在无金属条件下从苄基氰和叔丁基 过氧化氢条件下制备叔丁基酯的有效方法外文翻译资料

在无金属条件下从苄基氰和叔丁基

过氧化氢条件下制备叔丁基酯的有效方法

从苄基氰和叔丁基过氧化氢合成叔丁基酯的新方案已经成功实现。 在叔丁基过氧化氢存在下，在无金属条件下，一锅中Csp3-H键氧化，C-CN键断裂和C-O键的形成顺利进行。

叔丁酯部分是在聚合物，药剂，生物相关天然产物中发现广泛发生的重要官能团，也是可以容易地转化为相应酸的有利的保护基团.1制备的常规合成方法依赖于羧酸或其衍生物与叔丁醇反应的叔丁酯。然而，这些反应基于强酸活化剂，过量试剂，高催化剂负载的过量加载，并且需要预活化，近来，报道了制备叔丁基酯的几个方案，例如alpha;-叠氮过氧化物的分子内重排，芳基卤化物的烷氧基羰基化，并且已经开发了许多有吸引力的方法.4,5然而，这些方法是

远离理想因为使用关键的原料，有毒的一氧化碳，较少见的金属。尽管文献中报道了许多方案，但在友好条件下叔丁酯的形成仍然是持续的挑战。

由于报道了C-C键断裂，这已经变得越来越有吸引力的话题，并给出了利用惰性起始材料构建新化学键的很好的机会.6,7作为一个强大的结构单元的底物，苄基氰试剂代表一个 一种稳定且容易获得的结构.8-11由于较高的键解离能，C-CN键相对较强且稳定 因此，C-CN键的切割是一个具有挑战性的话题，通常需要过渡金属催化剂.6-12此外，通过过渡金属催化的C-CN键活化，苄基腈可用于氰化官能化反应，而只有CN 单位出现在产品中.13然而，到目前为止，使用芳香族单元构建新的C-C或C型杂环已被很少报道.14-17 2014年，Li et al。 开发了用DMF进行铜催化酰胺化苄基氰化合物，用于合成甲酰胺。我们已经报道了铜催化好氧氧化苄基氰和叔胺到叔酰胺.15然而，在友好条件下合成苄基氰的叔丁酯的方案 没有报道

叔丁基过氧化氢被广泛用作C-H键氧化的化学计量氧化剂，可以使用过渡金属盐，如Fe，Co，Cu盐作为活性催化剂.18使用TBHP作为氧化剂的报告有限 C-H键，在无金属条件下氧化和官能化.19然而，迄今为止，无金属的TBHP介导的酯化反应只能取得有限的成功。在这里，我们报告了一种有效的TBHP氧化酯化苄基氰化物， 在无金属条件下的丁基酯（eqn（1））。 在叔丁基过氧化氢存在下，在无金属条件下，一锅中Csp3-H键氧化，C-CN键断裂和C-O键的形成顺利进行。

首先，选择2-苯基乙腈与叔丁基过氧化氢（TBHP）的反应作为反应条件优化的模型反应，包括催化剂类型，溶剂，温度，添加剂，结果汇总于表1中。使用5 mol％的CuCl作为催化剂，检查各种溶剂，结果表明溶剂对反应效率的影响较大（表1，项1-6），CH3CN为最佳溶剂，得到2a，产率为45％（表1第6项）。 条目7-10，MnCl2，MnCO3，FeCl3，AgNO3所示的进一步优化也是该反应的有效催化剂。 因此，我们推测外部催化剂对反应没有必要。 令人满意的是，在不存在其它催化剂的情况下，获得的产率为46％（表1，条目11）。 为了促进反应，向反应混合物中加入另外的添加剂4°A分子筛16小时，底物2-苯乙腈被消耗，2a的产率提高到89％（表1，条目12）。 将反应温度升至80℃不能提高2a的产率，显然（表1，条目13），同时将反应温度升高至100℃，导致低产率（表1，条目14）。将反应温度降低至40℃，导致2a产率降低（表1，条目15）。 当在60℃下，在CH 3 CN中使用DTBP（二叔丁基过氧化物）作为氧化剂时，该反应根本不发生（表1，条目16）。

表1反应条件的优化

根据这些结果，条目12代表最佳条件。 在优化条件下，我们再次引起注意，通过测试来探讨当前程序的一般性各种富电子或电子衍生基团取代的2-苯基乙腈合成叔丁基酯。 如表2所示，取代的2-苯基乙腈可以进行C-CN键切割，并被TBHP酯化，以高产率得到相应的酯产物。 具有富电子取代基的苯乙腈，如甲基（-CH 3），甲氧基（-OCH 3），

表2 TBHP介导的取代苄基氰化物的酯的氧化形成

a反应条件：在60℃下，25mL Schlenk管中的底物1a-1p（0.2mmol），TBHP（1.2mmol），4°A Ms（110mg），CH 3 CN（2mL），N 2，16小时。 b分离产量。 c TBHP（2.4mmol），4°A Ms（220mg）。 使用d 2-氢过氧-2-甲基丁烷（1.2mmol，85％水溶液）作为氧化剂

羟基（-OH）与TBHP平滑反应以提供相应的酯2a-2d（表2，条目1-4）。 使用含有取代基（uro（-F），氯（-Cl），溴（-Br），碘（-I），三氟甲磺酸（-CF3）或苯基（-Ph））的苯乙腈作为底物， 也可以由TBHP酯化，在最佳反应条件下通过C-C键活化得到相应的酯产物2e-2j（表2，条目5-10）。 2-（4-NO 2 - 苯基）乙腈，

强电子衍生基团取代的底物，也发生TBHP，以90％的产率提供所需产物2k（表2，条目11）。 然而，氨基（-NH 2）不相容，氨基被氧化成相应的硝基，得到4-硝基苯甲酸叔丁酯2k，产率58％（表2，条目12）。 此外，两个叔丁基可以容易地由具有TBHP的1毫微米的双苄基氰（表2，条目13）产生。 2-（噻吩-2-基）乙腈的酯化对当前方法同样有效（表2，条目14）。 1-（萘-2-基）或2-（萘-2-基）乙腈也作为有效的底物，可以与TBHP反应，分别以85％和84％的收率得到酯（2n-2o），通过C -C键裂解（表2，条目15和16）。 除了TBHP外，2-氢过氧-2-甲基丁烷也是本反应条件下的有效氧化剂。 具有电子富集或电子衍生的取代的2-苯基乙腈的底物可以与2-氢过氧-2-甲基丁烷进行C-C键切割，得到相应的酯2p-2r，产率高（表2，条目17-19 ）。

为了得到反应机理的一些信息，如下所示进行几个对照实验。 当在标准反应条件下使用苯甲醛1q或苯乙酸1r作为底物时，完全没有检测到2a，表明醛或酸不是有效的中间体（方程式（2）和（3））。 使用苯甲酰氰1与叔丁醇的反应作为底物，得到酯2a，产率为85％（方程式（4））。 结果表明，苯甲酰氰1是该转化的有效中间体。当在标准反应条件下加载自由基清除剂TEMPO时，2a的产率急剧降低至11％，表明自由基可能参与本反应过程（方程（5））。

基于目前的结果和所报道的文献5a，20-22，方案1中显示了合理的机理。

方案1合成叔丁酯的合理反应途径。

叔丁基过氧自由基由本系统产生.19叔丁氧基使苄基氰1产生关键的中间体M，然后被叔丁基过氧基捕获，得到alpha;-苄基过氧化物MI.20， 21消除，MI改为M-II。 其次是叔丁醇对M-II的攻击，得到所需的酯2。

结论

总之，已经提出了用于合成叔丁酯的C-CN键与TBHP的新型无金属氧化酯化反应。 在本系统中，我们在一锅中实现了sp3C-H键的无金属氧化，C-C键断裂和C-O键的形成。

致谢

中国国家自然科学基金（21603068），湖北省教育厅科技创新团队项目（T201419）和湖北科技大学博士研究基金资助，得到了广泛的认可。

参考文献

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9 For recent reviews, see: (a)M. Tobisub and N. Chatani, Chem. Soc. Rev., 2008, 37, 300; (b) C. Nacute;ajera and J. M. Sansano, Angew. Chem., Int. Ed.,

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