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常用试剂----重氮丙二酸二甲酯

【英文名称】Dimethyl Diazomalonate

【分子式】 C5H6N2O4

【分子量】158.11

【CA登录号】[6773-29-1]

【物理性质】能够溶于大多数有机溶剂,通常在非极性溶剂中使用,例如CHCl3和甲苯。

【制备和商品】该化合物为无色液体,没有商品试剂出售。在实验室可以方便地通过丙二酸二甲酯与对甲苯磺酸重氮盐原位交换来制备[1]。

【注意事项】该试剂对空气和湿气相对比较稳定。


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重氮丙二酸二甲酯在现代有机合成中主要被用作卡宾的前体化合物。在多种金属盐或者配合物的催化下,重氮丙二酸二甲酯放出氮气,生成反应活性很高的卡宾并参与多种类型的反应。重氮丙二酸二甲酯是重氮丙二酸二酯家族中的一个成员,它得到较为广泛应用的主要原因是它的制备方法比较安全。


一、制备醚

重氮化合物在金属盐或者配合物催化下参与的反应受到多种因素的影响。一般情况下,Cu2+ 和Rh2+ 盐或者配合物比较常用,并对反应速度产生较大的影响。底物的结构和重氮化合物的结构则对产物的结构或者不同产物之间的比例产生较大的影响。重氮丙二酸二甲酯的反应大多数以乙酸铑二聚体为催化剂,在非极性溶剂中回流数小时即可完成[1,2]。当底

物分子中有羟基时,则生成相应的醚 (式1,式2)[3,4]。


二、制备环丙烷

与烯烃反应生成环丙烷化合物是重氮化合物的特征反应。丙二酸二甲酯与烯烃反应生成偕二羧酸甲酯环丙烷衍生物,产物单一且具有很好的产率 (式3)[5,6]。该试剂与炔烃反应得到偕二羧酸甲酯环丙烯衍生物,而且产物的产率往往比其它重氮化合物较高 (式4)[7]。


三、制备恶唑

重氮化合物与氰基生成唑的反应已经成为唑衍生物的一种重要制备方法。重氮丙二酸二甲酯与氰基反应时,其中一个羧酸酯参与了成环,生成4-羧酸甲酯-5-甲醚-1,3- 唑。在正常的反应条件下,α,β-不饱和腈选择性地在氰基上反应,而不饱和键不受影响,得到带有不饱和键取代的1,3- 唑 (式5,式6)[8,9]。


四、扩环

重氮丙二酸二甲酯与小环杂环化合物反应生成多一个碳原子的扩环化合物也很有意义。例如:从氮杂环丙烷可得到氮杂环丁烷衍生物 (式7)[2],从环丁硫醚得到环戊硫醚衍生物 (式8)[10]。



参考文献

1. Russell, A. E.; Brekan, J.; Gronenberg, L.; Doyle, M. P. J. Org. Chem., 2004, 69, 5269.

2. Khlebnikov, A. F.; Novikov, M. S.; Amer, A. A. Tetrahedron Lett., 2004, 45, 6003.

3. Du, S.; Plat, D.; Belakhov, V.; Baasov, T. J. Org. Chem., 1997, 62, 794.

4. Hekking, K. F. W.; Delft, F. L. van; Rutjes, F. P. J. T. Tetrahedron, 2003, 59, 6751.

5. Li, K.; Du, W.; Que, N. L. S.; Liu, H. J. Am. Chem. Soc., 1996, 118, 8763.

6. Banwell, M. G.; Edwards, A. J.; Jolliffe, K. A.; Smith, J. A.;Hamel, E.; Verdier-Pinard, P. Org. Biomol. Chem., 2003, 1, 296.

7. Liao, L.; Zhang, F.; Yan, N.; Golen, J. A.; Fox, J. M. Tetrahedron, 2004, 60, 1803.

8. Wang, Y.; Janjic, J.; Kozmin, S. A. J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 13670.

9. Wolbers, P.; Misske, A. M.; Hoffmann, H. M. R. Tetrahedron Lett., 1999, 40, 4527.

10. Nair, V.; Nair, S. M.; Mathai, S.; Liebscher, J.; Ziemer, B.; Narsimulu, K. Tetrahedron Lett., 2004, 45, 5759.


本文转自:《现代有机合成试剂——性质、制备和反应》,胡跃飞等编著




相关反应


Büchner扩环反应


苯环在铑催化剂催化下和重氮乙酸酯反应得到环庚-2,4,6-三烯甲酸酯的反应。分子内的Büchner反应在在有机合成中非常有用。反应机理与Pfau-Plattner甘葡环烃合成反应类似。



金属卡宾的环丙烷化反应(Cyclopropanation with Metal Carbenoid)

在金属催化剂存在下,重氮化合物分解生成卡宾活性种,继而与烯烃双键反应生成环丙烷的手法。



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