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胶束支持有机反应在水里:一个回顾

*通信:

Hardesh K孔雀王朝
化学系,Hygia研究所的药店
印度北方邦
电话:9451407702
电子邮件:hardesh11@yahoo.co.in

文摘

水已经成为一个多才多艺的溶剂对有机化学近年来由于便宜和环境良性溶剂,在反应中起着突出的作用。由于不溶性有机化合物在水里,利用表面活性剂的增溶有机反应物在水胶束。最近,各种各样的反应一直在探索水胶束。本文已经覆盖这些类型的选择反应。

关键字

表面活性剂;胶束;水辅助;有机合成;水胶束

介绍

表面活性剂通常是两亲性的有机化合物性质和同时包含疏水基团(反面)和亲水性基团(正面)(图1)[1]。由于两亲性质,表面活性剂分散在水和吸附水和空气之间的接口(2]。水不溶性胶束的疏水基可能延伸的大体积的水相到空中,而水溶性头组仍在水相(3]。胶束的尾部坚持试剂在有机反应和帮助溶解在水介质。对于不同的反应,各种表面活性剂合成的面糊功效[4,5)(图1)。

文献综述

表面活性剂的分类根据头部的构成:表面活性剂被归类在四个组:a)酸性胶束,b)基本微粒,c)中性胶束,d)两性胶束(图2)。

表面活性剂的分类根据极性头组。非离子表面活性剂有免费(6]。离子表面活性剂的头带有净积极或消极的。如果电荷是负的,称为阴离子表面活性剂;如果电荷是正的,它被称为阳离子(7]。如果一个表面活性剂包含一个头有两个电荷相反团体,它叫做两性。

胶束在有机反应中的作用:解决方案的巨大表面活性的材料经常显示罕见的物理性质。在稀溶液中,表面活性剂作为正常的溶质。随着浓度增加,意想不到的许多物理性质如浊度的变化,渗透压、表面张力、电导率发生(8]。离子表面活性剂溶液的电导仍然相对较高,表明离子分离仍生效。这明显反常行为可以解释预定骨料或胶束的疏水烃链的表面活性剂离子(尾巴)是专为胶束的内部,使亲水集团(头)与水介质相互作用[9]。形成胶束的临界胶束浓度(CMC)和杰出的作为调制点当物理化学性质(如表面张力)作为浓度的函数。胶束形成的原因是最小的自由的成就能源状态(10,11]。胶束的形成的主要驱动力是熵的增强,当表面活性剂的疏水区域不出现与水和交互油井周围的水分子有序结构分子的这个地区是错误的。大多数胶束是球形,包含60 - 100表面活性剂分子之间。

有机反应在胶束:表面活性剂可以催化有机反应,通常用来组装有机结构如药物分子在水中运行和实施反应在水里而不是有机溶剂因为水是潜在的更清洁和更便宜的反应介质。然而,有机基质通常也非极性溶于水;Lipshutz已经确定表面活性剂来建立一个非极性的一面有机分子在水(12]。表面活性剂结构有一个极性头和非极性的尾巴在水里;他们自组装成球称为胶束,与所有面临的非极性端向内。有机分子积累高浓度非极性胶束内的核心,他们反应催化剂也存在。

反应基本微粒:Heidarizadesh,等人检查了一个高效的基于表面活性剂(TBAB) /铜离子液体促进剂作为可重用系统的N-arylation吲哚(2)吡唑和咪唑各种芳基卤化物(1),产品得到良好优秀的产量由一个方便锅过程。反应是在水里,不需要使用arylboronic酸活性芳基源,钯作为催化剂,或强碱(方案1)。

谢,等人合成的直接装配α-amino从N-alkyl胺酰胺(4),并且通过氧化Ugi-type反应(5)水条件的存在铜(I) -TBHP-surfactant(叔丁基hydroxide-surfactant)催化体系。各种N-alkyl胺,并且一直在容忍这个反应和提供α-amino酰胺(6)温和的收益率(方案2)[13- - - - - -20.]。

Tianet,等人报道的不同影响芳香族和脂肪族表面活性剂研究芳香族和脂肪族阴离子表面活性剂的作用Sc(传递)3-catalyzed Mukaiyam aaldol反应水(方案3)。

Camilo Pilli报道1的催化加成,3-dicarbonyl化合物和活化烯烃(甲硅烷基烯醇酯和乙基乙烯基醚,11)N-Boc-2-methoxypyrrolidine和N-Boc-2-methoxypiperidine SDS /水介质。好相应的收益率2-substituted N-Bocpyrrolidines(12)通常是观察从(10)(计划4)。

Keivanloo,等人报道的高效合成5 6-disubstituted-5H-pyrrolo - (2, 3 b) pyrazine-2 3-dicarbonitriles (15)。5 -(烷基/ arylamino)的反应6-chloropyrazine-2, 3-dicarbonitriles(13)与苯乙炔Pd-Cu(14)催化了,在SDS作为表面活性剂在水中的存在,导致所需的产品在良好的高收益率(计划5)。

反应在酸性胶束:期刊,等人的反应表明,scandiumtris(十二烷基硫酸盐)醇醛醛的反应(16)与silylenolates(17)增强的显著的Brønsted酸(计划6)。

罗等人报道,简单的手性胺和混合表面活性剂Brønsted酸如p-Dodecyl苯磺酸(DBSA)导致高度有效的和选择性organocatalysts在水里。原位对催化剂催化生成高度立体选择性desymmetrization prochiralketones (19)通过直接醇醛反应在水中使用胶束作为反应介质[21]。当前策略也适用于非对称迈克尔加成导致催化体系具有良好的活性和立体选择性(计划7)。

普拉丹,等人报道的合成chromeno (4 3 b) chromene(25)衍生品。这些程序限制,如高反应温度、延长反应时间,低收益率。因此,他们开发了一个绿色的三个组件协议3 b的合成chromeno(4)从4-hydroxycoumarin chromene衍生品(25)(24)、醛(22),1,3-diketocompound(23)的刘易斯acid-surfactant-combined催化剂,Fe (DS) 3水媒体计划8。

Bhattacharya等人研究了表面活性剂使用配体介导赫克和铃木耦合自由Pd-catalysts在水里。这个过程涉及胶体钯纳米指标,发现过程操作简单,环保,综合效率是传统的过程在有机溶剂(计划9和10)。

Kitanosono,等人已经讨论了亲电钯(II)的效用物种Ce-H债券功能化的吲哚(32)和吡咯(33)在水里。系统显示有吸引力的功能重要的贵金属催化和胶束催化(计划11)。

Qiuping和吴报道刘易斯Acid-Surfactant组合催化剂(LASC)催化的三组分反应2-alkynylbenzaldehyde(35),胺(36)和的亲核试剂(炔、硝基甲烷或磷酸二乙酯,37)在水中超声波条件下提供相应的1,2-dihydroisoquinoline衍生品好的收益率(计划12)。

斋藤,等人报道的形成tetrahydroisoquinolines(41)和isochromans通过Pictet-Spengler反应使用Brønsted酸表面活性剂结合催化剂在水媒体和观察到的反应加速各种醛(40)的Hexafluro-2-Propanol (HFIP)水媒体。Perfluorooctansulfonamide (PFOSA)在10 v / v % HFIP-water系统是应用于oxa-Pictet-Spenglerβ-aryl乙基醇与醛的反应,导致tetrahydroisoquinolines的合成和isochromans (计划13)。

讨论

Manabe等人报道,曼尼希型silylenolates与亚胺反应生成原位从醛和胺在水里。苯甲醛的反应不同的催化剂进行了测试(42),o-anisidine(43)和1-phenyl-1 - (trimethylsiloxy)乙烷(44)在水里。反应仅在SDS的存在提供所需的β-amino酮非常低产量。这一结果表明,布仑斯惕酸和阴离子型表面活性剂的组合会导致这个Mannich-type反应的有效催化剂。他们测试了p-dodecylbenzenesulfonic酸(DBSA),这是预期的行为作为布仑斯惕酸和表面活性剂。事实上,DBSA(10摩尔%)被发现是一个很好的催化剂的反应,甚至比一个活化剂路易斯酸,Sc (DS)₃(计划14)。

萨勒姆,等人报道的范围和限制布奇华鹿假发反应在胶束中,这是早些时候由Lipshutz催化剂体系((烯丙基)PdCl)₂t-BuONa, tpg - 750 m - 2%(琥珀酸polyoxyethanyl-α-tocopheryl)水和cBRIDPby各种(杂)芳基卤化物反应不同氮耦合伙伴。因此,本研究利用两种水溶性胺,如二甲胺(47)和具体的例子相当水溶性极固体有机基质/试剂与相对较高的熔点(计划15)。

森等人已经讨论了迈克尔反应在水中使用刘易斯Acid-Surfactant-Combined催化剂(LASCs)在催化量的钪三羟甲基氨基甲烷Dodecylsulfate液(性病),不同的反应keto-esters (49) enones(50)进展顺利在水中没有任何有机溶剂和负担得起的迈克尔·加合物在高收益率和水介质中催化活性被发现高于有机溶剂(计划16)。

Debnnath,等人合成肼衍生物缩合的ninhydrinandisatins茚三酮和芳基酰肼类isatinderivatives,最初的一系列carbo-tert-butoxyhydrazones合成芳香醛和tert-butylcarbazate。随后,复合处理N-chlorosuccinamideto没有——-tert-butylcarbazates (chloroaryl-methylene)。然后茚三酮的混合物(53),没有- (chloro-aryl-methylene) -tertbutylcarbazates(54)回流PEG-OSO的存在₃H在水和产生产品52。同样,靛红(55),没有- (chloro-aryl-methylene) -tert-butylcarbazates(54)回流PEG-OSO的存在₃H在水中得到产品56 (计划17)。

反应在中性胶束:Ganguly和谟报道的反应6-aminocoumarins(57),苯甲醛(58)和苯乙烯的水胶束(SDS)没有任何额外的催化剂在室温和合成各种希夫碱(计划18)。

彭,等人探讨的丙酮醇醛反应4-nitrobenzaldehyde(63)在水里(没有表面活性剂)在预期的醇醛产品,4-hydroxy-4——(4-nitrophenyl) 2-butanone(64)只有15%,收益率。而在表面活性剂的存在钠十二烷基硫酸盐(20 mol % SDS), 87%的收益率的醇醛产品获得了(计划19)。

环保,操作简单的方法是由朋友和Shankar合成3-benzyl-3 - (indol-3-yl) 2-phenyl-2 3-dihydroisoindolinones (68)通过多组分一锅法反应涉及2-iodo-N-phenylbenzamides(65),终端炔(66)和取代吲哚(67)在水胶束介质(计划20)。

Sobhani Parizi已经描述了一个新的,锅方便方法合成的各种β-phosphonomalonates串联Knoevenagel-phospha-Michael磷酸反应酯与醛和malonitrile硬脂酸钠的水胶束溶液。该方法提出了几个优势,比如使用廉价和环保的良性反应介质,低加载的硬脂酸钠为催化剂和良好的收益率(计划21)。

Fatma,等人报道一锅合成盐酸硫胺素加速2-amino-6——(1 h-indol-3-yl) 4-arylpyridine-3 5-dicarbonitriles (74)通过四分量反应3-cyanoacetyl吲哚(73)、芳香醛、乙酸铵、丙二腈水胶束由诺文葛耳缩合反应条件其次是迈克尔加成、环化和脱水产生相应的产品优秀的比例(计划22日)。

王等人合成了一种新型的路易斯碱表面活性剂结合催化剂(LBSC),硬脂酸钠,它是作为催化剂应用于三分量锅反应涉及靛红(76),丙二腈(75)和1,3-dicarbonyl负担相应的spirooxindoles衍生品(77)化合物良好的收益率(91 - 97%)水胶束媒体(计划23)。

经脉,等人报道一个锅区和化学选择性制备石脑油(2,3 - d)咪唑(80)和苯并(a)吩嗪(81)通过亲核取代反应,4-naphthoquinones(79)分别与o-phenylenediamines和苯甲脒在水中使用基地和胶束(SDS)作为催化剂(计划24)。

经脉,等人还合成了各种生物活性氮和硫的含1,4-naphthoquinone衍生品(82 - 84)在使用洗衣粉水胶束(LD) (计划25)。

辛格等人报道了新环境友好的高效合成方法生物重要triazolethiazolidinone(85)混合动力车在水介质中,使用醋酸作为有机催化剂的存在Acetyltrimethylammonium溴铵(CTAB)表面活性剂。几种表面活性剂的影响产量和完成时间的反应进行了研究,发现利用CTAB 60°C给最好的结果min-35 20分钟(79 - 96%)的合成目标化合物(计划26日)。

Rabeyrin等人研究了烷基化的1 3-diphenyl-2-propenyl乙酸与丙二酸二甲酯(90)(91)的K₂有限公司₃和复杂的钯(计划27)。

Kumar等人已经开发出一种简单高效的合成方法合成2-substituted苯并咪唑(95)组织水媒体在表面活性剂的存在(即DBSA)作为催化剂和我₂作为催化剂。描述的方法的优点是操作简单,优秀的收益率,chemo-selectivity高,清洁和绿色反应概要文件(计划28日)。

经脉,等人合成了各种含氧1,4-naphthoquinone衍生品的经济、可行的绿色方法方法使用水作为溶剂或无表面活性剂如特里同x - 100、SDS、LD(洗衣粉)和TBAB,相转移催化剂和评价的体外抗真菌和抗菌活性(计划29日)。

反应与其他胶束:Tamaddon和Alizadeh已经讨论了使用Cocamidopropylbetaine(变动)作为可生物降解的表面活性剂产生一个新的蠕虫像胶束介质快速合成dihydropyrano (2、3 c)吡唑(104)通过醛的反应四个组件(101),乙酰乙酸乙酯(100),丙二腈水合肼(103)和(102)在50 - 60ºC和报道,变动,两性离子表面活性剂优于阴离子、阳离子和非离子选择访问高收益率的纯产品,而无需使用任何有机溶剂。反应介质可重用的时候,简单的产品隔离,反应条件温和,低加载的变动在临界胶束浓度,和短的反应时间是额外的优势这个绿色的过程(计划30)。

罗等人开发了enantiopure多功能anti-Alzheimer药物,Ladostigil(107)利用不对称转移氢化(ATH)作为关键一步催化了Ru-Cs-DPEN HCOONa-H₂表面活性剂系统。好的化学收益率高的对映体过量了,催化剂再生另一个五倍(计划31日)。

阴,等人报道一系列的α-hydroxy酯迅速准备从酮酯(1.5小时)通过不对称转移氢化(ATH)使用表面活性剂在水中。这个绿色的方法,催化了水溶性和可回收的俄文(2)复杂,给了中度到高选择性(99.7%)和DTAB作为添加剂和HCOONa氢源(计划32)。

Rabeyrin和Sinou报道的钯催化不对称烷基化的3-diphenyl-2-propenyl醋酸(110)在碳和氮的亲核试剂在水和表面活性剂的存在,基础和Binap作为手性配体。选择性91%获得使用碳亲核试剂,93%使用氮气的亲核试剂,在CTHASO4作为表面活性剂的存在。当催化剂的效率更高的在水表面活性剂的存在碳的亲核试剂的情况下,没有观察使用氮气的亲核试剂(胶束的影响计划33)。

结论

总之,我们搜查了胶束辅助有机反应相关的各种文献在过去五年。结果发现,不同类型的胶束各种有机反应中扮演重要角色。综述了表面活性剂在有机反应中的应用作为催化剂激活基质分子和表面活性剂增加有机反应物的浓度在水中形成胶束粒子。在本文中,我们讨论了各种反应使用不同类型的表面活性剂SDS等执行CTAB, triton - 100,铵,DDBAC, OTAC,等等,SDS发现最好的表面活性剂。

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