腙及其衍生物的的合成应用综述

1.前言

腙以及其衍生物Tos腙在合成中的应用越来越广泛。逐步形成了(1) Pd催化的Tos腙与卤代烃的偶联反应合成烯烃;(2)Ts腙与烷基硼酸的C(sp³)-C(sp³)偶联反应;(3)镍催化醛衍生物腙与磺酸酯脱氧偶联;(4)钌催化的腙与CO2反应合成芳基乙酸;(5)芳香醛和Ts腙制备芳基烷基酮;(6)钯催化对甲苯磺酰腙合成烯基硼酸脂;(7) Ts腙制备不饱和醛;(8)铜催化对甲苯磺酰腙酰胺的偶联;腙与醇(酚)、硫酚、羧酸、HF、叠氮、双联频哪醇硼酯的插入反应等,由于方法操作简便、反应速度快、转化率高和成本低廉,近年来已经得到广泛使用,基本都取得了很好的反应结果。

2.腙的合成与应用文献综述

2.1 Pd催化的Tos腙与卤代烃的偶联反应合成烯烃

Pd 催化Tos腙与芳基卤化物的交叉偶联反应,该方法已成为制备二取代或三取代烯烃的重要方法。使用SPhos为配体时,芳基溴代物、芳基氯代物或者芳基类卤化合物(Ar-OTf,Ar-ONf)均能顺利发生反应,芳环上含有吸电子或供电子基对反应影响不大。

Org. Lett. 2010, 12, 4042 - 4045

Organic Letters (2011), 13(3), 510-513

Chemistry - A European Journal (2008), 14(16), 4792-4795

Advanced Synthesis & Catalysis (2014), 356(5), 1079-1084

Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50 (10), 2350−2353.

2.2 Ts腙与烷基硼酸的C(sp³)-C(sp³)偶联反应

Org. Lett. 2020, 22, 2271−2275.

烷基(sp3)-芳基(sp2)和烷基(sp3)-烷基(sp3)的碳碳偶联是药物合成化学中最重要的转化手段之一。常见方法是烷基金属试剂和芳基或烷基卤化物在金属催化下偶联。由于醛酮广泛易得,在有α-氢时,常常被转化为相应烯醇的三氟磺酸酯或卤代物,金属催化下与硼酸等偶联;也可以进一步转化为相应硼酸酯与卤代物偶联。2009年Jose Barluenga等人报道了无金属催化的Ts腙与硼酸的碳碳偶联反应(Nature Chemistry 2009,494-499),反应只需在碳酸钾或碳酸铯存在下加热就能进行。由芳烷基醛酮和烷基醛酮得到的Ts腙都能用于此反应。硼酸底物也有很宽的适用范围,既可以是富电子或缺电子的芳环或杂芳环硼酸,也可以是烷基硼酸。底物中的羰基、醛基、氰基和卤素等取代基甚至裸露胺基不受反应影响。更为便利的是该反应也可以从醛酮一锅煮得到碳碳偶联产物

Journal of Organic Chemistry (2014), 79(1), 328-338

Journal of Chemical Research (2018), 42(1), 40-43

2.3 镍催化醛衍生物腙与磺酸酯脱氧偶联

一种实用的镍催化C(sp2)-C(sp3)偶联。通过C-O键断裂将可将苯酚衍生物与醛交叉偶联。该反应特点:a)醛是一种非常丰富稳定的烷基亲核试剂;b) 易于获得的酚类亲电试剂;c)镍是一种丰富的稀土催化剂;d)具有 独特的化学选择性;f)兼容性好和方便复杂生物分子的后期修饰。

ACS Catalysis (2018), 8(5), 4622-4627

2.4 钌催化的腙与CO2反应合成芳基乙酸

Chemical Science (2018), 9(21), 4873-4878

本文首次报道了钌催化腙与CO2的反应生成芳基乙酸。除醛腙外,各种酮腙在温和条件下也表现出较高的反应活性和选择性,此外,该操作简单,官能团耐受性,兼容性好,易于扩展,并易于衍生重要结构修饰,包括生物活性非比诺和阿替芬。

合成步骤:

2.5 芳香醛和Ts腙制备芳基烷基酮由于醛酮广泛易得,化学家不断探索Ts腙在合成中的应用。2014年Daniel M. Allwood等人成功地开发了芳香醛和Ts腙在碱性条件下反应制备芳基烷基酮的方法。从醛酮出发,也可以一锅煮得到相应的芳基烷基酮。这一方法条件相当温和,对烷基醛酮的Ts腙和芳香醛两者底物都有很好的普适性。

Org.Lett. 2014, 16, 3064-3067

2.6 钯催化对甲苯磺酰腙合成烯基硼酸脂

Journal of the American Chemical Society (2021), 143(26), 9769-9780

有机硼化合物因其相对稳定性、低毒性以及在有机合成、材料科学和制药中的广泛应用而成为有价值的试剂,本文研究了钯催化的对甲苯磺酰腙合成烯基硼酸脂。该反应条件温和,底物范围广,官能团耐受性好。因此,它代表了一种从现成的对甲苯磺酰腙合成二取代、三取代和四取代烯基硼酸酯的高效实用方法。

2.7 Ts腙制备不饱和醛

J.Org.chem.2015,80,9740-9766

2.8 铜催化对甲苯磺酰腙酰胺的偶联

Journal of Organic Chemistry (2021), 86(9), 6918-6926

2.9 碱性条件下Tos腙的烯烃化反应对甲苯磺酰腙(Tos腙)可由醛酮与对甲苯磺酰肼很容易地脱水制得, 由于其中磺酰胺N-H及亚胺邻位C-H较强的酸性以及对甲苯亚磺酸负离子和N₂的易离去性,使得Tos腙可以发生多种类型的反应:1)在强碱(如NaOMe、LiH、NaH、NaNH₂等)作用下分解生成烯烃的Bamford-Stevens反应,用锂试剂或格氏试剂作为碱时称为Shapiro反应;2)较弱碱作用后脱除对甲苯亚磺酸负离子生成重氮化合物,在过渡金属催化下发生偶联反应;3)重氮化合物脱除N₂生成的卡宾发生插入反应,此时与硼酸化合物的插入反应也称为还原偶联反应。