酯基水解,除了酸和碱,还有这些偏中性的方法!

学术   科学   2024-12-09 08:08   广东  

大部分的酯水解反应,我们都可以通过酸性或碱性的方法解决,通常对于甲酯、乙酯等小位阻酯我们会选用碱性水解的方法;

对于叔丁酯这类大位阻的酯我们会采用酸性水解的方法一种以三氟乙酸为代表,一种以HCl为代表;

但无论酸还是碱,反应条件都比较剧烈,有时候可能存在其他官能团不适配的情况;比如含锌蛋白酶抑制剂——2-苄基-3-硝基丙酸通常由2-苄基-3-硝基丙酸甲酯的水解得到,但实际上其碱性水解和酸性水解得到的都是杂质;

示例中碱性水解杂质的生成原因比较好理解,来源于β-消除,反应机制如下:

酸性水解杂质的机制稍微复杂,解析见下;

故而有时候一个中性或偏中性水解酯基的方法是重要的,为此针对文章开头两种类型的酯基,我们分享两篇文献报道;

1、CeCl3•7H2O/NaI 促进叔丁基酯的水解

J. Org. Chem. 2001, 66 (12), 4430-4432

来自2001年的一篇报道,虽然反应过程中有当量碘化氢生成,但可以调控步骤和比例使得底物中含有的Boc等不耐酸官能团稳定存在,该方法可以套用到较复杂的底物分子上;

步骤:将起始中间体(115.68g,以 0.27mol计)溶于1300mL 乙腈中,加入CeCl3·7H2O (150.48g,0.40mol)和无水NaI (52.47g,0.35mol),将反应物回流,用 TLC 监测反应,约15分钟后反应完毕,减压蒸馏,除去乙腈,加入乙酸乙酯和稀盐酸,萃取,分离,得到有机相。然后将该有机相依次用水、饱和 NaCI 溶液洗涤,减压蒸馏,除去乙酸乙酯。然后向残余物中加入0.6M的NaOH水溶液500mL (0.3mol),震荡,直至澄清。将碱水层用乙醚(x3)洗涤,再在冰浴冷却下用稀盐酸调水相 pH=3-4,用乙酸乙酯(x3)萃取,合并有机相。将合并的有机相用无水 MgSO4 干燥,减压蒸馏,除去溶剂,得到金黄色泡状固体,干燥后,得到 109.3g的标题化合物,其未经纯化即直结用于下一反应步骤。

2、碘化锂通过脱烷基化的反应水解甲酯,苄酯,PNB酯,PMB酯等

 Tetrahedron Lett 1994,35,2505-2508

反应的实质是脱烷基化,该反应在质子惰性非极性溶剂如THF和乙酸乙酯回流进行,该种条件有助于通过锂离子配位活化酯羰基。

同时该方法并不局限于甲酯,苄基酯、PMB酯、PNB酯和叔丁酯都可以通过脱烷基化的方式水解,并且由于条件温和,特别适合用于β-内酰胺酯。

一些实例如下:

大家水解如果遇到难题,不妨尝试一下!

有机合成大菜籽
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