酯的另类还原,产物非醛非醇,有点厉害!

学术   2025-01-06 11:11   广东  

在以往的研究中,酯的还原反应通常特指将酯还原为醇或者醛,难点有两个;①是在产物终点的控制上,要醛还是醇;②是有多个酯基存在时,如何选择性还原一个;

图、酯基还原历程,以LAH为还原剂为例
这些在我们之前的文章都有所涉猎;
但自从写了一篇羰基反应性的文章:关于羰基反应性的两种阐述:套头杀和歪脖杀之后,个人一直有个想法,即:能否在保证烷氧基的状况下,让酯基的羰基上完成这种法术呢?
问了一些人,告诉我不能,原因是因为负氢试剂对羰基的进攻,需要一个离去基团,在酯基中很明显烷氧基更容易离去。
这个说法看起来好像没有毛病,但确实只是个简单的经验之谈!
在检索后才发现,所谓方法总比困难多,其实早在1960年左右,来自美国缅因大学的研究人员就发展了一种以三氟化硼乙醚为路易斯酸,LAH为还原剂从酯得到醚的方法;缺点是收率较低;
图源:J. Org. Chem. 1960, 25, 875876. & J. Org. Chem. 1962, 27,21272130

在之后先后衍生出了三种类型的方法①金属催化氢化还原的方法,②硅烷试剂在金属或高能γ射线辐照下③硫代后催化还原的方法;

这些方法虽然能够实现酯到醚的转变,但是实际意义却不强,因为它们中多数收率偏低,选择性不好,敏感或适用范围狭窄;

2023年,普渡大学西拉法叶分校P. Veeraraghavan Ramachandran 团队在前人的基础上,发展了一种用硼烷氨作为还原剂,引入第三方Lewis酸催化实现羧酸酯直接还原为醚的方法,该方法不仅具有广泛的底物普适性(适用于芳香族和脂肪族羧酸酯,并引申到羧酸上),而且反应条件温和,产率高,为合成醚类化合物提供了一条新的有效途径,成果发表在Org Lett期刊上;

机理验证过程如下:

从机理上来看,这种反应模式很常见,类似于氧和三苯基膦的作用,先用路易斯酸把羰基束缚住,然后负氢试剂连续挥刀,将女儿嫁出;

唯一不好的地方大概在于硼烷氨络合物价格稍贵,比较适合实验室规模,而不适合生产上用;

本文参考:Org. Lett. 2023, 25, 69026906,DOI:10.1021/acs.orglett.3c02643

有机合成大菜籽
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