由烷基卤化物向醇的转变.doc

用少量分子氧将烷基卤化物向醇转变：一种有效的18O和17 O标记醇方法 摘要：在一个分子当量的氧存在下，烷基卤化物转化为相对应的醇，通过一个Bu2(t-Bu)SnCl/NaBH3CN催化机制可以得到可观的产率。同位素标记的醇在不破坏起始氧气纯度的情况下，由180和17O标记。 分子氧现在已广泛用于有机合成，它在很多溶剂中的溶解度都很低，我们通常不考虑其实际当量比，分子氧在反应中都过量很多。有报导叙述：在有机锡氯催化剂存在下，对于烷基卤化物向醇的转变，只需要一点点量的分子氧就能达到很高的效率。这种化学光需氧反应 利用17O2和18O2标记17O和18O醇提高了合成效率。由于现有的氧同位素用于氧标记有机化合物的制备受到局限，现提供一种新的实践方法来制备同位素标记的醇。 我们研究需氧反应中卤素转变为醇时，在2mol的Bu3SnH和过量分子氧的反应过程中，发现关于当量的一个说法：加入少量AIBN（1mol%）和Bu3SnH或Bu2(t-Bu)SnCl(5mol%)，分子氧为1-2mol（被氮气稀释的），还原剂NaBH3CN为2mol时，可以使反应达到最佳。在还原AIBN和锡触媒过程中，少量的分子氧作用巨大。反应温度也很重要，为（在t-BuOH中60℃）。仲基烷类碘化物（1a）的对比数据总结在表1中。在不断充入空气的条件下，在反应完成之前给入5mol%Bu3SnH，16h之后，只得到34%的目标醇（2a）和11%的还原产品（3a）。显而易见，在烷基卤化物向醇的转变的反应中，加入分子氧可以得到更高的产率（分子氧用量为2和1.5mol时，产率分别为93%和90%，氧气：氮气=1：4）。 在这个反应中，分子氧作用不仅仅是作为生成物中氧原子的提供者，而且它是反应过程中的初始引发剂。另一方面，它会阻止锡转变为不活泼的物质，如R3SnOSnR3。我们由此推断，这种少量分子氧的加入可以阻止此类副反应的发生。生成物中，被氧化的产物2a和还原产物3a的可观比率是与碳原子和分子氧的反应活性息息相关的，当然与锡氢化合物的活性也有些许相关。 另外，我们观察了在不同烷基卤化物与1.5mol分子氧的反应 (见表2， t-BuOH为1mol， 60℃)。这个反应适用于不同烷基卤化物，包括伯，仲，叔烷基碘化物和烷基溴化物，得到可观收率的对应醇。伯烷基溴1d会转变为烷基醇2c，而在NaI的存在下，会使溴基变为碘基。烯丙基溴（1e）转变为醇的反应会发生化学立体异构，将初始卤化物转变为反式苯烯丙基醇。Bu3SnH或Bu2(t-Bu)SnCl都可以作为锡触媒，但后者更普遍并推荐用于伯烷基卤化合物的反应，见表2（对比2和4,5和6）。通过加入少量的?全氟萘烷（3倍于卤化物），伯基醇的产率可以急剧提高（见3）。因为它可以提高分子氧在反应混合物中的溶解度，有效的利用它可以得到满意的结果。 在烯类烷基卤化物（1g）转变为醇的反应中，在没有分子氧和锡氢试剂之前，碳基上的卤素会脱掉并环化（式2）。 总之，这种合成方法的优点是由同位素标记醇展现出来的。如表3所述，反应中通入18O2（99%）和17O2（55%），被标记醇的同位素纯度必须与通入的18O2和17O2一致，最后由光谱检测，如表3中的2和3，此反应温和的反应条件不会影响到醚基。 总之，在Bu2(t-Bu)SnCl/NaBH3CN催化机制存在下，加入少量的锡触媒和氧化剂，各种烷基卤化物可以有效地转变为相对应的醇。与传统的氧化反应相比（需要加入大量的分子氧），本文采用同位素标记氧，而且分子氧用量少，占有明显的优势。