最近开发了Pudovik反应的催化对映选择性变体。[4]
(2)
机制与立体化学
流行机制
亚磷酸酯可逆地添加到简单羰基化合物的羰基碳上。在温和条件下,回复到起始材料比分子间和分子内烷基转移更快 - 分子内转移的四中心过渡态表现出较差的轨道重叠。[5]在高温或高压条件下可以促进转移。如果使用两当量的醛,则将四面体中间体添加到第二醛分子中导致环状磷烷1或直链烷基转移产物2。
更实际的是使用甲硅烷基化磷源,其以前侧方式进行分子内甲硅烷基转移,提供α-甲硅烷氧基磷化合物3。[6]
(3)
对映选择变体
在反应中使用亚胺允许在氮上使用手性助剂。在一个实例中,使用手性α-甲基苄胺提供手性非外消旋α-氨基膦酸盐。[7]
(4)
除了上面引用的路易斯酸催化的Pudovik反应之外,反应可以在手性胺碱存在下进行。例如,催化量的奎宁促进芳基醛的对映选择性Pudovik反应。[8]
(5)
范围和限制
磷试剂
亚磷酸酯通常用于产生α-羟基膦酸酯。在两当量的醛环状磷杂环1(方程式3)存在下占优势,但这些可以容易地水解得到相应的羟基膦酸酯。[9]
(6)
当在催化量的碱存在下使用亚膦酸时,可以产生氧化膦。在这种情况下,亚膦酸的钠盐在历史上运行良好,并且已经使用了诸如氨基钠的碱。[10]然而,不对称诱导的和选择性的直接加成(用于共轭羰基化合物),可以在手性胺碱的存在下实现的。[11]
(7)
在该反应中发现和使用甲硅烷基化磷试剂代表了显着的方法学进步。选择性甲硅烷基转移发生在混合试剂中,并且通常可以水解完成所得硅 - 氧键的裂解,从而提供α-羟基衍生物。α-甲硅烷氧基产物的烷基化提供了一种方便的途径,否则难以获得α-烷氧基磷化合物。当去质子化时,它们可以起到酰基阴离子的作用,并且在碱性条件下消除后得到酮。[12]
(8)
羰基底物
简单的酮和醛易于在羰基碳上加入亚磷酸酯。在一个有趣的应用中,添加到ketenes产生的产物与酰卤的Arbuzov反应相同。[13]
(9)
α,β-不饱和酮和醛也经历反应。二烯基羰基底物可以经历1,6-加成,如下面的实施例中所示。[14]
(10)
亚胺也可以进行反应,得到α-烷基氨基膦酸酯。[15]伯胺只能在中间体叔丁胺的酸性水解后生产; [16]使用未取代的亚胺需要非常苛刻的条件并且产率低。
(11)
合成效用
通过该方法制备的α-羟基烷基膦酸酯可用于另外的转化。原始羰基碳通过其与膦酸酯基团的接近而酸化。在该位置去质子化产生掩蔽的酰基阴离子,因为在阴离子反应后可以除去膦酸酯官能团。膦酸根阴离子可以进行烷基化和烯化(Horner-Wadsworth-Emmons反应)。[17]当α氨基烷基膦酸酯烯化中采用,所得到的烯胺可水解成酮。
(12)
加入不饱和羰基化合物和去质子化得到均聚物等价物。
与其他方法比较
甲硅烷基化亚磷酸酯试剂是α-羟基膦酸酯生产中最有效的一些。然而,存在一些制备这些化合物的其他方法。例如,磷酸 - 膦酸酯重排通过三元环状中间体得到α-羟基膦酸酯。[18]
(13)
实验条件和程序
典型条件
通常,磷加成反应在操作上是简单的。可以使用极性(乙腈,乙醇,叔丁醇)和非极性(苯)溶剂中的试剂溶液。加入亚磷酸二酯或原位形成亚胺可能需要酸催化。在前一种情况下也可以使用碱催化。蒸馏通常足以分离纯产物。
示例程序[19]
(14)
将环戊-2-烯-1-酮(250mg,3.05mmol)和三甲基甲硅烷基亚磷酸二乙酯(1.15g,5.48mmol)(由亚磷酸二乙酯和氯三甲基硅烷制备)溶解在10-15mL无水乙腈中并密封预先用氩气冲洗该反应混合物,在油浴中将反应混合物在80℃加热12小时,在此期间结束后,将管冷却至环境温度,减压蒸发溶剂。通过Kugelrohr蒸馏在50-70°/ 3-10托下完成试剂。分离出光谱纯的3-三甲基甲硅烷氧基-2-环戊烯-1-基膦酸二乙酯,为油状物(890mg,3.05mmol,100%)。1H NMR( CDCl 3)δ:0.25(s,9H),1.20-1.35(t,J = 7.5Hz,6H),1.65-2.65(m,4H),2.74-3.16(m,1H),3.87-4.21(quin,J = 7.5 Hz,4H),4.48-4.64(m,1H); IR(CHCl 3)cm -1:1620(s),1230(vs),1030(vs)。
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最后编辑时间为: 2020-03-31 00:32 Tuesday
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