引言
化学反应中,使用最多的通常不是反应试剂,而是实验人员通常不会在意的溶剂!溶剂在化学中的重要性,那是不言而喻的啦。反应中需要使用适宜的溶剂,反应完成后通常需要更换常规溶剂进行后处理。偶尔洗洗瓶瓶罐罐、搅拌子等等,也需要用到各种溶剂。
有时候做一个几百毫克的反应,溶剂用量甚至超过一升!
因此,科研人员也在寻找更多绿色环保、可持续的溶剂代替常规的反应溶剂。当然,这是一个很大的话题,暂且不表。
Solvent-controled(溶剂控制)是什么?
在这里主要是指,反应受到溶剂的影响,同样的反应物,在不同溶剂中,反应情况发生了变化。这些影响包括的范围很广泛:反应位点的不同(区域选择性)、构型的改变(立体选择性)、反应类型的改变等等。
当然,在很多文献中看到的条件优化表内,往往也有溶剂筛选情况,这时候如果仅涉及反应收率高低而已,那么这种情况不算在溶剂控制中。要不,只要用到溶剂,都是溶剂控制反应,这样算起来未免太多了。
下面,我们看一看溶剂控制的一些反应
2.1 立体选择性
反应立体选择性也可以通过反应溶剂进行改变
该例子中,底物1e在不同溶剂中,反应发生了变化。当使用正己烷为反应溶剂时,产物选择性高达99:1,总收率也达到了91%;如果需要另外一种产物为主,则选择DMF为溶剂即可。
该例子中,亚胺和羧酸进行不对称加成,同样的,反应在甲苯(Toluene)和乙醚(Et2O)中,立体选择性发生了改变。
2.2 区域选择性
反应溶剂不同,反应的位点发生了改变
从上表中可知,该反应的选择性受溶剂影响很大,醇类溶剂不仅非常有利于产物3a的制备,而且反应速率非常快;强极性溶剂(DMSO、DMF、HMPA)则有利于选择性生成4aa,但是反应速率则较慢。
铜催化的三组分反应,在不同溶剂中,反应的区域选择性也发生了改变
钯催化分子间氧化环化,反应在乙腈和DMSO中,区域选择性也发生了改变。
钯催化氧化C-N键偶联反应,在四氢呋喃(THF)中,溴化发生在芳环上,使用DMF时,溴化则发生在烯烃双键上
甲醇中,发生C环化,得到环丙烷产物;在水中反应,发生氧环化,得到氧杂环丁烷产物。
2.3 官能团选择性
该例子,底物在不同溶剂中,亲核取代离去基团的选择性发生了改变。反应在甲酰胺中进行,主要得到iPrO选择性离去的环化产物;当使用DMF时,则以Cl离去环化为主产物。
这是一个Heck反应类型。当反应在四氢呋喃中进行时,选择性进行β-H消除;更换为甲醇时,则反应选择性进行β-OAc消除
2.4 反应类型
溶剂的改变还会导致反应类型发生变化
上述例子,底物1和2a在不同溶剂中反应情况发生显著差异:四氢呋喃中,得到[4+2]环加成产物3;乙醇中,则以[4+3]环加成产物为主;当反应在DEF水中进行时,得到串联反应的产物5。
2.4 拆分应用
这个不涉及反应,但是在应用上有着非常重要的意义
在进行化合物拆分中,溶剂也扮演着举足轻重的角色。
手性化合物在现代化学中越来越重要,虽然对映选择性合成发展非常快,但是传统的手性拆分仍有不可或缺。溶剂在这些拆分过程中担任着重要作用,使用不同的溶剂,可以使得拆分变得更加容易。
Pd催化氢化,该反应的速率受溶剂的影响很大。在此,小编给大家分享的是一个溶剂控制氢化程度的例子
底物1a在钯碳催化加氢下,选用不同的反应溶剂,反应的选择性变化很大:当使用乙醇时,不饱和双键和共轭羰基都被加氢还原了,得到饱和烷烃化合物2a;反应在二氯甲烷中进行,只有上键被氢化的产物3a;如果要得到醇4a,只需要使用正丁醇/水(1:1)为反应溶剂,则可高产率获得醇4a;然而,如果将正丁醇/水比例调整为2:1,则主产物为2a。
从这例子中,我们可以发现钯催化氢化在不同溶剂中可能发生不同程度的氢化。小编在进行不饱和羧酸氢化时候,也遇到过类似的情况。
最后,作者使用该反应,简便高效地完成Bussealins的合成制备。
评述
溶剂不仅仅是作为反应的介质
有时候,给你反应提高一个档次的就是不同的反应溶剂哦
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