1.我很疑惑那个德文文献为啥没看到吡啶5号位的芳环氢,虽然在你的核磁中确实有体现。
2.如果你不嫌贵,脱CN的最好方法是DIBAL-H还原成CHO ,然后用贵金属催化剂直接抽羰基,但是这个贵金属催化剂一般是Rh配合物而且要加当量。看你是想要先做出产物还是一直按照放大的路线走。CN的水解脱羧一直是极其困难的。
新人报道。不知道发点什么,简述一下最近做的一个合成进展
COF单体2,4,6-吡啶三胺
去Reaxys上查了一下,完整的合成皆指向两个古早文献,一个是1915年Meyer的德国文献,被多次引用,主要是取代思路,以2,6-二氯-4-氨基吡啶为底物,用对甲苯磺酰胺把氯取代了然后浓硫酸脱对甲苯磺酰基,这么古早的文献和方法大概是有人复现过了,但是他没写具体产率,底物也价格不菲,于是我又查了一下底物的合成,大概是以便宜的2,6-二氯吡啶出发,先在TFA里用双氧水或者m-CPBA氧化,再用硫硝混酸硝化这个吡啶氧化物,4号位上硝基,铁粉盐酸还原成氨基,顺便把N上的氧也给还原了,但是这个路线过于冗长了,所以没有选择。第二个出自1936年的德国专利,是用吡啶在N,N-二甲基苯胺里用氨基钠直接齐齐巴宾氨基化,上三个氨基,相当的暴力,也是没有说具体产率,原文写“产率良好”,我觉得也良好不到哪里去,两百多度的高温,分步一锅上三个氨基还是颇有难度,甚至可以说吡啶三胺主要以副产物的形式存在了,因此也不是特别好做。
最后组合了一下两篇文献找到一个看起来相对操作简易的方法,PDF附在文末,简述一下,就是以丙二腈和乙醇为起始物,在无水HCl的条件下进行pinner反应做出氰基亚胺酸乙酯盐酸盐,之后用乙酸铵胺解成脒,两个分子发生自缩合,生成2,4,6-三氨基-3-吡啶甲腈,机理具体可见文献,最后对腈用浓KOH溶液一步水解成羧酸后脱羧,得到吡啶三胺。这个方法看起来相当的简洁诱人,起始物也不贵,于是我决定先尝试这个方案。虽然根据之前做小分子缩合成环反应的经验,很可能会出一大堆副产物或是产率极低,好在大部分原料我都有,条件也温和值得一试。
实验部分:
pinner盐的合成是我在Reaxys上另外找的,因为我没有现成的无水氯化氢溶液,所以采用乙酰氯或者亚硫酰氯的方法。第一步产率有八十几,还算比较高。得到的pinner盐必须现用,对水氧敏感(特别是水),所以抽滤并用乙酸乙酯洗涤后立马真空干燥并称量投入下一步反应。称量的时候这货还在冒烟(可能是我这湿度有点高),应该是正在水解导致的。
以最快速度投料后,立即插上氮气球回流进行氨解缩合。
到达温度后并没有全部溶解,溶液由白变黄
由于文献并未描述反应状态,只是说静置时析出沉淀,所以我尝试了趁热抽滤收集滤液冷却时析出的结晶和直接冷却抽滤两种方法,都进行后面的DMF/H2O混合溶剂重结晶
溶液中的残余固体
滤液
冷却析出固体
抽滤冷却的滤液
tlc说明先对热反应液抽滤冷却后析出可以得到tlc纯的产物,反应液中含有多种杂质,且热反应液中的不溶固体是不能淬灭254nm荧光的杂质
对得到的产物进行dmf/水重结晶,发现实际上水是良溶剂,并非dmf
得到2,4,6-三氨基-3-吡啶甲腈,产率只有二十几,tlc说明反应液中也含有大量产物但不易提纯
液相色谱结果
另一份
核磁谱(原始谱)
可以确定就是2,4,6-三氨基-3-吡啶甲腈
到这里我以为万事大吉了,准备最后一步水解脱羧
实际上最后一步才是真正的坑
第一次,氢氧化钾回流后,有大量不溶解固体,完全按照论文操作,最后得到的乙醚溶液根本旋不干,加入正己烷也不析出固体,但tlc只有一个不一样的点
第二次,回流后得到橙色澄清溶液,冷却后析出大量固体,加入大量水溶解无机盐,调节pH,抽滤,酸溶碱析提纯,最后全溶于水中不知所去
做到这里我回去查了吡啶三胺的溶解度,论文也是非常的猎奇:
在Wiley的一篇文献中,采用酸溶碱析提纯,明确说明微溶与冷水
而在1915年Meyer的原始文献中则提到易溶于冷水和乙醇,乙醚,氯仿,苯,甲苯则需加热才能溶解
后来我又做了一遍,并用甲苯重结晶,但是热甲苯似乎并不能溶解得到的粗固体
到现在我不知道该怎么办了,于是乎准备尝试一下齐齐巴宾氨基化的暴力方法
尽管严格无水无氧,但是反应液仍随着温度上升颜色先变黄后变深,细看可见内部偏紫
安慰一下自己,至少没有出现大量粘稠焦油,反应液流动性不错
但是最后并没有产出,固体全溶于了冷水(原文说可以用冷水洗去杂质)
看来我还得好好研究一下这个水解脱羧,然而甲腈产率也特别低,使我望而却步了
溶解度也是大问题,文献互相矛盾,产物到底溶不溶于冷水必须得清楚,还有可以使用什么溶剂从水溶液中萃取
氢氧化钾还干废我两个烧瓶和一个冷凝管,做强碱加热千万不能时间太长,不能碰到磨口!
主要参考文献为方便阅读就以pdf格式放在文末了
1.我很疑惑那个德文文献为啥没看到吡啶5号位的芳环氢,虽然在你的核磁中确实有体现。
2.如果你不嫌贵,脱CN的最好方法是DIBAL-H还原成CHO ,然后用贵金属催化剂直接抽羰基,但是这个贵金属催化剂一般是Rh配合物而且要加当量。看你是想要先做出产物还是一直按照放大的路线走。CN的水解脱羧一直是极其困难的。