【反应机理】H2O2/DMSO体系水解腈制备酰胺为什么这么快? 机理是什么?

学术   2024-11-06 08:02   上海  

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腈水解可以制备伯酰胺。此转化许多方法报道,有时需要根据底物的特性选择酸性,碱性或中性的水解条件。后来发展出了过渡金属催化的中性水解条件,由于其条件温和,不会导致消旋,广泛应用与不对称合成领域【Tetrahedron201975, 2637-2641;ACS Catalysis2021, 11, 8716-8726。酸性或碱性条件使用的都是强酸强碱条件,反应通常很剧烈,很多官能团不兼容。过渡金属催化水解条件,成本相对较高。

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早在1989年,Alan R. Katritzky就报道了一种H2O2-K2CO3-DMSO体系水解腈为伯酰胺的方法【Synthesis 1989, 949】,室温下,5-30分钟就能完成反应,是一种非常实用的水解腈制备酰胺的方法。

之前有小伙伴问此反应的机理是什么?H2O2为什么能够加速反应,小编查了一下,发现此反应的机理研究早有报道【Bulletin of the Chemical Society of Japan, 1981, 54, 793-799】,下面对此反应的机理分享给大家,以供大家学习交流。

反应机理

反应中加入催化量的碳酸钾,反应体系呈碱性,因此会生成HOO-(其亲核性大于HO-), 其对腈进行亲核加成生成过氧亚胺酸,过氧亚胺酸是一种氧化性很强的氧化剂,其甚至可以氧化过氧化氢生成氧气。此反应的改进就是加入了DMSO作为还原剂可以迅速消耗生成的过氧亚胺酸,由于此步骤很快,而且不可逆,因此可以明显加速整个反应进程。



反应操作


To a stirred solution of 4-chlorobenzonitrile (1.37 g, 0.01 mol) in DMSO (3 ml), cooled in a ice bath, was added 30% H2O2 (1.2 ml) and K2CO3, the reaction was allowed to warm up to r.t. (strong exothermic effect was observed). After 5 min., distilled water (50 ml) was added, cooling applied, and the product was collected by filtration, yield 85%.


参考资料

1、J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 1291–1293

2、Bulletin of the Chemical Society of Japan1981, 54, 793-799

3、Synthesis 1989, 949


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