HATU等酸胺縮合試劑副產物和中間態結構和MS分析

2021-02-15 有機合成路線

小編今天分享的酸胺縮合反應,不談手性,主要談談常見縮合試劑參與反應過程中的副產物結構分析,以及MS值分析,給大家做一個參考。限於小編的水平,如有不妥之處,敬請斧正。為了易於講述,本篇推文,選擇苯甲酸和苯胺作為酸胺兩個底物進行分析。

EDCI縮合劑(CAS號:25952-53-8,分子式:C8H18ClN3,分子量:191.70)可以說是酸胺縮合中最常用的縮合劑了,通常與HOBt(1-羥基苯並三唑, CAS號:2592-95-2)或DMAP搭配使用。

常見的加料順序有,其它試劑加在一起,溶於DCM,DMF等溶劑中,最後加胺或EDCI。這裡小編想和大家分享的是,其實很多時候如果胺的活性比較高,在這裡是不需要加三乙胺或二異丙基乙基胺的。在這裡有幾個地方與大家分享一下。第一個就是,反應為什麼要加HOBt等試劑,我們先來看一下機理。酸和胺作用生成高活性的中間態1,這個時候如果沒有活性高的親核試劑與其結合,它很容易生成無活性的副產物脲2。而有HOBt或HOAt參與時,高活性的中間態1會被捕捉到生成活性較高的中間態3。如果胺的活性不高,很容易停留在中間態3,這個時候我們有兩個選擇,第一個是提高反應溫度,往往會有可接受的結果出現;另外一個選擇是,可使用強鹼如NaH或LiHMDS來活化惰性胺,然後慢慢向活性酯3的體系滴加,往往也有效果。

很多時候,低活性的胺或大位阻的酸,大家可以嘗試EDCI/Pyridine或POCl3/Pyridine體系,往往會有奇效。在這裡吡啶即作為鹼,雜原子氮也可作為親核位點活化羧酸或醯氯。前幾天我們分享的高活性試劑推文(「萬能」酸胺縮合試劑,大位阻酸,低活性胺「通吃」,還不消旋)也是一個非常不錯的方法。

提到酸胺縮合不得不提的另外一個試劑當屬HATU了(CAS號:148893-10-1),這類試劑活性較高,往往不需要添加額外的HOBt或HOAt,當然小編也在文獻見過可以添加這些試劑。

很多時候,對於酸胺縮合反應,大家對於加料順序(加料和淬滅順序關乎有機反應成敗)一般都不會太在意,說實話,只要酸胺的活性和位阻合適,這類反應只要不加錯料,都能做出來。小編記得這類反應最喜歡的搭配是:HATU/DIPEA/DMF,加料順序是:酸胺,再加溶劑,最後加HATU。然而,對於低活性的酸,高活性的胺進行這類反應時,這樣加料會出現問題。由於酸的活性低,體系裡的胺很容易與HATU反應生成副產物胍2。這個時候一個合理的辦法是最後加胺,先讓酸花一點時間生成活性酯,然後再加胺,這樣可以顯著提高產率。如果胺的活性非常低的話,這個時候可以考慮升溫或NaH,以及LiHMDS活化胺。

印象裡CDI的使用在工藝裡面見得多一些,這類試劑除了可作為C1合成子外,也是一類非常好的活化羧酸的試劑。通常情況下只需要將酸,CDI(1.1-1.2當量,這裡不宜加太多,否則後續的胺會與未反應完的CDI反應)在THF或DCM中反應1-2小時,再把胺加入攪拌即可。對於活性低的胺可以選擇加熱。活性醯基咪唑1,可用於活性更低的磺醯胺與其反應,可有機鹼加熱;或NaH或LiHMDS活化磺醯胺再與醯基咪唑反應。羧酸對應的醯基咪唑在LCMS裡面是可以穩定檢測到的。

T3P也是一類應用較廣泛的試劑,反應結束後後處理操作也比較方便。在這裡機理我們就不做贅述。大家需要牢記的是一般市售的T3P試劑是含量50%的乙酸乙酯溶液,量千萬不要算錯了。

酸胺縮合試劑太多了,這裡的話,大家有興趣可以看看,我們早期發的一篇推文,裡面有詳細的介紹。對應的文獻,後臺回覆:輝瑞,即可獲取

很多時候,我們會用酸脫除Boc保護基,或製備醯氯時添加DMF作為催化劑或溶劑變質。那麼這個過程中往往會引入一些副產物,具體分析如下。


很多時候,我們使用醯氯或EDCI等條件製備醯胺時,我們往往會使用吡啶或DMAP作為催化劑或鹼使用,在這裡,它們除了鹼,還發揮著催化劑的作用。

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