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二氯甲烷(DCM)因其多功能性和较好的溶剂特性,如极性、比重、低毒和低沸点,已被广泛用作有机反应的溶剂。
然而二氯甲烷本身也是一种卤代烃这一事实常被忽视。据已有文献报道,二氯甲烷很易和胺类,特别是叔胶和仲胺发生反应,生成盐酸盐、“甲撑二胺”(aminals)和/或季铵盐。因此,建议大家用二氯甲烷提取胺类反应产物或用干燥剂干燥时,能及时分离就尽量不要拖,尽量不要放置过夜,不然产生的铵盐沉淀可能就随着干燥剂过滤掉了,导致产率降低。另外,对于做天然产物分离的朋友,要特别注意辨别使用DCM所分离的化合物是天然产物还是分离过程中人为造成的化合物。
二氯甲烷与胺反应
其实,不光是胺,吡啶与DCM也是会反应的。只是在室温条件反应较慢,但在升高温度和加压时,反应会变快。
美国波特兰州立大学(Portland State University)化学系的研究人员发现,吡啶的10%二氯甲烷溶液放置一周后即可缓慢形成白色细晶体1,1'-亚甲基双吡啶二氯化物3a。9 M的溶液保存两个月,可以1%的收率形成3a。(J. Org. Chem. 2010, 75, 12, 4292–4295)
不同吡啶衍生物反应速率不一样。研究人员将13种不同的吡啶衍生物溶解在DCM中,并通过1 H NMR光谱监测反应,寻找新的低场芳族质子信号和独特的亚甲基信号。吡啶衍生物1c与二氯甲烷反应是最慢的,5.5 M的二氯甲烷溶液需要2个月才能反应生成<1%的3c。相反,1.5 M的DMAP的二氯甲烷溶液两个月生成了78%的3b。
通过取样用NMR跟踪DMAP(1b)与DCM 在31天内形成3b的反应进程:
400 MHz的1 H NMR谱。下标o和m分别是指环氮的邻位和邻位的芳族氢,M是指亚甲基质子,Me是指甲基质子。
反应机理如下:
所以,当在DCM中使用吡啶进行有机合成时,应格外小心,尤其是DMAP时,其反应的速度是所研究的六种衍生物中最快,并且其产物仍溶于DCM中。当使用吡啶衍生物作为质子受体时,2-(或2,6-)取代的吡啶应能很好地工作,而不必担心副产物的形成。但是在温度高、压力大时,需要注意质量方面的影响。
二氯甲烷和吡啶及其衍生物经常用于羟基保护、酰化、Dess-Martin氧化和臭氧分解等反应。认识了二氯甲烷的特性,我们便能预测反应可能产生的困难,及时采取避免措施。
参考文献:J. Org. Chem. 2010, 75, 12, 4292–4295
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