【正文】 酶的提純和制備較為復(fù)雜，故不易在有機(jī)合成中推廣。 3 圖 16 生物酶催化酰胺化反應(yīng) 催化氨羰基化反應(yīng) CO 催化氨羰基化反應(yīng) 利 用 CO 做反應(yīng)底物催化氨羰基化反應(yīng)研究較多，該反應(yīng)高效且過程簡便，但由于 CO 有毒， 且在操作過程中有一定的難度，故發(fā)展的同時也在不斷尋找解決方法，如利用無機(jī)金屬（如 W、 Mo 等）羰基化合物及其衍生物 [3031]，甚至借助微波輔助進(jìn)行固相 Pd(Ⅱ )三苯基膦 環(huán)糊精（己 二異氰酸酯）(C 釩 AT)[32]和氣相多相催化的反應(yīng)方法。但仍無法有效解決，消除對環(huán)境的污染， 對人體的傷害。 4 圖 17 CO 催化氨基羰基化 3 山西師范大學(xué)學(xué)位論文 無 CO 的催化氨羰基化反應(yīng) 1974 年， Heck[3334]及其合作者用鈀催化芳基鹵化物或其他鹵化物與合適的親核試劑，發(fā)生 碳碳交叉偶聯(lián)反應(yīng)生成相應(yīng)的取代芳烴。 Heck 反應(yīng)有效的避免了有毒 CO 對人體的傷害及氣體 不易操作等缺點(diǎn)。反應(yīng)中用到的鈀催化劑使兩個不活潑的碳原子具有一定的活性但又不會過于活 潑，使其之間恰好能形成碳碳鍵。此方法常用于芳基鹵代物和連有吸電子基團(tuán)的烯烴與親核試劑 間的反應(yīng)，以合成高產(chǎn)率的取代芳烴，并且擴(kuò)展到很多方面 [35]。目前為止 Heck 反應(yīng)已被運(yùn)用 于 100 多個天然產(chǎn)物和生物活性物質(zhì)的合成。除此之外，在 Ni 或 Pa 催化下 N取代甲酰胺與芳基鹵 化物 [3640]、硅羧酸 [41]、酰氯衍生 [4243]、氨甲酰基錫烷 [44]等化合物中的有效基團(tuán)作為 CO 釋放劑， 也可順利的進(jìn)行反應(yīng)，成功合成相應(yīng)的產(chǎn)物。 0 18 無 CO 的催化氨羰基化反應(yīng) 氨甲?；柰榈慕徊媾悸?lián)反應(yīng) R. F. Cunico 教授結(jié)合 CO 催化氨羰基化反應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)了 Heck 反應(yīng)，用氨甲?；柰樘峁? 所需的 C=O 基團(tuán)，從而避免使用 CO。用膦鈀復(fù)合物成功催化具有親核性的氨甲?；柰榕c各種 親電試劑 [4550]發(fā)生碳碳交叉偶聯(lián)反應(yīng)，得到高產(chǎn)率、高專一性的酰胺。陳建新教授及其課題組擴(kuò) 展了這類反應(yīng)，探究了不同種類的氨甲?；柰榕c溴代芳烴的碳碳交叉偶聯(lián)反應(yīng)，成功合成了一 系列仲酰胺 [51]，詳細(xì)反應(yīng)在 說明。 氨甲?；柰榈陌毖蹩ㄙe行為 2022 年 R. F. Cunico 教授 [45]對氨甲?；柰榈男再|(zhì)做了研究。 1氯 2,4二硝基苯和甲基硫醇， 在苯作溶劑的條件下，通過插入 CH 鍵的方法得到 N,O乙縮醛，最后用 DMAD(己二酸二甲酯 ) 處理后得到產(chǎn)物 N甲基 N甲氧甲基氨甲?；柰?。氨甲酰基硅烷以親核卡賓形式，能和各種親 電試劑發(fā)生反應(yīng)。 4 酰胺的合成進(jìn)展 0 19 氨甲?；柰榈陌毖蹩ㄙe行為 氨甲酰基硅烷在鈀試劑催化下與鹵代芳烴發(fā)生直接氨甲?；? 應(yīng) R. F. Cunico 教授等 [46]發(fā)現(xiàn)氨甲酰基硅烷在鈀復(fù)合物的催化作用下可直接與芳基鹵化物（氯 代，溴代，碘 代）發(fā)生氨甲?；磻?yīng)生成芳香酰胺。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在四 （三苯基膦）鈀的催化 下溴代芳烴易受空間位阻的影響，無空間位阻的溴化物在該催化劑存在下生成酰胺，引入基團(tuán)可 提高或減慢反應(yīng)速率。在四（三苯基膦）鈀的作用下不與氨甲酰基硅烷反應(yīng)，但在雙（三叔丁基 膦）鈀作用下可高產(chǎn)率地生成產(chǎn)物，雜原子的存在幾乎不影響氯代芳烴的反應(yīng)速率及反應(yīng)活性。 0 110 氨甲?；柰樵阝Z催化下與鹵代芳烴的反應(yīng) 氨甲酰基硅烷與鹵代烯烴在膦鈀配合物催化下發(fā)生直接氨甲?；? 化 2022 年 R. F. Cunico 教授 等 [47]探索了氨甲?；柰榕c氯代和溴代烯烴在膦鈀配合物催化下的 反應(yīng)，生成一系列 , 不飽和 N, N二甲基酰胺。實(shí)驗(yàn)用了兩種鈀催化劑，并比較了不同條件下 的反應(yīng)特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：脂肪溴代烯烴的反應(yīng)活性不高，當(dāng)取代基換成苯環(huán)時生成兩種 , 互變 異構(gòu)體，并可發(fā)生重排。 圖 111 氨甲?；柰樵阝Z催化下與鹵代烯烴的反應(yīng) 5 山西師范大學(xué)學(xué)位論文 氨甲酰基硅烷在 Pd 配合物的催化下與氯亞胺的反應(yīng) 2022 年 R. F. Cunico 教授等 [48]用酰胺和草酰氯或 2,6二甲基吡啶反應(yīng)得到氯亞胺。然后與氨 甲?；柰樵陔p (三叔丁基膦化氫 )鈀的催化下反應(yīng)生成 亞氨酰胺。 0 112 氨甲酰基硅烷與氯亞胺在鈀催化下的反應(yīng) 氨甲?；柰樵阝Z催化作用下與芐基和烯丙基鹵化物生成 芳基 和 , 不飽和叔酰胺 R. F. Cunico 教授課題組 [49]用鈀配合物作催化劑，氨甲?；柰榕c芐鹵或烯丙基鹵化物發(fā)生 反應(yīng)，生成相應(yīng)的叔酰胺。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：芐基溴化物的反應(yīng)活性要比芐基氯化物的高，產(chǎn)率隨反應(yīng) 物取代基的空間位 阻增大而降低，但反應(yīng)物的取代基的吸電子效應(yīng)和推電子效應(yīng)對反應(yīng)的影響不 大。 0 113 氨甲?；柰榕c芐基或丙烯基鹵化物的反應(yīng) 氨甲?；柰榕c親電取代烯烴合成 官能團(tuán)叔酰胺 Robert F. Cunico 教授課題組 [50]研究了兩種氨甲?；柰榕c連吸電子基的烯烴反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)發(fā) 現(xiàn)：當(dāng)烯烴連的吸電子基團(tuán)越多，吸電子能力越強(qiáng)，則加成反應(yīng)越容易進(jìn)行，產(chǎn)率越高。并從實(shí) 驗(yàn)中提出自由基和卡賓兩種反應(yīng)機(jī)理。 圖 114 氨甲?；柰榕c取代烯烴的反應(yīng) 6 酰胺的合成進(jìn)展 氨甲?；柰榕c鹵代芳烴的碳碳交叉偶聯(lián)反應(yīng)合成仲酰胺 我們課題組 [51]研究了鹵代芳烴與 N甲基 N甲氧甲基氨甲?；柰樵阝Z配合物的催化劑作用 下，生成仲酰胺的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)溴苯芳環(huán)的鄰位有取代基時，反應(yīng)活性低；當(dāng)溴苯芳環(huán)的 對位被吸電子基團(tuán)取代時，反應(yīng)時間隨吸電子能力的增強(qiáng)而減短，當(dāng)對位為推電子基時，反應(yīng)活 性降低，當(dāng)溴苯芳環(huán)的間位上有取代基時，反應(yīng)活性也不高，且產(chǎn)物脫去甲氧甲基。 圖 115 氨甲?；柰榕c鹵代芳烴的反應(yīng) 由上述介紹 可知制備酰胺的方法很多，如 Heck 反應(yīng)、 Suzuki Miyaura 反應(yīng)、 Sonogashira 反 應(yīng)、甲?；?、氨基羰基化、金屬催化疊氮化合物偶聯(lián)法等，都可以有效地將羰基引入到有機(jī)化 合物中，得到相應(yīng)的產(chǎn)物，但多數(shù)反應(yīng)有其缺陷如：昂貴的催化物、試劑的毒性、難以制備及不 易操作等。 7 山西師范大學(xué)學(xué)位論文 8 氨甲?；柰榈暮铣裳芯窟M(jìn)展 有機(jī)硅是指不僅含有 SiC 鍵 ,同時硅原子還與一個以上有機(jī)基團(tuán)直接相連的化合物。在有機(jī) 合成反應(yīng)中，常需要保護(hù)羥基、胺基等基團(tuán)上的活潑氫 [52]。有機(jī)硅試劑中的硅烷基便可充當(dāng)這 種保護(hù)基取代羥基、羧基、胺基等官能團(tuán)上的活潑氫，生成化學(xué)穩(wěn)定性很高的有機(jī)硅中間體。當(dāng) 反應(yīng)結(jié)束后，在比較溫和的條件下可通過水解或醇解等方法脫去硅烷基，恢復(fù)被保護(hù)的活潑氫 [53]。由于其具有活化 、定向、穩(wěn)定中間體以及保護(hù)官能團(tuán)等獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì) [54]，同時大部分有機(jī) 硅試劑容易制取，性質(zhì)穩(wěn)定，使用方便，還具有很高的選擇性，因此，有機(jī)硅試劑在有機(jī)合成中 和藥物合成中以及科研實(shí)踐中具有廣泛的應(yīng)用，并且在其他方面的用途也越來越廣泛，發(fā)展也是 越來越快。 氨甲?；柰榫褪且活愑懈呋钚园奔柞；挠袡C(jī)硅試劑。但有關(guān)氨甲?；柰榈难芯繒r間還 很短，從 1969 年開始報(bào)道該類化合物的合成方法 [55]，幾經(jīng)摸索探究，終于在 2022 年 Cunico 教 授 [62]成功的利用甲酰胺制備出了高產(chǎn)率的一種氨甲酰 基硅烷， 2022 年陳建新教授 [63]改進(jìn)方法， 成功的合成了一系列氨甲?；柰椤Ｗ源?，有關(guān)氨甲?；柰榈挠嘘P(guān)化學(xué)性質(zhì)才開始進(jìn)行廣泛深 入的研究。氨甲?；柰樵诜磻?yīng)中可生成氨氧卡賓活性中間體，使羰基的碳原子具有親核性，故 可發(fā)生親核加成或親核取代反應(yīng)。如：與 C=N 雙鍵、 C=O 雙鍵、連有吸電子基的 C=C 雙鍵等發(fā) 生親核加成反應(yīng)；與酰鹵、鹵代芳烴及鹵代不飽和烴等發(fā)生親核取代反應(yīng)；不對稱立體選擇性合 成反應(yīng)等。從而使合成氨基酸衍生物、多肽、蛋白質(zhì)以及藥物中間體變得更適用可行。下面簡單 介紹這類氨甲酰基硅 烷的合成探索及性質(zhì)研究。 氨甲酰基硅烷的合成探索 1969 年 和 R. W. Walsingham[55]首次報(bào)道合成氨甲酰基硅烷。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在 90℃ 條件下三甲基硅甲酸酯轉(zhuǎn)變成酰胺的過程中每個反應(yīng)都可獨(dú)立進(jìn)行。利用該特性采用往（ N, N 二乙基甲酰胺）汞的乙醚溶液中滴加雙（六甲基）硅硫烷的實(shí)驗(yàn)方法，但得到的產(chǎn)率很低。并研 究了部分化學(xué)性質(zhì)，如熱穩(wěn)定性比酯強(qiáng)，對酸敏感且反應(yīng)迅速，與酰胺鋰反應(yīng)有時也會發(fā)生微弱 的脫羰作用等。 圖 21 汞與硅硫烷合成氨甲?；柰榧坝嘘P(guān)性質(zhì) 9 山西師范大學(xué)學(xué)位論文 1971 年 Peter Jutzi 和 FriedrichWilhelm Schroder[56]發(fā)現(xiàn)可先用三（叔丁基）酰胺鋰和 CO 反 應(yīng)生成三（叔丁基）氨甲酰胺鋰，再與三甲基氯硅烷反應(yīng)便可得到相應(yīng)的氨甲?；柰?，產(chǎn)率在 55%左右。同時指出 N, N二甲基氨基鋰不穩(wěn)定需在 70℃下才可制得。但該方法無法制得純凈的 二甲基甲酰胺及其衍生物，與三甲基氯硅烷反應(yīng)也只能得到低聚物和六甲基二硅氧烷。 圖 22 三（叔丁基）酰胺鋰和 CO 制備氨甲?；柰? 1973 年 Iwao Ojima 和 Shinichi Inaba[57]報(bào)道用 PdCl2 或 PdC 催化異氰酸苯酯或異氰酸丁酯與 三乙基硅烷可生成氨甲酰基硅烷，取代基為苯基時產(chǎn)率可高達(dá) 95%。并可以與醇或酰氯發(fā)生進(jìn)一 步反應(yīng)。但鈀催化劑昂貴且只有芳香烴產(chǎn)率較高，制備具有局限性。 圖 23 鈀催化制備氨甲?；柰? 1983 年 Baldwin[58]參照 Peterson 反應(yīng)，利用叔丁 基二苯硅鋰與環(huán)己基異氰酸酯發(fā)生脫氧反應(yīng) 生成異腈并提出反應(yīng)機(jī)理，同時指出以前文獻(xiàn)合成的是甲硅烷酰胺而不是氨甲酰基硅烷。 圖 24 叔丁基二苯硅鋰與環(huán)己基異氰酸酯脫氧生成異腈 1994 年 Murai 發(fā)現(xiàn)通過 N芳基 N甲基氨甲酰基陰離子（混合銅酸鹽形式存在） [59]與甲硅烷 鹵化物反應(yīng)或與發(fā)生（ Si/Li） 1, 2重排的 N甲硅烷基 N芳基氨甲?；?[60]反應(yīng)可制得氨甲酰基 硅烷。該方法可成功制備一系列該化合物，但產(chǎn)率很低，只有 1740%。對其性質(zhì)只進(jìn)行部分研 究。 10 氨甲?；柰榈暮铣裳芯窟M(jìn)展 圖 25 N芳基 N甲基氨甲?；庪x子方法制備氨甲酰基硅烷 直到 2022 年 Cunico 教授 [61]發(fā)現(xiàn)氰基三乙基硅烷與 1,3,5三氧雜環(huán)己烷和 2,2,6,6四甲基哌啶 鋰可以合成大量硅烷化產(chǎn)物。該方法為合成氨甲酰基硅烷的提供了很好地思路。 圖 26 甲酰胺的金屬 甲硅烷基化作用 2022 年 Cunico 教授 [62]在 78℃下將 LDA 滴加到 N甲氧甲基 N甲基甲酰胺與三甲基氯硅烷 的 THF 溶液中合成了產(chǎn)率較高的氨甲?；柰?。以為反應(yīng)過程中發(fā)生了螯合作用，只能合成 N 上連有甲氧甲基的氨甲?；柰椋y以合成其他同系物。