实验设计:伯胺单甲基化的实验设计和思考

文摘   科学   2024-11-17 08:01   天津  
伯胺进行单甲基化,一般不会选择伯胺直接和卤代甲烷反应,因为选择性不好,可以得到仲胺、叔胺以及季铵盐的混合物。

就像高中化学,甲烷和氯气光照条件下反应一样,主要产物是氯化氢,目标物一氯甲烷,二氯甲烷,三氯甲烷,四氯甲烷都有,选择性不好。

采用直接还原胺化或者本质上的还原胺化,是伯胺进行单甲基化常用的策略。

直接还原胺化法
  • 伯胺和当量的甲醛,氢化条件下,一锅法可进行伯胺的单甲基化。
  • 其他还原条件,例如醋酸硼氢化钠也可以完成上述还原胺化反应。
杂质谱分析
  • 从杂质研究角度,一定有双甲基化杂质。
  • 从工艺控制角度,为什么选择性这么好呢?
  • 当甲醛的当量超过1eq.,双甲基化杂质一定会随着甲醛用量的增加而增大。
  • 当甲醛的当量维持在1eq.左右,体系产生的单甲基化产物,理论上仲胺的亲核性强于伯胺,仲胺会和没有转化的甲醛经还原胺化可得双甲基副产物,但是因为仲胺的位阻变大,活性降低,主反应还是没有转化的伯胺和没有用完的甲醛反应,经还原胺化得到单甲基化产物。
  • 综上,小编觉得位阻是选择性的主因。

间接还原胺化法
  • 还原胺化的本质是两步反应,只是可以一锅法进行
  • 从两步角度设计伯胺的单甲基化,其实就不难了。第一步引入潜在甲基源的基团,第二步切断不要的部分。

第一步引入甲基源的物质
  • 原甲酸三甲酯、DMF-DMA、Boc酸酐、甲酸等
第二步还原切掉不要的部分
  • Boc酸酐,N-Boc还原
  • 甲酸,N-甲酰基还原
  • DMF-DMA,脒的还原(曲美替尼的案例)
  • 原甲酸三甲酯,亚胺酯的还原

少走一步,看似短了,就要付出其他代价
  • 例如,伯胺和卤代甲烷一步进行单甲基化
  • 例如,伯胺和甲醇从化工品角度一步获得单甲基化产物。
  • 例如,伯胺和甲醛、甲酸进行Eschweiler-Clarke reaction
  • 以上三种条件,特定环境下都不是理想的原料药合成工艺选择。

多走一步,看似长了,付出多了,但是收益比可能高了。
  • 多走一步,总比多走两步好
  • 多走两步,往往是上保护基和脱保护基的策略


生活也是这个道理
  • 有时候步伐迈大了,容易伤到肌肉
  • 有时候必须两步并一步走,环境所迫
  • 鞋合不合适,只有脚知道

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