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α-卤代酮的合成及在杂环合成中的应用

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2.2、含一个杂原子的五元环的合成
α-卤代酮与邻羟基羰基化合物反应生成多种取代苯并呋喃。苯并呋喃类化合物由α卤代酮与邻羟基二苯甲酮和水杨醛环合而成。
芳香胺与α-溴酮的反应是一条合成吲哚的有吸引力的路线
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邻羟基苯腈与α-卤代酮反应得到3-氨基苯并呋喃衍生物
N-芳基和N-烷基氨基亚甲基氰基乙酸衍生物与α卤代羰基化合物在碳酸钾或乙醇钠 存在下反应合成多种取代的3-氨基吡咯。
酯与氯乙酸的双负离子反应制备α-氯代酮
酯与氯碘甲烷负离子反应制备α-氯代酮
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1.4、从Weinreb 酰胺制备
若以N-甲氧基-N-甲基-2-卤乙酰胺与有机金属试剂作用就可以 良好收率得到α-卤代酮。N-甲氧基-N-甲基-2-卤乙酰胺很容易由 相应的卤乙酰卤与N-甲氧基-N-甲基氯化铵反应得到。
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2、α-卤代酮在杂环合成中的应用
在用不同的亲核剂处理α-卤代酮时,攻击可能发生在六个可能的亲电位点:亲核 剂能够攻击羰基上的碳(位置1)、携带卤素原子的碳原子(位置2)和卤素原子(位置3)。此 外,由于两个极性吸电子基团的存在,α-,α‘和β-位上的氢原子也容易受到亲核剂或 碱基(位置4、5和6)的氮杂环化合物的反应完全不同,在大多数情况下导致季铵化。该反应已 用于Chichibabin季铵化,然后将所得叶立德与烯烃或炔烃环加成,得到相应的稠合吡 咯衍生物,由吡啶,哒嗪,嘧啶,吡嗪,咪唑,噻唑和三唑开始。
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2.3、含两个杂原子的五元环的合成
用α-卤代酮与硫脲或硫酰胺缩合合成Hantzsch噻唑的研究始于一个世纪前。众所 周知,在Hantzsch噻唑合成过程中形成中间体或环羟基异构体
3、小结
1、α-卤代酮的合成
α-卤代酮的合成广泛应用于现代有机合成中, 多用于溴的烷基化、关环合成咪唑及 噻唑等杂环类化合物,其合成方法常用的直接卤化、经重氮酮制备、氯乙酸的双负离子 与酯反应制备、经Weinreb 酰胺制备、傅克酰基化合成等。
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1.1、直接卤化
酮的α-氢易被取代, 可以直接合成α-卤代酮。一般操作是将酮与卤素于醋酸、氯仿、DMF或 水中反应。 卤化试剂:卤素,硫酰氯、五卤化磷、过溴化吡啶氢溴酸盐、三卤化三甲基苄基铵盐。
硫代羧酸及其衍生物很容易与α-溴代酮反应。在乙酸铵存在下,α溴酮与硫代酸 在回流乙酸中的反应得到1,3-噻唑衍生物
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已经发现各种含有–C(NH2)=N–结构作为环的一部分的环体系与α-溴酮缩合,产生稠 合的咪唑-杂环体系;环氮攻击CH2Br单元,而不是伯外环氨基。
2-氨基噁唑是通过一种清洁、高效和经济的技术,在氧化铝作为固体无机载体上, 通过微波诱导苯甲酰溴化物与尿素衍生物的反应获得的
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2.1、α-卤代酮的反应性
理论上,在α-卤代酮与亲核试剂的反应过程中,可以设想下列 类型的反应。除了亲核取代(a)、消除(b)和还原(c)之外,还可以 发生羰基(d)的亲核加成,随后发生亲核分子内取代(e),形成能够 进行进一步反应的环氧化物。此外,经由中间体环丙烷酮形成羧 酸衍生物的Favorskii重排是替代路线(f)。在大多数情况下,很难 预测用亲核试剂处理卤代酮时会发生哪种反应。
α-卤代酮的合成及在杂环合成中的应用
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1、α-卤代酮的合成
1.1.直接卤化 1.2.经重氮酮制备 1.3.酯与氯乙酸的双负离子或氯碘甲烷负离子反应制备 1.4.从Weinreb 酰胺制备 1.5.通过卤乙酰氯傅克酰基化合成
2、α-卤代酮在杂环合成中的应用
2.1.α-卤代酮的反应性 2.2.含一个杂原子的五元环的合成 2.3.含两个杂原子的五元环的合成 2.4.其他杂环的合成 2.5.在药物全合成应用举例
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1.5、通过卤乙酰氯傅克酰基化合成卤代酮
与芳烃直接相连的α-卤代酮, 可以从卤乙酰卤与相应芳烃经傅克酰基化合成α-卤 代酮。 此类方法多以三氯化铝做催化剂, 在适宜的温度下反应合成α-卤代酮。 但该方 法后处理较为困难,且收率一般。
通过卤溴酰氯傅克酰基化制备α-溴代酮
通过卤溴酰溴傅克酰基化制备α-溴代酮
1.2、经重氮酮制备
不对称酮卤代时,有时无法得到单卤代产物。 此时,从酰氯或活泼酯经重氮酮合成α卤代酮可以顺利得到单卤代产物。 重氮化试剂:重氮甲烷、三甲基硅重氮甲烷
实验操作:重氮酮常用重氮甲烷的醚溶液加到相应的酰氯或活波酯中制得,也可以用三 甲基硅重氮甲烷处理相应的酰氯制得。 重氮酮用相应的卤化氢处理即可高产 率得到α-卤代酮。
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若将不对称酮首先转变成为一定构型的烯醇盐,继而卤代,是区域定向卤代的新方法。
另外,甲基酮可用甲基格式试剂与相应的Weinreb 酰胺来制备, 如下例即是先合成甲基酮,后 溴化来合成α-溴代酮的。
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应用Br2/AcOH直接溴化
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应用BnMe3NBr3溴化
有机三溴化铵的优点是它们是结晶的,易于操作和取量所需的化 学计量比
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2.4、其他杂环的合成
叔酰胺在用当量的正丁基锂处理时转化为二阴离子,它们被N-碘代丁二酰亚胺氧化形成 相应的β-内酰胺。
3-氨基丙烯亚硫酰胺与2-溴苯乙酮在催化量的对甲苯磺酸的催化下回流,可直接环合成 1,4-硫氮卓类。
应用重氮酮(由酰氯和重氮甲烷反应而来)合成α-溴化酮
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应用重氮酮(由酰氯和TMSCHN2反应而来)合成α-溴化酮
1.3、酯与氯乙酸的双负离子或氯碘甲烷负离子反应制备α-氯代酮
通过氯乙酸的双负离子对酯的加成可以得到相应的α-氯代酮,这一方法有广泛的 通用性,也可以用于芳香酸酯。 另外通过氯碘甲烷负离子也可以得到相应的α-氯代酮。
选择性:对称酮或只有一个取代方向的酮卤代时,可以良好产率(80~90%)生成α-卤代酮。 不对称酮卤代,往往生成α-及α’-卤代酮的混合物。 由于酮卤代的决定步骤是酮的烯 醇化,因此,易形成烯醇的方向优先卤代。
2-甲基环己酮与亚硫酰氯作用, 多取代的 α-氢优先氯代。
用双(二甲基乙酰胺基)三溴化氢做溴化剂,可使 不对称酮在少取代一边溴代。
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