布赫瓦尔德反应中二苯甲酮亚胺的应用

 布赫瓦尔德反应中二苯甲酮亚胺的应用
孟庆霞         
摘  要  本文着重描述二苯甲酮亚胺在实验室合成中的具体应用。实验证明，二苯甲酮亚胺是合成C-N键的有效试剂，。
关键字 二苯甲酮亚胺布 赫瓦尔德反应  C-N键
胺类化合物在碱性条件下，可以与芳卤化合物发生取代反应，形成C-N键。事实上，在很多情况下，这两类化合物并不能有效地进行反应，C-N键的形成，需要催化剂的参与。在实验室中比较常见的主要有乌尔曼反应[1,2]和布赫瓦尔德反应[3,4]。本文着重描述我们实验室中正在运用的布赫瓦尔德反应。
一  反应机理
布赫瓦尔德 反应全称叫做布赫瓦尔德-哈特威博交叉偶联反应，它主要应用于金属钯（0）催化的芳胺化合物的合成。起始原料包括卤代芳烃（或类卤代芳烃，如三氟甲磺酸芳酯）和一级或二级芳胺。金属钯催化剂主要包括0价钯(如Pd(PPh3)4,Pd2(dba)3,Pd(acac)Cl2 )和二价钯（如PdCl2, Pd(OAc)2, Pd(dppf)Cl2, (IPr)Pd(acac)Cl, Pd(PPh3)2Cl2等）。在反应中往往需要配体的参与，而最常用的配体为膦配体，如 dppf, BINAP, Xantphos 等。
反应式：

它的机理如下图（假设以醇钠做碱）

二  实验部分

实验过程中，我们首先尝试了以下条件:
(a) NH4OH水溶液，CuSO4, K2CO3,100℃,16h
(b) NH4OH水溶液，CuSO4, K2CO3, 高压釜140℃,6h
(c)NH3异丙醇溶液回流12h
(d) NH2Boc,Pd2(dba)3, Xantphos,Cs2CO3
(e) NH2Boc, Pd2(dba)3, Xantphos,NaotBu
(f) NH2Boc,CuI,L-proline,K2CO3, DMSO
(g) NH2Boc,Pd(OAc)2, dppf,Cs2CO3
我们筛选了多种反应温度和溶剂，均以失败告终。之后我们又尝试了使用二苯甲酮亚胺合成CN键，再将其水解最终制得了化合物2的盐酸盐。
实验操作：
化合物1（30 g, 0.236 mol）和二苯甲酮亚胺（47 g, 0.260 mol）溶于甲苯（1000 mL），然后加入Pd(OAc)2（3.8 g, 0.0171 mol），BINAP(21 g, 0.0342 mol), 叔丁醇钠（32.7 g, 0.342 mol），氮气置换三次将体系里的氧气除掉，回流16h。冷却后，旋干得到粗品，粗品可使用柱层析分离（展开剂 石油醚：乙酸乙酯=20:1），得到45 g棕色化合物3（Rf=0.3, 石油醚：乙酸乙酯=5:1），再将化合物3溶于HCl( 2N , 500 mL)，室温搅拌24 h，用乙酸乙酯（500 mL X 3）萃取水相，除去杂质，将水相旋干得到最终化合物4 24 g，两步的产率为71 %。
1H NMR: (400 MHz, DMSO-d6):  8.22 (d, J = 5.6 Hz, 1H), 7.97 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.81 (dd, J1 = 5.6 Hz, J2 = 8.0 Hz, 1H), 2.71 (s, 3H).
三  总结
二苯甲酮亚胺是一类较好的卤-胺转化试剂，极大丰富了布赫瓦尔德 反应在有机合成C-N键形成中的应用。

参考文献：
F. Y. Kwong, A Klapars, S. L. Buchwald Org.Lett. 2002, 4, 581-584
C. Wolf, S. Liu,X. Mei, A. T. August, M. D. Casimir, J.Org. Chem. 2006, 71, 3270-3273
X. Xie,T.Y.Zhang, Z. Zhang, J.Org. Chem. 2006, 71, 6522-6529
D. Zim, S. L.Buchwald, Org.Lett. 2003, 5, 2413-2415