【方法学】Ritter反应例子

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引言

分享两个方法学研究成果,均发表在《Org. Process Res. Dev.》期刊
两个方法学研究均是涉及Ritter反应
1
 放大Ritter反应研究

首先分享第一个方法学:Ritter反应放大研究

仲醇或叔醇与丙烯腈的里特反应使制备丙烯酰胺变得容易,否则很难制备丙烯酰胺。该方法描述了进行这种大规模反应的安全程序。

腈与醇或烯烃之间的反应生成羧基酰胺,即里特反应,有很好的文献记载。

该反应是制备含仲烷基或叔烷基的酰胺的一种非常有效的方法。里特反应的修饰允许伯醇在三氟甲烷磺酸酐的活化下与腈反应,补充了传统的里特反应。用亲电钯(II)盐代替强酸活化烯烃是可行的,但不太成功。最近,里特反应被优雅地应用于手性萜烯对映体特异性合成3-氮杂双环化合物和顺氨基茚醇的手性合成。令人惊讶的是,Sohar等人在碳离子中心观察到一个意想不到的手性保留的里特反应。本文还综述了里特反应和sigma键重排在含n萜类化合物合成中的应用。这些进展说明了里特反应在制备各种化合物中的重要意义。

作为开发一种制备霉菌杀菌剂N-环己基异噻唑啉的实际过程的一部分,我们需要合成起始的N-环己基-3-巯基丙酰胺(1)

化合物1可以由丙烯腈和环己醇的里特反应制备。然后根据文献程序用硫脲8进行硫代化:

为了寻求一种更安全的方法来进行这个反应,我们意识到在文献过程中,由于硫酸与腈/醇的瞬时比低,在室温下有一个很长的诱导期,直到所有必要的硫酸都被加入。我们认为环己基羰基离子的生成是反应的速率决定步骤。在加酸过程中,酸的浓度相对于醇的浓度过低。因此,在加入足够的硫酸之前,环己基羰基离子中间体的生成非常缓慢。推测环己基羰基离子的生成速率在环己醇中为一级,在硫酸中为一级。我们使用了两种不同的方法来解决这些问题。

首先,我们在添加试剂的整个过程中保持适中的反应温度,以防止未反应的起始物质的积累。

其次,在整个添加过程中,我们保持了高而稳定的硫与环己醇的比例。

这两种修饰确保了合理的碳离子生成速率及其与丙烯腈的反应。

这两种方法都提供了较高的起始温度,便于环己基羰基离子的生成及其与丙烯腈的捕获。在添加过程中也始终存在一个化学计量或过量的硫酸,以确保反应物的消耗。在所有反应物混合后,没有未反应的起始物质的积累可能导致剧烈的喷发。两种方法都在中试工厂顺利扩大规模,并成功地为异噻唑啉类杀菌剂的生产提供了N-环己基-3-巯基丙酰胺。方法B提供了一个无溶剂的过程,丁腈/醇(或烯烃)是液体时,这是非常具有吸引力的。

2

 PF-610355 (1)中间体的制备

Twiddle等人完成了PF-610355中间体的制备,过程中应用到Ritter反应

PF-610355的合成路径如下所示:

中间体5的合成,需要经过三个步骤

第一步是酰胺化:

首先需要对化合物羟基羧酸进行活化,这里选择了CDI为活化试剂
由于两个官能团都是裸露的,因此,各消耗一分子CDI,由这两个基团的性质,可以推测CDI与羧基的反应速率快,而与羟基反应则较慢。但是,无论如何,最终还是要生成活性化合物12
经过优化后,完成酰胺缩合,反应完成后,经过水洗除去过量的原料和副产物
完成酰胺制备后,作者接着进行Ritter反应的研究:
随着反应进行,原料醇3不断转化为所需的酰胺4
反应过程中,伴随着化合物1314的生成
推测反应机理如下:
三氟乙酸活化氯乙腈,再和叔醇3进行Ritter反应;另外一方面,三氟乙酸也起到活化叔醇3的作用,都可以促使反应向生成酰胺4的方向进行
随后,作者研究氯乙腈与硫脲的反应:
发现,氯乙腈与硫脲经过反应后,生成噻唑胺化合物18
最后,利用这个特性,实现了氯代酰胺4的脱酰化,转化为期望的叔胺5
作者还研究了叔胺5的性质:

评述

Ritter反应可以有效地制备各种酰胺;酰胺进一步可以转化为胺
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