4,4'-二叔丁基-2,2'-二吡啶的合成

介绍

4,4'-二叔丁基-2,2'-二吡啶是一种化学物质，化学式是C18H24N2。，可由4-（叔丁基）-2-（叔丁基二甲基甲硅烷基）吡啶和2-溴-4-（叔丁基）吡啶通过Hiyama-Denmark交叉偶联反应制备得到。

图一 4,4'-二叔丁基-2,2'-二吡啶

合成

在工作台上，向装有1英寸聚四氟乙烯涂层磁力搅拌棒的50毫升圆底烧瓶中加入nibr2·3H2O（401毫克，1.47毫摩尔）和DMF（20.0毫升）。用橡胶隔膜塞住容器，并加热至60°C，直到产生绿色均匀溶液（约20分钟）。一旦达到均匀性，将容器从热源上移开并在室温下冷却一次，4-叔丁基-2-氯吡啶（2a；4.99克，29.4毫摩尔）和Mn粉末（-325目，3.30克，60.0毫摩尔），用隔膜重新密封容器，用氩气吹扫，并在反应期间再次加热至60℃通过对等分的粗反应混合物进行GC分析来监控反应进程。一般来说，反应完成后会变成深棕色或黑色，颜色变化是反应终点的可靠指标。完成后，将反应混合物冷却至室温，用Et2O（80mL）稀释，并通过短硅藻土垫过滤（约20mL）。2英寸× 2英寸× 2英寸），用Et2O润湿以除去金属盐。用乙醚（2 × 40毫升）洗涤反应容器，然后将洗涤液通过过滤器。将合并的滤液转移到分液漏斗中，用1 M NaOH水溶液（200 mL）洗涤。在慢慢分离的处理过程中，在分液漏斗中形成棕色乳液。小心保存含有有机物的棕色乳液。分离后，水层用额外的Et2O（3×150mL）萃取。用盐水（500毫升）洗涤合并的有机萃取物和棕色乳液。再次注意保持棕色乳液中含有有机物。有机物用大量硫酸镁干燥。通过过滤除去固体干燥剂，研磨成细粉，并用额外的Et2O（3×150mL）洗涤。将滤液蒸发至干，得到4,4'-二叔丁基-2,2'-二吡啶（3.57克）淡黄色晶体，产率为90%。通过NMR和燃烧分析判断该物质为分析纯。如有必要，产品可通过升华（140°C/300毫托）进一步纯化[1]。

图二 4,4'-二叔丁基-2,2'-二吡啶的合成

在该实施例中，通过4-叔丁基吡啶与低浓度SD在THF的反应进行合成。4-叔丁基吡啶（0.5 mmol）以摩尔当量的量与SD反应设定THF的用量、反应温度和反应时间。反应后，以与实施例1中相同的方式，测量作为目标反应产物的4，4′-二叔丁基2，2′-联吡啶（化合物2）以及作为可能的反应副产物的4-叔丁基-1，4-二氢吡啶（化合物1）和4，4′，4″-三叔丁基-2，2′:6′，2″-三联吡啶（化合物3）的产量，并计算它们的产率。以相同的方式计算未反应的4-叔丁基吡啶的回收率。从这些结果发现，当4-叔丁基吡啶（0.5 mmol）与相对于4-叔丁基吡啶1-2摩尔当量的SD在2-4ml THF中于25-50℃反应1-24小时时，在所有情况下均以高产率获得4，4′-二叔丁基-2，2′-联吡啶化合物。具体而言，当0.5 mmol 4-叔丁基吡啶与相对于4-叔丁基吡啶1摩尔当量的SD在50℃下在2ml THF中反应1至6小时时，以高收率获得4，4′-二叔丁基-2，2′-二吡啶化合物而不产生反应副产物。此外，当0.5 mmol 4-叔丁基吡啶与相对于4-叔丁基吡啶1摩尔当量的SD在4ml THF中于25℃反应6小时时，以高产率获得4，4′-二叔丁基-2，2′-二吡啶化合物，而不产生反应副产物。发现当使用2摩尔当量的SD时，与1摩尔当量的情况相比产率降低，并且物料平衡也降低。相对于THF，4-叔丁基吡啶和SD的浓度越低，产率越高[2]。

图三 4,4'-二叔丁基-2,2'-二吡啶的合成2

参考文献

[1]K. S. CHAN,A. K.‐S. TSE.ChemInform Abstract: Synthesis of Bis(trifluoromethyl)‐2,2′‐bipyridines by Nickel‐Catalyzed Homocoupling Reactions[J].ChemInform, 1994, 25(33).DOI:10.1002/chin.199433183.

[2]MURAKAMI Y ,GOTO Y ,FUKUSHIMA M , et al.METHOD FOR SYNTHESIZING BIPYRIDINE COMPOUND AND METHOD FOR MANUFACTURING PYRIDINE COMPOUND[P].US2018282278,2018-10-04.