Cope消除反应是指β-碳上有氢的氧化胺加热到150~200℃时发生热分解,生成羟胺和烯烃。由亚瑟·科普(Arthur C. Cope)发现。用于烯烃合成以及在化合物中除掉氮。
反应简介叔胺的N-氧化物(氧化叔胺)热解时生成烯烃和N,N-二取代羟胺,产率很高。
实际上只需将叔胺与氧化剂放在一起,不需分离出氧化叔胺即可继续进行反应,例如在干燥的二甲亚砜或四氢呋喃中这个反应可在室温进行。此反应条件温和、副反应少,反应过程中不发生重排,可用来制备许多烯烃。当氧化叔胺的一个烃基上二个β位有氢原子存在时,消除得到的烯烃是混合物,但是 Hofmann产物为主;如得到的烯烃有顺反异构时,一般以 E-型为主。例如:1
反应机理该反应是E2顺式消除反应,反应过程中形成一个平面的五元环过渡态,氧化叔胺的氧作为进攻的碱:
要产生这样的环状结构,氨基和β-氢原子必须处于同一侧,并且在形成五元环过渡态时,α,β-碳原子上的原子基团呈重叠型,这样的过渡态需要较高的活化能,形成后也很不稳定,易于进行消除反应。1
应用示例RCH2CH(CH3)—N+(CH3)2—O- —→RCH2CH═CH2 +(CH3)2NOH 反应条件:加热
氧化胺的热解主要生成霍夫曼烯烃,消除反应的立体化学是顺式消除,得到的烯烃如有顺反异构,则一般以反式异构体为主。反应条件温和,副反应少,反应中无重排反应发生,对脂环族氧化胺热解可获得单一产物。2
医药合成胺类化合物很容易被氧化,通常久置的胺类化合物被氧化成深色的混合物,组成很复杂,没有多大实用价值。
叔胺被过氧化物氧化的产物用途较广,许多环状叔胺(尤其是含氮杂环化合物)的氧化物是重要的医药品和自由基捕捉剂。3
具有β-氢的叔胺氧化物在温和条件下通过科普(Cope)消除反应生成烯烃。
产物是立体专一性的顺式消除产物(霍夫曼产物),产率较高。将叔胺氧化和Cope消除反应结合起来,可以用叔胺来制备烯烃。3
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王宁 - 副教授 - 西南大学