2分于LDACHaI98%THF25°℃OHHCHaC94%6%为了克服上述酰胺水解的困难,可以将羧酸形成N-酰基唑烷酮作为手性助基。因为酰亚胺可以在较为缓合条件下水解。OLDA/ THFPhCH-Bror92%phi-Pro1%99%负碳离子的双重反应部位2.5负碳离子的电荷在碳及氧原子上非定域分布,因此它是两可性亲核试剂。当进行烃化反应时除可在碳原子上进行烃化外,反应也可在氧原子上进行。R-C-CHR"C-CHT100-+R'X+R'XR-CCH—R'R-C-CH2M0OR'如果从碳与氧上的负电性考虑,负电荷在氧原子上集中更有利。但是影响这两个部位反应的活性因素很多。首先是结构因素,例如下列两个卤代酮在进行分子内负碳离子烃基化反应时因碳链长短而分别在氧或碳上反应:HeCCH3BrLDA唯一产物HCCH323
HoC435售一产物HC3Ch其原因是烃化反应进行时,与离去基相连的碳原子应处于烯醇盐元键的上方,以利于P轨道进行Sn2进攻,形成由漠原子背面进攻的轨道主体排布。这对多一个碳原子的化合物来说,烯醇离子上的碳原子轨道可以满足这种条件,因此形成碳原子上烃基化。当少一个碳源子的卤化物,为满足这种电子排布状况出现较大张力,由氧原子上的孤对电子进攻溴的背面更为容易:因而生成氧原子烃化。C4YBrBr使用的烃化试剂也会影响碳、氧原子的烃化比例。乙酰乙酸乙酯进行乙基化反应时随所用的烃化试剂不同产物有如下比例:0-HMPACH-C—CH-COOC,H, +CH,CHX0-OCH,CH,CH;—C-CH—COOC,H,+CH,—C—CH—COOC,HsCH,CHX:OTs88%11%CI60%32%Br39%38%113%71%这种不同离去基团对C、0烃化部位影响可利用软硬酸碱理论来认识。对于烯醇盐和负碳离子来说氧负离子相比负碳离子是硬碱;而负碳离子体积大,电负性小属于软碱。从烃化试剂来说,磺酸酯和硫酸酯是碳氧键断裂形成正性基团,它们是属硬酸。而碘化物当碳碘断裂时由于碘体积大,电负性小。与碘相连的碳正性部分形成软酸。按软一软、硬硬作用原理,前者易于进攻负氧离子,后者易于进攻负碳离子。溶剂效应对于选择烃化部位也很重要。对于极性非质子溶剂,氧负离子处于身由状态这时易于进行氧原子烃化反应。如果使用质子溶剂氧负离子因氢键而遮盖,易于发生碳原子上的烃基化反应。24
0- K*CH;-C-CH-COOC,H,+(CH,CH2)2SO4O-CH,CH2-0CH-C-CH-COOCHs + CH,-C-CH-COOCH5CH,CH3溶剂83%15%HMPA0%94%叔丁醇0%94%THF酚氧离子是一种特殊的烯醇盐,它倾向于氧原子上的烃化反应。碳原子上的烃化反应会破坏共轭体系,需消耗较大的能量。萘酚的盐在DMSO、DMF及醚类溶剂中容易进行氧原子的烃基化反应。在水中以及三氟乙醇等质子溶剂中由于降低了氧原子上的亲核性活度而发生碳原子上的烃化。OCH2Ph97%phCH2BrCHzPhOCHPhCF3CH2085%7%负碳离子烃化反应中的溶剂效应2.6负碳离子烃化反应中溶剂对其反应速率影响很大。当正丁基丙二酸二乙酯的钠盐用溴代正丁烷进行烃化反应时,不同溶剂中的反应速率比较如下:溶剂溶剂极性(e)相对速率苯2.317.314四氢呋喃6.880二甲氧乙烷97037二甲基甲酰胺47二甲基亚矾1420极性非质子溶剂既有利于负碳离子的离解,又不会影响负电荷的活度,因此可大大提高反应速率。这类溶剂除DMF、DMSO外还有像N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺等。HoCHMIHoC,CHSJNCHHaCCH325
负碳离子是一种盐类化合物。和其它无机盐类似,它们常常藉助极性而聚集存在。溶剂对它们的聚集状态影响很大。负碳离子在溶液中以二聚、三聚、四聚、六聚等聚集体形式或离子对形式以及被溶剂分离的白由离子形式平衡共存。金属离子的性质、溶剂及负碳离子的结构都会影响它们聚集的状态。当溶剂有助于分离它们的离子对时,亲核活度将提高。极性非质子溶剂因有极性有利于离子对的分离;它的负性基团暴露于分子中可使金属离子溶剂化,正性基团掩盖在分子内部使负碳离子处在自由状态。因此在极性非质子溶剂中进行负碳离子烃化反应时反应速率大大增加。)一()一一人·M当反应用醛类溶剂,如THF中加-些HMPA时,会大大提高负碳离子反应的活性。THF及二甲氧乙烷也是一种极性非质子溶剂,不过它们的介电常数较小,但它仍可籍助氧上对电子溶剂化金属离子,因此在上述负碳离子的反应中也时常采用。尤其是这两个溶剂比DMF和DMSO来说沸点较低,后处理方便而易于使用。当负碳离子与锂离子形成离子对时,与较小的锂离子结合成紧密的离子对导致亲核活性下降。如果反应中采用冠醚来螯合金属离子,例如12-冠-4有良好的鳌合锂离子效能,可大大提高负碳离子活性。2.7羰基化合物通过它的含氮衍生物进行烃基化反应Stork等人引人烯胺类化合物进行烃化。烯胺是由仲胺与羰基化合物反应制得。OH0R-C-CHRe +RanH- RaN--CHR, ReN*--CHnR-H RN--CRRRR制备烯胺还可将酮类化合物与仲胺混合并加入四氯化钛作脱水剂,这种方法尤其适用于位阻较大的胺被应用时。N-三甲基硅烷胺可与羰基化合物在缓合的条件下形成烯胺:(CH)2CH-CH,CH=O+(CH)SiN(CH)2→(CH)2CHCH=CHN(CH)2烯胺也是一种两可性亲核试剂,可以在C及N两个部位进行烃基化反应。当C上烃基RN-C-CR, R N-C-CR2RR化之后随之进行水解反应可得α-取代的炭基化合物。263
HhO/HAC681%烯胺形成避免了强碱条件。它在进行烃基化反应时也会导致多烃基化产物。下述环已酮的烯胺当形成C-烃化亚胺盐后可转移个质子到原料烯胺中,从而进一步进行二烃基化反应:CH31回流19hH20CHaI44%30%5%~10%亲电性强的烃化剂如碘甲烷、烯丙基卤化物、卤代苄基化合物等对烯胺N-上烃化常是可逆的反应。可以通过分子内重排将烯丙基由N迁移到C上。因此活性烃化剂往往生成高收率的C-烃化产物。与负碳离子的钠、钾盐常形成热力学控制的烃化产物相反,不对称酮的烯胺烃化反应常在取代较少的部位进行。这是由于当形成烯胺时双键和氮原子要处在个平面内。如果在取代基较多的碳原子上形成烃化烯胺时分子内将有较大张力。CH羰基化合物形成的亚胺衍生物与格氏试剂或金属锂化物作用被脱掉质子时可生成亚胺的负碳离子。它与烯胺盐成为共振结构,提供C-与N-的强亲核试剂。这类衍生物当使用不活泼的烃化试剂时也能形成高收率的烃基化产物,尤其适用于醛的α-位烃化。27