羥胺作為一種廉價易得的合成原料,在有機合成及其相關(guān)領(lǐng)域具有很大的潛在應用價值。近幾十年甚至上百年針對羥胺類衍生物的有機方法學研究一直在不間斷地進行,其中比較經(jīng)典的反應如Weinreb酮合成反應和Beckmann重排反應。
羥胺衍生物上的取代基位置將羥胺類衍生物分為三類,如下圖所示。近幾年由羥胺衍生物及其氧化物參與的環(huán)加成反應,過渡金屬催化的C-N、C-O交叉偶聯(lián)反應以及自由基類型的反應得到了很大程度的發(fā)展及深層次的探索。
羥胺衍生物的分類
1、O-取代烷基羥胺的應用
O-取代烷基羥胺是一類用途廣泛且價格昂貴的有機合成中間體,該類化合物可用作烷氧胺基化試劑,在有機合成和新藥生產(chǎn)中引入烷氧胺基基團到酮類化合物(特別是甾族化合物),可用作藥物頭孢呋辛側(cè)鏈及農(nóng)藥苯草酮、烯草酮、稀禾定等除草劑生產(chǎn)的中間體,也可作為新醫(yī)藥及新農(nóng)藥創(chuàng)制領(lǐng)域的中間體,該類化合物的應用舉例如下。
1.1 O-芐基羥胺在三嗪類化合物合成中的應用
三嗪類化合物是一類應用十分廣泛的化合物,20世紀50年代以來,三嗪類化合物的開發(fā)應用早己經(jīng)受到國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注,其應用領(lǐng)域也不斷得到開拓擴展。目前,三嗪類化合物的主要應用領(lǐng)域有燃料工業(yè)、農(nóng)用化學品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和石化助劑工業(yè)等,主要被用作除草劑、殺菌劑、殺蟲劑、新型阻燃絕緣高聚物材料的主要原料、熒光增白劑、活性燃料、醫(yī)藥以及新型多功能潤滑油添加劑等。
O-芐基羥胺可作為合成芳香環(huán)取代的二胺基三嗪類化合物的中間體,反應方程式如下:
1.2 O-(3-氯-2-丙烯基)羥胺在合成環(huán)己烯酮類除草劑烯草酮方面的應用
烯草酮,屬于環(huán)己烯酮類莖葉除草劑,是一種高效安全,高選擇性的ACCase抑制劑,對于大多數(shù)一年生和多年生的禾本科雜草有特效,對雙子葉作物安全。烯草酮的結(jié)構(gòu)如下:
烯草酮的合成過程以乙硫醇和丁烯醛為起始原料,經(jīng)加成、環(huán)化、水解脫羧、酰基化重排、肟醚化等6步反應合成烯草酮。O-(3-氯-2-丙烯基)羥胺作為合成烯草酮的中間體,反應方程式如下,在肟醚化反應中,O-(3-氯-2-丙烯基)羥胺與(a)反應生成烯草酮。
1.3 O-烯丙基羥胺在合成6,7-二氫-5H-環(huán)戊烷并[b]吡啶中的應用
6,7-二氫-5H-環(huán)戊烷并[b]吡啶是一種日益受到重視的醫(yī)藥中間體。其化學結(jié)構(gòu)式為:
它具有抗?jié)?、抗癌等重要生理活性,主要用于藥物,殺菌劑和抗菌劑的研究,也被廣泛用于制備植物保護劑和合成樹脂、防老劑以及塑料制品等。
6,7-二氫-5H-環(huán)戊烷并[b]吡啶的合成以環(huán)戊酮為原料與O-烯丙基羥胺鹽酸鹽在氨水作用,再以苯為溶劑將中間體置于試管中并通入氫氣,密封加熱即可得到目標化合物,化學反應方程式如下:
此外,O-烯丙基羥胺還可作為合成環(huán)己烯酮類除草劑禾草滅的重要中間體,O-乙基羥胺在稀禾定、噻草酮的合成中也是不可缺少的。
2. N-取代烷基羥胺參與的反應
主要包括:1.基于氮氧鍵斷裂的烯徑及炔烴的馬氏或反馬氏氫胺化;2.基于氮氧鍵斷裂過渡金屬催化的親電胺化反應;3.過渡金屬催化的雜環(huán)構(gòu)建;4.作為交叉偶聯(lián)反應的導向基團參與的反應;5.基于氮氧鍵斷裂產(chǎn)生的自由基參與的反應。
綜上,取代羥胺鹽作為一種重要藥物中間體和有機合成中間體, 有著很高的商業(yè)價值。目前該類化合物國內(nèi)除了有少量高價的進口試劑供應外, 只有少數(shù)廠家生產(chǎn)較簡單的烷氧基胺鹽酸鹽, 如甲氧基胺鹽酸鹽及乙氧基胺鹽酸鹽等。探索操作簡單且產(chǎn)品純度高的合成方法將成為人們關(guān)注的熱點。