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Mitsunobu副反应:DIAD羧酸加合物形成的机理

(2022-08-06 08:48:56) 下一个

早在1988年,已有文献对此类杂质的形成机制进行了研究。

 

当DIAD、PPh3和甲酸(或醋酸)各1当量在DCM中混合时,DIAD快速发生N-甲酰化(或乙酰化)反应,室温下10 min即可反应完全。在这种条件下,醇的酯化反应(即Mitsunobu反应)是非常少的。

 

DIAD加合物形成机制如下图所示:

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到了1996年,该课题组对这一机理进行了进一步的研究,提更加详细和具体的机制。

 

  1. 该杂质形成的根源在于羧酸和醇对DIAD-PPh3加合物1的竞争。

     

  2. 如果是醇和DIAD-PPh3加合物1反应(path 2),则发生Mitsunobu反应。

     

  3. 如果是羧酸和该加合物反应(path 1),则形成酰氧基膦中间体,同时形成去质子化的DIAD。

     

  4. 酰氧基膦中间体和去质子化的DIAD反应(path b),则形成DIAD酰基化产物7,即DIAD和羧基的加合物。

 

另外,在实验中也可以检测到DIAD二酰基化产物。文章认为此类物质并不是由单酰化的7进一步反应得到的,而是通过不同于7的机制形成。形成的机理如下所示:

Image从此类杂质形成的机制可以看出,如果醇的亲核性较弱(比如位阻较大时)而羧基的亲核性较强时,就容易形成此类杂质。

虽然,该类物质作为Mitsunobu反应中的杂质,令人生厌。但其实,它也有可取的一面,也是可以用来合成其他杂环的。

机理如下:

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参考文献:

A mechanistic study of the Mitsunobu esterification reaction

Cite this: J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 19, 6487–6491

https://doi.org/10.1021/ja00227a032

 

The Effect of Acid Strength on the Mitsunobu Esterification Reaction: Carboxyl vs Hydroxyl Reactivity

Cite this: J. Org. Chem. 1996, 61, 9, 2967–2971

https://doi.org/10.1021/jo952180e

 

The use of a Mitsunobu reagent for the formation of heterocycles: a simple method for the preparation of 3-alkyl-5-aryl-1,3,4-oxadiazol-2(3H)-ones from carboxylic acids

https://doi.org/10.1039/C4CC01971G

Chem. Commun., 2014,50, 7314-7317

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