2-叠氮丙二酸二甲酯 | 6773-29-1

• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机酸及其衍生物 - 羧酸及其衍生物
• 中文名称: 2-叠氮丙二酸二甲酯
• 中文别名: 重氮丙二酸二甲酯
• 英文名称: dimethyl diazomalonate
• 英文别名: dimethyl 2-diazomalonate；(E)-2-diazonio-1,3-dimethoxy-3-oxoprop-1-en-1-olate
• CAS: 6773-29-1
• 化学式: C₅H₆N₂O₄
• 分子量: 158.114
• InChiKey: UFAZHCVBGMSJHS-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 沸点：
  50-52 °C(Press: 1 Torr)
• 稳定性/保质期：
  该试剂对空气和湿气相对比较稳定。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  0.6
• 重原子数：
  11
• 可旋转键数：
  4
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.4
• 拓扑面积：
  54.6
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  5

安全信息

• 海关编码：
  2927000090
• 储存条件：
  室温且干燥

制备方法与用途

制备方法

该化合物为无色液体，没有商品试剂出售。在实验室可以方便地通过丙二酸二甲酯与对甲苯磺酸重氮盐原位交换来制备。

合成制备方法

该化合物为无色液体，没有商品试剂出售。在实验室可以通过丙二酸二甲酯与对甲苯磺酸重氮盐原位交换来制备（参考文献 [1]）。

用途简介

重氮丙二酸二甲酯主要被用作卡宾的前体化合物，在现代有机合成中扮演重要角色。通过多种金属盐或配合物的催化，该化合物可在非极性溶剂中加热回流数小时以生成反应活性高的卡宾，并参与多样化的化学反应。

重氮丙二酸二甲酯属于重氮丙二酸二酯家族，其广泛应用主要是因为制备方法较为安全。在金属盐或配合物的催化下，重氮化合物进行的一系列反应受到多种因素的影响，如铜（Cu2+）和铑（Rb+）等催化剂的选择对反应速度有显著影响；底物结构和重氮化合物的结构则决定了产物的结构或不同产物的比例。乙酸铑二聚体常作为催化剂使用，在非极性溶剂中进行回流反应即可实现。

当底物分子中含有羟基时，可生成相应的醚（式1、式2）[3,4]；与烯烃反应主要生成环丙烷化合物，产生偕二羧酸甲酯环丙烷衍生物，该产物具有单一且高的产率（式3）[5,6]。重氮化合物与炔烃反应得到偕二羧酸甲酯环丙烯衍生物，且其产率往往高于其他重氮化合物（式4）[7]。

此外，重氮化合物与氰基反应生成恶唑已成为制备杂环衍生物的重要方法之一；该过程中一个羧酸酯参与成环，生成4-羧酸甲酯-5-甲醚-1,3-恶唑。α,β-不饱和腈在正常条件下选择性地发生在氰基上，并且不饱和键不受影响（式5、式6）[8,9]。

重氮丙二酸二甲酯与小环杂环化合物反应还能生成多一个碳原子的扩环衍生物，例如从氮杂环丙烷得到氮杂环丁烷衍生物（式7），或从环丁硫醚得到环戊硫醚衍生物（式8）[2,10]。

用途

重氮丙二酸二甲酯主要用作卡宾的前体化合物，在多种金属盐或配合物催化下，该化合物通过回流反应生成活性高的卡宾，并参与各种化学转化。当底物分子中包含羟基时，可生成相应的醚（式1、式2）[3,4]；与烯烃反应主要生成环丙烷化合物，产生偕二羧酸甲酯环丙烷衍生物，该产物具有单一且高的产率（式3）[5,6]。重氮化合物与炔烃反应得到偕二羧酸甲酯环丙烯衍生物，其产率通常高于其他重氮化合物（式4）[7]。

此外，重氮化合物与氰基的反应是制备杂环衍生物的重要手段之一；在此过程中一个羧酸酯参与成环生成4-羧酸甲酯-5-甲醚-1,3-恶唑。α,β-不饱和腈在正常条件下选择性地发生在氰基上，并且不饱和键不受影响（式5、式6）[8,9]。

重氮丙二酸二甲酯与小环杂环化合物反应还能生成多一个碳原子的扩环衍生物，例如从氮杂环丙烷得到氮杂环丁烷衍生物（式7），或从环丁硫醚得到环戊硫醚衍生物（式8）[2,10]。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  2-叠氮丙二酸二甲酯 在 吡啶 、 (二氯碘)-苯 作用下， 以 二氯甲烷 为溶剂， 反应 4.0h， 以50%的产率得到dimethyl dichloromalonate
  参考文献：
  名称：

  使用（二氯碘）苯对 α-重氮-β-二羰基化合物进行二氯化

  摘要：

  使用（二氯）碘苯和活化催化剂氯化α-重氮-β-二羰基化合物。观察到广泛的反应速率，这与重氮化合物的相对稳定性/亲核性平行。无环重氮羰基化合物的反应速度比环状化合物快，而 β-二酮的反应速度比 β-酮酯或 β-二酯快得多。首次使用路易斯酸活化，使我们能够克服化学选择性差的情况。尽管产率从低到好不等，但这种氯化反应再次证明是一种温和有效的卤化策略。

  DOI：

  10.1055/s-0034-1380304
• 作为产物：
  描述：

  丙二酸二甲酯 在 对甲苯磺酰叠氮 、 1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯 作用下， 以 乙腈 为溶剂， 以78%的产率得到2-叠氮丙二酸二甲酯
  参考文献：
  名称：

  钯催化的环丙烯芳基化反应

  摘要：

  已经证明了直接钯催化的环丙烯芳基化和杂芳基化的第一个例子。该方法允许有效合成各种四取代的环丙烯，包括非外消旋环丙烯，这是通过已知的不对称环丙烯化方法无法获得的。机理研究强烈暗示了这种 Heck 型转化的亲电路径。

  DOI：

  10.1021/ja042380k
• 作为试剂：
  描述：

  1-丙烯基苯 在 2-叠氮丙二酸二甲酯 、 chloro[1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)imidazol-2-ylidene]copper(I) 、 间氯过氧苯甲酸 作用下， 以 二氯甲烷 、 甲苯 为溶剂， 反应 6.0h， 生成 甲基苯乙烯
  参考文献：
  名称：

  区域选择性和立体定向铜催化的环氧脱氧制烯烃

  摘要：

  两种铜盐（Cu（CF 3 CO 2）2和IMesCuCl）被鉴定为是地球上丰富的，廉价的但有效的金属催化剂，与重氮丙二酸酯一起用于各种环氧化物的化学/区域选择性和立体定向脱氧反应，并具有常见的官能团耐受性（烯烃，酮，酯，对甲氧基苄基，苄基，叔丁基二甲基甲硅烷基和三异丙基甲硅烷基）。特别是，空前的区域选择性使二环氧化物首次单脱氧为烯基环氧化物。密度泛函理论的机理研究表明，脱氧是通过折叠游离的叶立德而发生的，不利于通过可能的氧杂环丁烷的环还原而产生的直观途径。

  DOI：

  10.1021/acs.orglett.6b02405

文献信息

• Rh(III)-Catalyzed Regio- and Chemoselective [4 + 1]-Annulation of Azoxy Compounds with Diazoesters for the Synthesis of 2<i>H</i>-Indazoles: Roles of the Azoxy Oxygen Atom
  作者：Zhen Long、Zhigang Wang、Danni Zhou、Danyang Wan、Jingsong You

  DOI：10.1021/acs.orglett.7b00631

  日期：2017.6.2

  tandem C–H alkylation/intramolecular decarboxylative cyclization of azoxy compounds with diazoesters for the synthesis of 3-acyl-2H-indazoles is disclosed. The azoxy instead of the azo group enables a distinct approach for cyclative capture, leading to a [4 + 1]-annulation rather than a classic [4 + 2] manner. The azoxy oxygen atom is traceless after annulation, and further removal from the product is

  揭示了用Rh（III）催化的重氮化合物与重氮酸酯的串联C–H烷基化/分子内脱羧环化反应，可合成3-酰基-2 H-吲唑。取代偶氮基团的是偶氮氧基团，从而实现了一种独特的环化捕获方法，从而导致了[4 +1]环化，而不是经典的[4 + 2]方式。环氧化后，z氧基氧原子是无痕的，不需要进一步从产物中除去。该反应具有对不对称的乙氧基苯的完全区域选择性和单芳基二烯氧化物的相容性。
• Pyrolysis of (2-Phenylethyl)phenylsulfonium Ylides.
  作者：Toshiaki Yoshimura、Atsushi Motoyama、Akiko Morishige、Eiichi Tsukurimichi、Choichiro Shimasaki、Kiyoshi Hasegawa

  DOI：10.1246/bcsj.66.174

  日期：——

  In order to obtain information concerning the reaction mechanism of the pyrolysis of sulfonium ylides bearing a substituted phenyl group on the 2-position in the S-ethyl group of ethylphenylsulfonium ylide, (2-phenylethyl)phenylsulfonium bis(methoxycarbonyl)methylide (1) and dicyanomethylide (2) were subjected to pyrolysis in benzene. The reaction rates of 1 and 2 at 140 °C were 6.0- and 3.2-times faster than those of ethylphenylsulfonium bis(methoxycarbonyl)methylide and dicyanomethylide, respectively. The activation parameters for 1 were ΔH‡ = 125 kJ mol−1 and ΔS‡ = −3.8 J K−1 mol−1, while those for 2 were ΔH‡ = 124 kJ mol−1 and ΔS‡ = −2.5 J K−1 mol−1. Substituent effects on the β-phenyl groups in 1 and 2 afforded positive Hammett ρ-values: ρ = 0.49 (γ = 0.997) and ρ = 0.26 (γ = 0.993), respectively.From the obtained results, it was suggested that the pyrolysis proceeds through essentially a concerted intramolecular cis-elimination inclined toward a slightly carbanion-like type from an E1-like type by introducing a phenyl substituent at the 2-position of the ethyl group in the ethylphenylsulfonium ylide.

  为了获取有关乙基苯基亚磺酸乙酯中乙基的2-位上带有取代苯基的磺酸亚磺酸分解反应机理的信息，将（2-苯乙基）苯基亚磺酸双（甲氧基羰基）甲亚基（1）和双氰基甲亚基（2）在苯中进行分解。在140°C时，1和2的反应速率分别比乙基苯基亚磺酸双（甲氧基羰基）甲亚基和双氰基甲亚基快6.0倍和3.2倍。1的活化参数为ΔH‡ = 125 kJ mol−1，ΔS‡ = -3.8 J K−1 mol−1，而2的活化参数为ΔH‡ = 124 kJ mol−1，ΔS‡ = -2.5 J K−1 mol−1。1和2中β-苯基的取代效应提供了正的Hammett ρ值：ρ = 0.49（γ = 0.997）和ρ = 0.26（γ = 0.993）。从得到的结果可以看出，通过在乙基苯基亚磺酸乙的乙基的2-位引入苯基取代基，基本上是通过倾向于稍微类似于碳负离子的顺式消除过程，从而类似于E1型反应。
• An Expeditious Route to<i>trans</i>-Configured Tetrahydrothiophenes Enabled by Fe(OTf)₃-Catalyzed [3+2] Cycloaddition of Donor-Acceptor Cyclopropanes with Thionoesters
  作者：Yohei Matsumoto、Daiki Nakatake、Ryo Yazaki、Takashi Ohshima

  DOI：10.1002/chem.201800957

  日期：2018.4.20

  A synthetic route to trans‐configured tetrahydrothiophenes (THTs) through Fe(OTf)3‐promoted [3+2] cycloaddition of donor–acceptor cyclopropanes with thionoesters was developed. The cycloaddition proceeded in high yield with high diastereoselectivity, affording transient α‐alkoxy THTs. Not only aromatic and aliphatic thionoesters, but also thionolactone were applicable to the present iron catalysis

  开发了一种通过Fe（OTf）3促进的供体-受体环丙烷与硫代酸酯酯加成的[3 + 2]环加成的反式构型四氢噻吩（THT）的合成途径。环加成反应以高收率和高非对映选择性进行，提供了瞬时α-烷氧基THT。不仅芳族和脂族硫代磺酸酯，而且硫代内酯也适用于本发明的铁催化。的产品的S，O -缩酮功能的进一步转化是在一个高度实现反式非对映选择性方式进行。此外，通过对映体富集的反式构型THT的合成，清楚地证明了我们方法的实用性。
• (3 + 2)-Cycloaddition of Donor–Acceptor Cyclopropanes with Selenocyanate: Synthesis of Dihydroselenophenes and Selenophenes
  作者：Anu Jacob、Peter G. Jones、Daniel B. Werz

  DOI：10.1021/acs.orglett.0c03329

  日期：2020.11.6

  We present a Lewis-acid-catalyzed (3 + 2)-cycloaddition of donor–acceptor cyclopropanes and selenocyanate (as its tetramethylammonium salt) for the synthesis of dihydroselenophenes. The transformation proceeded with moderate to excellent yields and showed a high functional group tolerance. Further oxidation using DDQ delivered selenophenes.

  我们提出了供体-受体环丙烷和硒氰酸酯（作为其四甲基铵盐）的路易斯酸催化（3 + 2）-环加成反应，用于合成二氢硒代苯。转化以中等至优异的产率进行，并显示出高的官能团耐受性。使用DDQ进一步氧化可得到硒烯。
• Radical-Mediated Strategies for the Functionalization of Alkenes with Diazo Compounds
  作者：Yong-Liang Su、Geng-Xin Liu、Jun-Wen Liu、Linh Tram、Huang Qiu、Michael P. Doyle

  DOI：10.1021/jacs.0c05183

  日期：2020.8.12

  reported. Here we report a novel reaction of diazo compounds utilizing a radical-mediated addition strategy to achieve difunctionalization of diverse alkenes. Diazo compounds are transformed to carbon radicals with a photocatalyst or an iron catalyst through PCET processes. The carbon radical selectively adds to diverse alkenes delivering new carbon radical species, then forms products through hydroalkylation

  重氮化合物与烯烃最常见的反应之一是通过金属卡宾或游离卡宾中间体发生的环丙烷化反应。烯烃与重氮化合物的替代官能化是有限的，并且还没有通过碳碳双键添加 Z-CHR2 元素（Z = H 或杂原子，CHR2 源自 N2 = CR2）的方法报道。在这里，我们报告了一种利用自由基介导的加成策略实现多种烯烃双官能化的重氮化合物的新反应。重氮化合物在光催化剂或铁催化剂的作用下通过 PCET 过程转化为碳自由基。碳自由基选择性地添加到不同的烯烃中，提供新的碳自由基物种，然后通过硫醇辅助的氢原子转移 (HAT) 通过加氢烷基化形成产物，或通过铁催化循环形成叠氮烷基化产物。这两个过程是高度互补的，在温和的反应条件下进行，并表现出高度的官能团耐受性。此外，这两种转化都在克级规模上成功进行，并且可以使用市售试剂轻松制备各种 γ-氨基酯、γ-氨基醇和复杂的螺内酰胺。机理研究揭示了将这两个过程联系起来的合理途径，并解释