【合成操作】LDA (二异丙基氨基锂) 参与反应的标准操作。有时候反应不好,重蒸一下二异丙胺就解决了!

学术   2024-12-25 08:01   上海  
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二异丙基氨基锂(LDA) 是有机合成中常用的大位阻非亲核性强碱试剂,在四氢呋喃中pKa = 35.7。常用来制备碳负离子和烯醇离子等【常见化合物的酸碱性】【烯醇式结构为什么不稳定?】。LDA溶于Et2O、THF、DME、HMPA,温度升至0 ℃以上就不稳定。但是它的己烷或戊烷溶液在室温下能够稳定放置几周时间,它与THF 的复合物在环己烷和庚烷中相当稳定。LDA可以在低温下摄取一些羰基α位的活性亚甲基或次甲基的质子而生成碳负离子, 在低温下和各种亲电试剂反应可以方便地引入各种各样的基团。有时需要加入等摩尔的HMPA作为辅助溶剂【常用溶剂----HMPA来增加试剂的反应性和稳定性。有吸电子基团取代的芳环也可以通过LDA拔氢引入其他基团。投此类反应时,如果有参考文献,按文献操作即可,如果没有参考文献,下面小编介绍一下比较通用的操作方法。
标准操作

实验前仪器准备,参考往期文章【Schlenk技术及无水无氧操作中物料的转移对于有机合成实验室中的无水无氧操作,小试最常用的还是T型玻璃三通。如下图。

对于三通,磨口端接反应瓶,细口端,一端接惰性气体气球,另一端接真空泵。对于无水无氧操作,反应瓶一般使用三口瓶,一个口接温度计(温度计也可以不加,直接塞上,降温时延长时间,15分钟以上,确保完全降低到合适温度,滴加时,逐滴加入,防止温度升高),一个口接上图三通,另一个塞橡胶塞用于加料。反应开始前要先干燥反应瓶,搭好上述装置后,真空泵连通反应瓶,用热风枪(烤板那种),加热反应瓶的所有角落,同时通过旋转三通阀向反应瓶中放入气球中的惰性气体,重复几遍,即可得到无水无氧反应容器。【实验室如何10分钟快速搭建无水无氧反应装置?
对于液体原料和溶剂,只需等反应瓶冷却后通过注射器在橡胶塞口打入即可,固体原料能溶于溶剂的也可打入。但对于不溶固体,一般是通过不断通入惰性气体流的同时加入(注意气流不能太大,否则会吹散原料)。


  1. LDA已经是商业化试剂,可以直接买来用,但是考虑到其稳定性,保质期有限。直接制备LDA, 直接用于反应,操作也不复杂。具体方法:在-78℃下,向3 mL二异丙胺 (0.17 mL, 1.2 mmol) THF溶液中加入0.69 mL 1.6 M n-BuLi的正己烷溶液 (1.1 mmol),并在-78℃搅拌1分钟【注:由于丁烷和二异丙胺的pka相差15个单位,因此n-BuLi与二异丙胺混合会瞬间形成LDA !】。1M左右的LDA四氢呋喃溶液在-78℃下,会出现浑浊状态,这种正常现象,这是由于LDA在四氢呋喃中过饱和导致的。商业化二异丙胺已经足够干燥,新的试剂可以直接用于制备,旧试剂可以自己重新蒸馏,利用CaH2干燥后(100 mL/g)重蒸,没有氢化钙,NaH也可以用于干燥。
  2. 然后在-78℃下,利用注射器或双头针将2ml 底物的(1 mmol)的THF溶液(0.5M)加入到LDA中【注射器操作:底物烧瓶上扎一个氮气球平衡压力,利用注射器吸取底物溶液,然后注射到LDA中;双头针操作:在底物烧瓶中使用轻微的正压氮气将该溶液通过双头针推入LDA溶液】,并在-78°C搅拌15分钟。【注: 在LDA中加入底物可以避免锂化的底物与中性底物发生不必要的分子间反应。很少有LDA去质子化需要超过15分钟。你可以根据未反应的底物量来判断是脱质子是否需要更多的时间,或者反应体系中存在的少量水而需要更多的LDA。如果这两个不能增加产率,也有可能是亲电试剂有一个酸性质子,它会淬灭阴离子,而不是形成一个键。】
  3. 将亲电试剂(1.2 mmol)以固体的形式加入或以2ml四氢呋喃溶液的形式通过注射器加入阴离子溶液中。-78°C下,搅拌15分钟,然后0°C下搅拌1小时。【注: 这对于有机锂试剂参与的反应来时间已经足够。】

  4. 1 M NH4Cl水溶液和乙酸乙酯淬灭反应,分液,有机相水洗,饱和食盐水洗涤(可以让水相和有机相完全分开),MgSO4干燥,过滤,浓缩得到粗产物,然后进一步纯化。


相关反应(点击标题查看反应详细内容)

Myers不对称烷基化反应


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羟醛缩合反应(Aldol condensation)


Claisen缩合反应


邻位金属化反应(Directed ortho Metalation)

烷基锂化合物和带有邻位导向基团 (Directed Metalation Group--DMG)的芳烃反应得到邻位金属中间体。好的邻位导向基团有很强的配位或螯合效应,导致邻位氢的酸性增强。



参考资料

一、《现代有机合成试剂——性质、制备和反应》,胡跃飞等编著【常用试剂----二异丙基氨基锂

二、http://www.chem.rochester.edu/notvoodoo/pages/magic_formulas.php?page=prepare_lda



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