杂环合成试剂之二氯甲醛肟

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二氯甲醛肟

杂环合成试剂(二)


01

基本信息

【英文名称】 Dichloroformaldehyde oxime

【分子式】 CHCl2NO

【分子量】 113.93

【CAS 登录号】 [1794-86-1]

【缩写和别名】 Dichloroformoxime

【结构式】

【物理性质】 该试剂为黄色固体,可溶于大多数有机溶剂。mp 38~40 oC,bp 129 oC, 1.66g/cm3。

【制备和商品】 该试剂可由乙醛酸肟与 N-氯代丁二酰亚胺在乙二醇二甲醚中制备得到 (式 1)[1]。

【注意事项】 该试剂有刺激性气味,腐蚀性较强。需在暗处密封冷藏储存,在通风橱中使用。


02

各类反应


与二溴甲醛肟相似,二氯甲醛肟的主要用途也是被用作环化加成反应中 1,3-偶极体的前体化合物。该试剂可在碱性条件下脱去氯化氢转变成为腈氧化物,然后与烯烃、炔烃通过环加成反应来制备 3-氯异唑啉和 3-氯异唑化合物。二氯甲醛肟的反应活性相比二溴甲醛肟的活性要弱一些,因此在一些因二溴甲醛肟的活性太高而不能进行的反应中,使用二氯甲醛肟有可能得到很好的结果。

制备 3-氯异唑啉化合物

二氯甲醛肟在碱性条件下可与烯烃发生环加成反应,生成相应的 3-氯异唑啉化合物 (式 2)。该类化合物在有机合成中具有重要的应用,可以通过系列官能团转化生成多种反应中间体。如式 3 所示:3-氯异唑啉化合物可在 K2CO3 和甲醇中回流反应,生成氯原子被甲氧基取代的异唑啉产物。使用 Raney Ni 在硼酸存在下通过催化氢化的方法可使 3-甲氧基异唑啉开环,以高产率得到 β-羟基酯化合物。此外,3-氯异唑啉还可在 Fe(CO)5 的作用下发生开环反应,生成 β-羟基腈化合物。该方法是制备 β-羟基腈的重要方法 (式 4)[2]。

制备 3-氯异唑化合物

二氯甲醛肟作为腈氧化物的前体可与炔烃发生 1,3-偶极环加成反应,生成 3-氯异唑化合物 (式5)[3]。2014年有文献报道:在没有碱试剂的存在下,炔铜与二氯甲醛肟的反应并不是经过 1,3-偶极环加成机理。如式 6 所示[4]:在该反应中,二氯甲醛肟和炔铜首先发生了取代反应生成炔肟中间体。然后,该中间体进一步发生分子内环化反应,最终生成 3-氯异唑化合物。

除了自身具有驱虫性[5]等药理活性外,3-氯异唑化合物还是一类重要的有机合成中间体。在碱性条件下,二氯甲醛肟与炔基硼酸酯反应生成 4-位带有硼酸酯基的 3-氯异唑化合物。该化合物可以在钯催化下与碘苯发生Suzuki 偶联反应,将 4-位上的硼酸酯基转化成为带有不同取代基的芳香基团,而 3-位上的氯原子不受到影响 (式 7)[6] 。

2015 年有文献报道:使用二氯甲醛肟、苯乙炔铜和碘单质的三组分串联反应,高效地制备了 3-氯-4-碘-5-苯基异唑化合物。在该反应中,炔铜和碘单质被用作 1-碘炔的合成等价物,从而省略了1-碘炔的复杂制备、纯化和贮存过程。通过该反应首次得到了带有两个不同卤素取代基的异唑化合物,并对醚、醇和酯等官能团均具有良好的兼容性。根据两种卤素取代基的活性差异,可以选择性地在碘取代的位置进行 Heck 、Suzuki-Miyaura 或Sonogashira 偶联反应,单一选择性地得到相应的 4-位官能团化的 3-氯-4-取代异唑化合物(式 8)[7]。这些化合物都具有结构上的新颖性,预期在今后的有机合成和新药研发中将发挥重要作用。

其它反应

二氯甲醛肟在碱性或者加热的条件下失去 HCl,得到氯代腈氧化物。该化合物经光照可进一步转化生成氯代异氰酸酯(式 9)[8]。


参 考 文 献

[1] Orth, R.; Böttcher, T.; Sieber, S. A. Chem. Commun. 2010,46, 8475.

[2] Halling, K.; Thomsen, I.; Torssell, K. B. G. Liebigs Ann.Chem. 1989, 985.

[3] Chiarino, D.; Napoletano, M.; Sala, A. Synth. Commun.1988, 18, 1171.

[4] Chen, W.; Wang, B.; Liu, N.; et al. Org. Lett. 2014, 16, 6140.

[5] Carr, J. B.; Durham, H. G.; Hass, D. K. J. Med. Chem. 1977,20, 934.

[6] Moore, J. E.; Goodenough, K. M.; Spinks, D.; Harrity, J. P.A. Synlett 2002, 2071.

[7] Chen, W.; Zhang, J.; Wang, B.; et al. J. Org. Chem. 2015, 80,2413.

[8] Maier, G; Teles, J. H. Angew Chem. Int. Ed. Engl. 1987, 26,155.

[陈雯雯,山西师范大学化学与材料科学学院;WXY]



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