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酰胺合成又出新方法,二氯甲烷做缩合剂,登顶JACS!

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在有机合成领域,酰胺键的构建是连接羧酸与胺类化合物的核心反应,其重要性不仅体现在天然产物、药物分子(如多肽、抗生素)的合成中,更延伸至材料科学和生物化学的广阔应用场景。而实现这一关键步骤的核心,便是种类繁多的缩合剂

酰胺键构建本质是羧酸与胺的亲核酰基取代,天然反应活化能极高(羧酸负离子参与的共轭对羰基钝化,胺进攻阻力大)。故而所有缩合剂的核心目标只有一件:把低活性羧酸原位转化为高活性酰基等价中间体(如酰氯、混合酸酐、活性酯、O - 酰基异脲、酰基磷鎓等),同时抑制副反应。

另一方面上,二氯甲烷作为一种常见的反应溶剂在有机实验室被广泛使用,但是我们对其的认识上大多停留在溶解性好,沾到皮肤上货拉拉痛,毒性高上,对其作为卤代烃的性质知之甚少,更谈不上怎么利用:

有意思的是,近期大名鼎鼎的JACS上线了一篇文章,来自韩国的研究团队发现二氯甲烷在碱性条件下可通过SN2与羧酸根反应生成活化酯中间体,为酸胺缩合带来了新的篇章(DOI:10.1021/jacs.6c05971)。


以苯甲酸和苄胺为模型底物,研究人员通过筛选二氯甲烷用量,反应溶剂体系,反应用碱,胺当量,反应温度,反应时间,发现最优的反应体系为:酸 1 eq、胺 2 eq、二氯甲烷 3 eq、碳酸钠 1.5 eq,DMSO做溶剂,80 ℃反应12 h。自由捕获实验证实反应不通过自由基机理。


在底物扩展上,以羧酸为筛选模板,该方法兼容芳基羧酸、杂环羧酸、烯基炔基不饱和羧酸、烷基羧酸、手型氨基酸等,并可作为丙磺舒、贝沙罗汀、阿塔鲁伦、阿达帕林等复杂药分子的后期酰胺化修饰,仅大位阻邻位取代芳酸、α-酸性强的苯基甘氨酸(手性保持不好,会消旋)、吲哚-3-羧酸转化效果较差。。


以胺为筛选模板,该方法兼容各类伯烷基/苄基/杂环伯胺、活性中等的环状仲胺,能制备药物酰胺与手性酰胺(手性胺偶联多数保持构型,仅α-苯基甘氨酸体系严重消旋),但大位阻叔烷基胺、炔丙胺反应效率显著偏低。


同时,该种缩合方法以碳酸氢铵为胺源时,各类芳香、杂环、脂肪羧酸均可一步转化为伯酰胺,收率集中在 53%–75%,操作简便无需传统活化试剂。


该方法经过放大验证,并在100 mmol级别合成了Moclobemide:产物纯度>99%,无需柱层析,结晶分离,仅水洗除副产物,工业化友好。


另外作者拓展了磺酰胺的合成,但该方法收率偏低:


可能得反应机制如下:


公众号观点:后处理简单,实验室规模可以积极尝试。工业化存在较大短板,二氯甲烷使用受限,需要加热,大位阻底物收率不行,溶剂回收成本贵,杂质不好控。

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