天天使用的DBU,没想到会这样
发布日期:2021/2/22 11:50:20
在有机合成中,DBU作为一个特殊的碱,具有很广泛的实用性和适用性,如果一个反应加TEA,DIPEA等有机碱不反应或者反应不好,我们会下意识的想要么换个碱试试,DBU这时候通常会是其中的一个选择。
我们印象中DBU是一个几乎可以随便拿来就用没有什么缺点的有机强碱,它没有亲核性,结构稳定,位阻大,催化效果好,对溶剂也没有什么特别的不兼容,所以在很多反应中都得到了应用,这些在一般情况下都是没有问题的,但是这些认识又是不全面的。
关于DBU及其类似物的碱性,其碱性到底有多强及为啥会这么强,我相信很多小伙伴还是不太清楚的。在乙腈中,三乙胺的pKa为18.8,而DBU及其类似物的pKa则在23.4-26.0之间,在其他溶剂中的pKa如下图。它们之所以这么强,主要有以下三点原因:1,分子结构中的亚胺氮原子是SP2杂化;2,其共轭酸的稳定性更强;3,双环体系,一侧连有供电子的烷基,增加了SP2杂化氮原子的电子密度。
关于DBU及其类似物的非亲核性,这也是经常被吹捧的,这只是在某些条件下适用的,是相对anionic amide and alkoxide bases 而言。在很多情况下,例如:一级卤代烃,苄基卤代烃,氯磷酸盐,酰氯等都有很强的亲核性,DBU及其类似物的亲核性还在DMAP及PPh3之上。
关于DBU及其类似物的稳定性,其实它们在水中比较容易开环水解,对于其水解的机理,科学家目前提出了二种可能的途径,但是都还没有足够的数据证明其合理性优于另外一条。对于路径A,首先其水解产生伯胺,然后伯胺可以与亲电子试剂反应。在路径B中,脒可逆地与亲电子试剂相互作用以产生阳离子中间体,然后阳离子中间体与溶剂种少量水或水淬灭反应时反应。当存在大量水时估计是路径A,在严格无水条件下和/或当存在某些亲电子试剂时估计是路径B。
在文献(Org.Process Res.Dev.2019,23,9,1860-1871)中,作者通过研究MK-3682的合成过程中,其中一步使用了DBU,意外的得到了杂质9,作者详细的研究了水分和温度对于DBU降解的影响,得出结论:水分越多,温度越高,DBU降解的越快越多。
无独有偶,在另外一篇文献(Tetrahedron Letters 54 (2013) 5181–5184)中,DBU的亲核性得到了更加完美的体现。苯乙酸6a和CDl反应得到活性酰基咪唑中间体7,这时候如果先加DBU搅拌一会,再加其他亲核试剂或者只加DBU,那么反应都只得到DBU水解开环的副产物;如果同时加入亲核试剂和DBU,则可以顺利的得到目标产物。
随后作者扩展了底物范围,发现不管是芳香化合物还是脂肪化合物,都高产率的得到了DBU水解开环的副产物,这也进一步验证了DBU具有亲核性。
最后,给小伙伴支个平时在工作中很实用的小招,如果平时在工作中用到DBU,遇到分子量加152的要注意了哦,很可能也是你的底物和DBU水解开环产物反应了奥。