有機(jī)三溴化銨(OATBs)作為溴素的固體形式,具有優(yōu)良的反應(yīng)活性和熱穩(wěn)定性,是一類重要的溴化試劑,在有機(jī)合成中具有廣泛的應(yīng)用。本文回顧和總結(jié)了近些年來國(guó)內(nèi)外利用OATBs進(jìn)行溴化反應(yīng)的研究進(jìn)展,從反應(yīng)類型、OATBs的種類和作用機(jī)理對(duì)反應(yīng)進(jìn)行了全面的分析。通過與溴素對(duì)比,指出了該類化合物在芳基的選擇性溴化、雙鍵的立體選擇性加成和羰基的α-溴代等領(lǐng)域具有重要的研究?jī)r(jià)值。針對(duì)研究現(xiàn)狀,提出了綠色、高效的反應(yīng)體系是其未來的發(fā)展方向。隨著研究的深入,更多OATBs參與的溴化反應(yīng)將會(huì)被開發(fā)出來,成為有機(jī)合成化學(xué)的重要手段。
1 OATBs參與的芳基溴化反應(yīng)
Kajigaeshi課題組報(bào)道了以{attr}2231{/attr}三甲基三溴化銨(BTMAT)為溴化試劑來制備溴化苯酚和溴化苯胺的方法。(Scheme 1)

Scheme 1
BTMAT還可應(yīng)用于乙酰苯胺1的溴化反應(yīng)(Scheme 2),一取代、二取代和三取代產(chǎn)物2的生成取決于氨基或羥基在苯環(huán)上的定位效應(yīng)。

Scheme 2
芳基醚3和化學(xué)計(jì)量的BTMAT在CH2Cl2-CH3OH中可以選擇性的定量生成一取代芳基醚,在AcOH-ZnCl2中可以選擇性生成二取代或三取代的芳基醚(Scheme 3)。

Scheme 3
2015年,Saito等人利用BTMAT首次實(shí)現(xiàn)了芳基溴化-偶聯(lián)反應(yīng)一鍋法制備芴基π-共軛聚合物(Scheme 4)。

Scheme 4
2018年,Tepe課題組報(bào)道利用TBAT實(shí)現(xiàn)了底物控制的酰基吡咯選擇性溴化反應(yīng)。(Scheme 5)

Scheme 5
1992年,Imafuku課題組利用苯基三甲基三溴化銨(PTMAT)溴化對(duì)羥基苯乙酮7和環(huán)庚三烯酚酮6,以THF為反應(yīng)溶劑,溴代反應(yīng)發(fā)生在芳基的側(cè)鏈;以CH2Cl2-CH3OH為反應(yīng)溶劑,溴代反應(yīng)發(fā)生在芳基上。(Scheme 6)

Scheme 6
Muathen課題組利用1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯三溴化氫(DBUHT)成功實(shí)現(xiàn)了以上芳香體系的溴化反應(yīng)。(Scheme 7)

Scheme 7
六亞甲基四胺三溴化氫的溴化反應(yīng)活性較DBUHT要高,反應(yīng)條件更加溫和,能選擇性溴化芳烴、芳基醚、酚類和芳胺類化合物8-9,反應(yīng)轉(zhuǎn)化率>90%。(Scheme 8)

Scheme 8
2005年,Patel課題組報(bào)道了一種新型高效的溴化試劑1,2-二吡啶二三溴化乙烷(DPTBE)(Scheme 9)。

Scheme 9
Hajipour等人制備了1-芐基-4-氮雜-1-氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷三溴化物(BDABCOT),并將其應(yīng)用于酚類化合物10的溴代反應(yīng)(Scheme 10)。

Scheme 10
Sain課題組報(bào)道了N-甲基吡咯烷酮三溴化氫(MPHT)參與的芳胺和酚類化合物的高效區(qū)域選擇性溴化反應(yīng)(Scheme 11)

Scheme 11
2007年,Borah等人制備了四乙基三溴化銨(TEAT),并將其應(yīng)用于芳基化合物的溴代反應(yīng)。
Ostrowska課題組制備了一系列雙環(huán)脒基烷烴三溴化物(BCAAT),并作為一種新型的溴化試劑應(yīng)用于芳香酰胺12-14的化學(xué)和區(qū)域選擇性溴化反應(yīng)。(Scheme 12)

Scheme 12
亞乙基二(N-甲基咪唑)雙三溴化物分別與鄰、對(duì)氨基吡啶和N-甲基咪唑等雜環(huán)芳烴15-17反應(yīng)均只生成相應(yīng)的芳環(huán)二溴代產(chǎn)物18-20,氨基在反應(yīng)條件下能夠很好的保留(Scheme 13)。

Scheme 13
2012年,Sinha報(bào)道了利用十六烷基三甲基三溴化銨(CTMAT)在熱風(fēng)烘箱中進(jìn)行無溶劑溴化反應(yīng),
Paul等人制備了一種可回收、高溴含量的溴化試劑雙三溴化六甲銨(HMBT),并將其應(yīng)用于芳香酰胺、苯酚類以及芳香雜環(huán)化合物的無溶劑區(qū)域選擇性溴化反應(yīng)。
2018年,Shahvelayati課題組報(bào)道了一種用于溴化苯酚、苯胺及其衍生物的新型可重復(fù)利用的鄰二甲苯雙(三乙基三溴化銨)(OXBTEAT)。(Scheme 14)

Scheme 14
2 OATBs參與的不飽和鍵加成反應(yīng)
Bellucci課題組以溴素和TBAT作為溴化試劑,3-取代環(huán)己烯為底物,從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和產(chǎn)物的角度考察了不同取代基和不同溶劑體系對(duì)于反應(yīng)速率和產(chǎn)物種類的影響。(Scheme 15)

Scheme 15
Lafont課題組首次將TBAT和BTMAT應(yīng)用于糖烯25的雙鍵加成反應(yīng),該方法能夠選擇性的以較高產(chǎn)率生成α-1,2-反式二溴加成產(chǎn)物26(Scheme 16),反應(yīng)的立體選擇性不受反應(yīng)溶劑和保護(hù)基的影響。

Scheme 16
Khan課題組報(bào)道了2’-乙酰氧基查爾酮27和TBAT發(fā)生的碳碳雙鍵加成反應(yīng),該反應(yīng)的加成產(chǎn)物28-29再經(jīng)過環(huán)化反應(yīng)生成相應(yīng)的黃酮類色素30-31(Scheme 17)。

Scheme 17
相比有機(jī)體系在水相體系中,以吡啶三溴化氫(PHT)作為溴化試劑,(E)-二苯乙烯32和(E)-查爾酮33能夠高立體選擇性的生成相應(yīng)的二溴加成產(chǎn)物34-35(Scheme 18)。

Scheme 18
將吡啶三溴化氫衍生物與二氧化硅鍵合形成二氧化硅溶膠-凝膠溴化試劑([email protected].),利用[email protected].和二氧化硅鍵合的胍類強(qiáng)堿[email protected].可以實(shí)現(xiàn)一鍋法雙鍵的溴化加成和溴化氫的消除反應(yīng)(Scheme 19)。

Scheme 19
3 OATBs參與的羰基α-溴代反應(yīng)
Giordano發(fā)現(xiàn),利用OATBs與溴素對(duì)縮酮37進(jìn)行溴代反應(yīng)生成的產(chǎn)物具有相反的非對(duì)映選擇性(Scheme 20)。

Scheme 20
Bose等人利用TBAT和CTMAT作為溴化試劑,制備了一系列α-溴代烯酮41(Scheme 21)。

Scheme 21
PTMAT首次應(yīng)用于3-乙酰苯并吡喃-4-酮衍生物42中乙酰基的α-溴代反應(yīng),收率高達(dá)72-83%(Scheme 22)。

Scheme 22
Bekaert等人利用MPHT選擇性的溴化四氫萘酮衍生物43,以高產(chǎn)率制備了相應(yīng)的α,α-二溴代四氫萘酮44。(Scheme 23)。

Scheme 23
近年來,研究學(xué)者們相繼報(bào)道了EBMIDT, 1,4-二(3-甲基咪唑-1-基)丁烷雙三溴化物(BMIBT)和10-(亞乙基)菲咯啉雙三溴化物(EPBT)應(yīng)用于1,3-二羰基化合物46的高產(chǎn)率α-單溴代反應(yīng)(Scheme 24)
Scheme 24
2016年,Badali課題組報(bào)道了一系列有機(jī)銨三溴化氫,并將其應(yīng)用于苯乙酮衍生物和乙酰咔唑衍生物47的溫和、高產(chǎn)率α-溴代反應(yīng)。(Scheme 25)

Scheme 25
2019年,Zheng課題組研發(fā)了一種新型的強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂(Amberlite 717)負(fù)載的三溴化銨試劑(PVBMAT),利用上述試劑完成了苯乙酮衍生物49、環(huán)己酮和3-戊酮的α-溴代和α-溴乙縮醛化反應(yīng)。(Scheme 26)

Scheme 26
文章信息
DOI: 10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.19263
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21506164);2016年中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目 (K-JBYWF-2016-T6)
作者簡(jiǎn)介:李濤(1988-),男,漢族,天津人,博士,工程師,主要從事溴素的精細(xì)化深加工研究。
編輯:唐宋、雷小編







