DMAP是一种高效催化剂,用于催化acylations反应的4-dialkylaminopyridine衍生物之一。Boc是一种常用的胺、醇保护基团。DMAP催化Boc2O保护胺、醇反应具有高收率和简便的操作,因此备受推崇。然而,最近的研究发现除了预期的N-Boc和O-Boc产物外,还存在一些副产物。本文介绍了DMAP催化合成N-Boc和O-Boc时的主副产物,希望对合成工作有所帮助。
在没有任何催化剂的情况下,胺与Boc2O反应会生成N-Boc产物。然而,在DMAP的催化下,会生成副产物3和4(Scheme 1)。
以cyclohexylamine 1a为例:在MeCN中,将cyclohexylamine 1a与Boc2O(1.5当量)/DMAP(0.1当量)反应,可以得到N-Boc衍生物。主副产物的生成受温度和溶剂的影响。用N-methylimidazole(MeIm)代替DMAP的实验表明,cyclohexylamine 1a与Boc2O反应只生成N-Boc化合物2a(Table 1)。
实验步骤:
将Boc2O(1.2当量)溶解在3 mL的MeCN中,并放入冰浴中,然后加入DMAP(0.2当量)。经过5分钟,将0.5 mmol的cyclohexylamine溶解在2 mL的MeCN中,滴加入反应体系中,反应进行10分钟。反应结束后,加入氯仿(10 mL),用5% HCl(20 mL)洗涤,用MgSO4干燥,蒸发得到产物4a,收率为80%。
与伯胺不同,仲胺与Boc2O/DMAP的反应只生成单一的N-Boc产物,而不生成脲。我们推断DMAP催化伯胺生成N-Boc、Urea和Isocyanate的机理如下:
通常情况下,醇与Boc2O不发生反应,即使在存在Et3N的情况下也很难反应。然而,在加入催化剂DMAP后,醇会立即生成O-Boc产物。最近的研究发现,醇与Boc2O/DMAP反应除了生成O-Boc产物外,还会生成carbonate 10。例如,cinnamyl alcohol 8a(在MeCN中,室温下)与Boc2O/DMAP反应除了得到产物9a外,还得到一个对称的carbonate 10a(9a:10a=1:1)。
我们认为DMAP催化醇生成O-Boc和Carbonate的机理如下:
根据上述结论,在进行Boc保护反应时,根据底物和反应条件的不同,可以推断出副产物的类型。
参考文献:
J. Org. Chem., 2000, 65, 6368-6380
阅读原文