2,2-双[(4S)-4-苄基-2-恶唑啉-2-基]丙烷:实验室使用指南
2,2-双[(4S)-4-苄基-2-恶唑啉-2-基]丙烷:实验室使用指南
2,2-双[(4S)-4-苄基-2-噁唑啉-2-基]丙烷是一种C2对称手性双噁唑啉(BOX)配体,广泛应用于金属介导的不对称催化反应,能够在多种有机转化中实现高度对映选择性。
- IUPAC名称
- 2,2-双[(4S)-4-苄基-2-噁唑啉-2-基]丙烷
- 产品编号
- B281691(Aladdin);Strem 07-7044
- 配体类型
- C2对称手性双噁唑啉(BOX)配体
- 立体中心
- 噁唑啉环4位具有两个(S)构型立体中心
- 主要应用
- 对映选择性金属催化反应,包括环丙烷化、Diels-Alder反应及醛醇反应
- 推荐储存条件
- 阴凉干燥环境,避光防潮,长期储存建议在惰性气氛下保存
化学特性与结构
2,2-双[(4S)-4-苄基-2-噁唑啉-2-基]丙烷,通常缩写为(S,S)-Bn-BOX或Ph-甲基BOX,属于成熟的C2对称双噁唑啉配体家族。该分子具有两个噁唑啉环,每个环的4位均带有(S)构型的苄基取代基,通过中央偕二甲基(丙烷)骨架相连。这种结构赋予分子C2对称性,对于减少催化过程中竞争性非对映异构过渡态的数量、从而最大化对映选择性至关重要。
噁唑啉氮原子作为σ-供体配位位点,能够与铜(II)、锌(II)、铁(II)和钴(II)等多种过渡金属形成双齿螯合。苄基侧链在金属中心周围形成明确的手性口袋,且无过度位阻,使该配体在多种反应类型中具有极高的通用性。
在不对称催化中的应用
(S,S)-Bn-BOX配体最广泛应用于金属催化的对映选择性转化反应。主要应用领域包括:
- 环丙烷化:与铜(I)或铜(II)盐组合,该配体催化烯烃与重氮化合物的对映选择性环丙烷化,以高对映体过量值(ee)得到环丙烷产物。
- Diels-Alder反应:金属-BOX配合物作为Lewis酸催化剂用于对映选择性[4+2]环加成,控制亲双烯体活化的面选择性。
- 醛醇及相关反应:锌(II)-BOX及其他金属配合物促进对映选择性醛醇型及相关C-C键形成反应。
- 氮丙啶化和环氧化:铜-BOX体系已被报道可催化对映选择性氮原子和氧原子转移反应。
应针对每种具体转化反应,通过实验优化金属反离子、溶剂和反应温度的选择,以实现最佳ee值和产率。
操作、储存与安全指南
操作:在通风良好的通风橱中操作本品。使用适当的个人防护装备(PPE),包括丁腈手套、护目镜和实验服。避免吸入粉尘或气溶胶。与大多数精细化学试剂一样,应尽量减少在开放空气中的暴露时间和操作量。
储存:密封保存于阴凉干燥环境中(通常2–8 °C或按产品标签规定),避免直接光照和潮湿。长期储存或对敏感批次,建议在惰性气氛(氮气或氩气)下保存,以防止潜在的氧化降解。远离强氧化剂和强酸等不相容物质。
稳定性:在推荐储存条件下,该化合物通常稳定。然而,作为噁唑啉衍生物,长时间暴露于潮湿或酸性条件下可能导致噁唑啉环水解。使用前应检查是否有颜色变化或物理性状改变。
注:使用前请务必查阅产品附带的安全数据表(SDS),获取完整的危险信息、急救措施和废弃物处理指南。
实验方案:金属-BOX催化剂配合物的制备
以下通用方案描述了Cu(II)-(S,S)-Bn-BOX催化剂配合物的原位制备,常用于对映选择性环丙烷化和Diels-Alder反应。根据具体应用调整化学计量比和反应条件。
- 干燥配体:若储存条件非惰性气氛,使用前在真空下(0.1 mmHg,室温,1–2小时)短暂干燥配体,以除去吸附的水分。
- 制备金属盐溶液:在惰性气氛下,将适量铜(II)盐(如Cu(OTf)2或Cu(SbF6)2,1.0当量)溶于无水二氯甲烷(DCM)或乙腈中。
- 加入配体:将2,2-双[(4S)-4-苄基-2-噁唑啉-2-基]丙烷(相对于金属盐1.0–1.1当量)加入金属盐溶液中。通常颜色变化表明配位已发生。
- 搅拌至配位完全:在惰性气氛下于室温搅拌30–60分钟。所得溶液或悬浮液可直接用于催化反应。
- 催化剂用量:根据底物和反应类型,典型催化剂用量为1–10 mol%。建议通过实验优化用量。
注意:所有涉及金属盐处理和催化剂制备的步骤均应在严格无水条件下进行,以防止配体水解和催化剂失活。
质量、纯度与订购信息
Aladdin Scientific以产品编号B281691供应2,2-双[(4S)-4-苄基-2-噁唑啉-2-基]丙烷,对应Strem目录编号07-7044。研究人员在收到产品后应确认以下规格:
- 纯度:按每批次随附的分析证书(CoA)规定,通过HPLC或NMR验证纯度。
- 对映体过量值(ee):对于手性配体,产品的ee值至关重要。在用于不对称合成之前,应通过手性HPLC或旋光测定与文献值比对确认ee值。
- 外观:通常为白色至类白色晶体固体。变色可能表明产品已降解。
- 批次间一致性:每批新货请索取CoA,以验证纯度和ee值符合实验要求。
如需大批量、定制包装或特定纯度要求,请联系Aladdin Scientific技术支持。采购人员下单时应引用产品编号B281691,以确保正确识别产品。
常见问题
在不对称催化中,(S,S)-Bn-BOX配体最常与哪些金属搭配使用?
(S,S)-Bn-BOX配体最常与铜(I)、铜(II)和锌(II)盐形成配合物用于不对称催化。铁(II)和钴(II)配合物也有相关报道。最佳金属选择取决于具体反应:铜配合物优选用于环丙烷化,而锌配合物常用于醛醇型反应。
使用前应如何验证该BOX配体的对映纯度?
对映纯度应通过使用适当手性固定相柱的手性HPLC分析进行验证,或通过测定已知浓度溶液的旋光度并与(S,S)-对映体的文献报道值进行比对来确认。请务必向Aladdin Scientific索取并审阅您所收到批次的分析证书(CoA)。
(S,S)-Bn-BOX配体在催化反应后是否可以回收再用?
原则上,可以通过在受控条件下分解金属配合物(例如用氨水或EDTA处理去除金属),再经萃取和纯化来回收BOX配体。然而,在实施回收方案之前,应针对每个反应体系通过实验评估实际回收效率及对映纯度的任何损失。
使用Cu-(S,S)-Bn-BOX催化剂的反应推荐使用哪些溶剂?
无水二氯甲烷(DCM)是铜-BOX催化反应中最常用的溶剂,因其与Lewis酸性金属配合物相容且亲核性低。根据底物溶解性和反应要求,也可使用乙腈、硝基甲烷和甲苯。所有溶剂使用前应严格干燥和脱气。
BOX配体结构中偕二甲基(丙烷)连接基有何意义?
偕二甲基丙烷桥接基在金属螯合后将两个噁唑啉环锁定为近平面刚性构象,增强了金属中心周围的C2对称手性环境。这种刚性是实现高对映选择性的关键。与亚甲基桥接变体相比,偕二甲基桥接通常提供更好的空间屏蔽效果,且在催化反应中往往能获得更高的ee值。
参考文献
- Pfaltz, A. Chiral semicorrins and bisoxazolines as ligands in asymmetric catalysis. Acc. Chem. Res. 1993, 26, 339–345.
- Evans, D. A.; Bartroli, J.; Shih, T. L. Enantioselective aldol condensations using chiral metal enolates. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 2127–2129.
- Lowenthal, R. E.; Abiko, A.; Masamune, S. Asymmetric copper-catalyzed cyclopropanation of olefins: bis-oxazoline and related chiral ligands. Tetrahedron Lett. 1990, 31, 6005–6008.
- Strem Chemicals catalog entry 07-7044: 2,2-Bis[(4S)-4-benzyl-2-oxazolin-2-yl]propane.
产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。
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