Mitsunobu_反应.docVIP

经典化学合成反应标准操作 Mitsunobu 反应 编者： 谢军 药明康德新药开发有限公司化学合成部 目 录 前言…………………………………………………………………2 醇的翻转………………………………………………………………3 Mitsunobu 醚化反应…………………………………………………8 Mitsunobu 氨基取代反应……………………………………………10 Mitsunobu 硫代反应…………………………………………………16 Mitsunobu 卤代反应…………………………………………………18 其他手性翻转试剂 …………………………………………………20 1. 前言 1967年，Oyo Mitsunobu 报导了在三苯膦（PPh3）和偶氮二甲酸二乙酯（DEAD）作用下酸和醇缩合成酯的新方法1。当底物为仲醇的时候，与羟基相连的碳原子的构型会发生翻转。 经过多年的研究和发展，形成了一大类合成方法，我们称之为Mitsunobu 反应。这类反应被广泛应用在有机合成，特别是天然产物的合成中2。 2．醇的翻转 在Mitsunobu 反应中，DEAD 和三苯膦首先生成一个活性的甜菜碱式中间体（betaine intermediate），这个活性中间体夺取作为亲核试剂的酸的质子并同时活化醇，随后经过SN2取代，得到手性翻转的酯；将得到的酯水解，其净结果是醇的构型翻转。 反应在很温和的条件下进行，通常反应温度是在0oC到室温，大部分基团都不会影响反应。但亲核试剂质子的pKa值必须小于甜菜碱式中间体（betaine intermediate）的pKa 值（～13），否则亲核试剂的质子不能被中间体（betaine intermediate）夺取，反应不能进行。低极性的溶剂有利于反应，通常用四氢呋喃，乙醚，二氯甲烷和甲苯作为溶剂，有时候乙酸乙酯，乙腈和DMF也用作溶剂。  最早将Mitsunobu 手性翻转用于天然产物的合成的一个例子如下，只需一步就将5α-choletan-3β-ol 转变为5α-choletan-3α-ol，而此前这个转化需要好几步反应才能实现3。 1991年，Eli Lilly 的化学家 Martin 和 Dodge 发现用p-硝基苯甲酸（PNBA）作为亲核试剂对立体位阻较大的醇的翻转更有效4。Buszek和Jeong据此合成了Octalatin A和B的前体5。  p-硝基苯甲酸（PNBA）还能有效地抑制副反应：醇的消除6。所以，在Mitsunobu 反应中，通常使用p-硝基苯甲酸（PNBA）。 Tsunoda等发现，对于位阻较大的醇，TMAD(N, N, N’, N’-tetramethyl- azodicarboxamide) 和三丁基膦的体系效果比较好7。 分子内的Mitsunobu反应为内酯的合成提供了一个有效的方法。Verderas等利用这个方法合成了一系列的氨基酸8。 磺酸类化合物也能参与Mitsunobu 反应，在生成磺酸酯的同时得到手性翻转的产物9,10。 2.1 Mitsunobu 法醇的构型翻转合成方法示例 Inversion of (-)-menthol 11 A 250-mL, three-necked, round-bottomed flask is equipped with a stirring bar, nitrogen inlet, rubber septum, and thermometer. The flask is charged with 3.00 g of (1R, 2S, 5R)-(?)-menthol (19.2 mmol), 12.9 g of 4-nitrobenzoic acid (77.2 mmol), 20.1 g of triphenylphosphine (PPh3) (76.6 mmol), and 150 mL of tetrahydrofuran. The flask is immersed in an ice bath, and 12.1 mL of diethyl azodicarboxylate (77 mmol) is added dropwise at a rate such that the temperature of the reaction mixture is maintained below 10°C. Upon completion of the addition, the flask is removed from the ice bath and the solution is allowed to stir at room temperature overnight (1