伯胺单甲基化反应小结

伯胺单甲基化反应小结
1. 甲醛为甲基化试剂
1.1 经典Eschweiler-clark甲基化反应
伯胺或仲胺用甲醛和甲酸进行还原甲基化的反应,其中甲酸作为还原剂,是氢供体。此法所用试剂廉价易得,实验操作简单[1]
但此反应生成仲胺后,会继续与HCOOH/HCHO作用,继而生成叔胺化合物,使得反应不易控制在单甲基取代阶段。
1.2 采用硼氢化钠作为还原剂
此改进方法使得伯胺转换为2-甲基叔胺的收率有所提高,但此反应条件依然无法将反应控制在单甲基取代阶段[2]
1.3 改进Eschweiler-clark甲基化反应
硼氢化钠作为还原剂,伯胺和多聚甲醛在甲醇盐存在条件下发生缩合反应,生成单甲基取代产物[3,4]
2.硫酸二甲酯作为甲基化试剂
硫酸二甲酯属于比较强的甲基化试剂,使用其作为甲基化试剂,控制产物在单取代阶段,需加入沸石分子筛(如下表1)。若不加分子筛催化剂,体系只加入Na2CO3,则反应生成
的单甲基取代产物选择性不高[5]
表1. 胺与硫酸二甲基的甲基化反应
转化率(%)
PhMeNH:PhMe2N
-
34
2.2:1
KX(0.25g)
59
4.0:1
KX(0.5g)
63
12:1
KX(1.0g)
57
32:1
NaX(0.5g)
52
3.0:1
KY(0.5g)
71
8.9:1
KY(1.0g)
58
21:1
NaY(0.5g)
53
2.6:1
Na2CO3(0.5g)
66
3.0:1
DBU(0.5mmol)
2.8
-
a) 反应条件:PhNH2(0.5mmol),Me2SO4(0.25mmol),溶剂:己烷(3ml),反应时间:9h
3.碳酸二甲酯作为甲基化试剂
有文献显示,碳酸二甲酯作为甲基化试剂,加入Y-或者X-型沸石,均能将反应控制在单甲基化取代阶段:
1) Y-或者X-型沸石,120-180℃;
Ar = Ph, p-O2NC6H4, p-NCC6H4, o-MeO2CC6H4,2,6-Me2 C6H3
其中:转化率:93%,N-单甲基化产物选择率:92%-98%[6]
4. 甲醇作为甲基化试剂
有文献指出,使用超临界甲醇(Tc=239, Pc=8.1MPa,and Pc=0.272 g/cm3)作为甲基化
试剂,可以将反应控制在单甲基取代阶段[7]。反应体系中加入甲醇钠、氢氧化钠等碱,可以提高单甲基取代产物的收率。
表2. 酸/碱(0.5mmol)对于动力学参数k1的影响
伯胺
酸/碱
k1(h-1)
N-甲基苯胺选择率(%)
甲基苯胺收率(%)
HCl
1.10±0.02
89.8
1.4
H2SO4
0.85±0.01
93.0
1.7
无催化剂
1.03±0.03
96.8
0
LiOH
2.29±0.05
98.7
0
NaOH
2.23±0.16
98.6
0
KOH
2.08±0.05
97.8
0
NaOCH3
2.34±0.10
98.2
0
亦有采用阳离子钌络合物作为催化剂[8]
R= H, CH3;
R1=CH3, CH3CH2CH2, CH3CH2CH2CH2
其中,1为:
L=PPh3, S=CH3CN
5. 酰胺还原法
Boc保护的氨基是一类结构特殊的酰胺,其在胺类保护过程中经常被采用[9,10]。氢化之后,它可以非常方便地在伯胺上引入一个甲基而不需要保护和去保护。在符合要求的条件下,还原反应还可以将分子内其它羰基一并还原,从而简化了反应步骤,提高了反应收率。
还原体系也可以采用NaBH4-TFA。
6. 亚胺还原法
这是一种常用的伯胺单烷基化法。胺可以与醛或酮反应生成Schiff碱,在加压条件下用作为催化剂进行氢化还原碳氮双键,从而实现氨基上引人一个烷基[9]
由于亚胺化学性质比较活泼,也可以直接用廉价易得的NaBH4或KBH4在甲醇溶剂中还原
碳氮双键。
氰基硼氢化钠(NaBH3CN)作为还原剂,用甲酸对伯胺也可进行单甲基化。与Pd/C催化加氢烷基化相比,该法操作简单、安全。
参考文献
[1] 魏路线,王海棠,鲁先国.季铵盐型手性胶束的制备[J].武工学院学报,1998,20(3):29-30.
[2] Sukanta Bhattacharyya. Borohydine reductions in dichloromethane: A convenient, environmentally compatible procedure for the methylation of amines[J]. Synthetic Communications,25(4):2061-2069.
[3] Ellen W. Baxter, The R. W. Johnson Pharmaceutical Research Institute, Spring House,
Pennsylvania. Reductive Aminations of Carbonyl Compounds with Borohydride and Borane Reducing Agents. Organic reaction 59.
[4] Liu, M.-C.; Lin, T.-S.; Cory, J. G.; Cory, A. H.; Sartorelli, A. C. Synthesis and Biological Activity of 3- and 5-Amino Derivatives of Pyridine-2-carboxaldehyde Thiosemicarbazone[J]. J. Med. Chem. 1996, 39:2586.
[5] Makoto ONAKA,Koji ISHIKAWA,Yusuke IZUMI. Selective N-monoalkyla -tion of aniline over alkali cation exchanged X and Y zeolites[J]. Chemistry Letters:1783-1786.
[6] Maurizio Selva,* Pietro Tundo, and Alvise Perosa. Reaction of Primary Aromatic Amines with Alkyl Carbonates over NaY Faujasite: A Convenient and Selective Access to Mono-N-alkyl Anilines[J]. J. Org. Chem. 2001,66:677-680.
[7] Yoshihiro Takebayashi,Yoshinori Morita,Hideki Sakai,Masahiko Abe,Satoshi Yoda,Takeshi Furuya,Tsutomu Sugeta,Katsuto Otake. Noncatalytic mono-N-methylation of aniline in supercritical methanol:the kinetics and acid/base effect[J]. Chem. Commun.2005:3965-3967.
[8] Sipra Naskar, Manish Bhattacharjee. Selective N-monoalkylation of anilines catalyzed by a cationic ruthenium(II) compound[J]. Tetrahedron Letters. 2007,48:3367–3370.
[9] 张从海,严胜骄,林军. 伯胺的单烷基化反应研究进展[J]. 化学研究与应用,2008,20(3):223-232.
[10] Hayashi T,Sawamura M,Ito,Y.Asymmetric synthesis catalyzed by  chiral ferrocenylphosphine  transition metal complexes.10 gold(i)-cata lyzed asymmetric aldol reaction of isocyanoacetate[J].Tetrahedron,1992,48(11):1999-2012.

本文发布于:2024-09-21 02:42:03,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/1/358249.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:反应   作为   试剂   取代   伯胺   条件
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议