碘代氮杂环丙烷的合成与纯化：色谱分析中固定相最优选择的定量研究

本实验的总体目标是制备并纯化一种末端碘代的 I oto 碘化物。该目标首先通过在低温下对二碘甲烷进行去质子化以生成二碘甲基锂，随后与一种胺类化合物反应来实现。第二步是迅速升高反应混合物的温度，以促进二碘化中间体发生环化反应，从而得到目标产物 I oto 尿苷。

接下来，评估 I oto 尿苷产物在用于色谱的各种固定相上的稳定性，以确定最适合纯化的固定相。最后一步是纯化 I oto 碘，并进行质子核磁共振（NMR）分析。最终，通过该色谱固定相筛选实验表明，经碱性修饰的Illumina activity four最适合 IDO 碘的纯化。

当我们发现新型IDO碘化物在硅胶柱层析中不稳定，需要替代的纯化方法时，便首次提出了该方法的想法。基于此，我们设计了一套评估碘氧化合物在不同层析固定相上稳定性的实验流程，该流程也可应用于其他可能具有敏感性的化合物。本实验流程将由我研究团队中的两位博士生Tom和Dom进行演示。

首先，在氩气流下将一个装有搅拌子并配有隔垫的100毫升圆底烧瓶进行火焰干燥。待烧瓶冷却至室温后，用注射器加入5.7毫升无水四氢呋喃和2.7毫升无水乙醚，再用微量注射器加入315微升 freshly distilled hexa ethyl dilane。将烧瓶置于一个合适大小的加热套中，使其能够被充分浸没。

开始搅拌后，向反应瓶中加入干冰和丙酮，将溶液冷却至零下78摄氏度。然后用铝箔覆盖反应瓶，以尽量减少反应容器的暴露。随后，通过注射器在两到三分钟内逐滴加入0.6毫升2.5摩尔的正丁基锂己烷溶液。

将混合物在零下78摄氏度下搅拌30分钟。为制备六乙基二硅烷锂溶液，用注射器向一个经火焰干燥的10毫升圆底烧瓶中加入1毫升无水四氢呋喃。然后用微量注射器加入135微升二碘甲烷，并轻轻旋转烧瓶以确保溶液充分混合。

接下来，在 –78 °C 下，将二异丙基甲基锂的甲烷溶液在两分钟内逐滴加入六乙基二硅烷锂溶液中，并持续搅拌 20 分钟。另取一个经火焰干燥的 10 毫升圆底烧瓶，称取 135 毫克胺类化合物，并将其溶于 2 毫升无水四氢呋喃中。完成 20 分钟的去质子化反应后，在 –78 °C 条件下，将上述胺类溶液在五分钟内逐滴加入二异丙基甲基锂溶液中。

滴加完毕后立即从干冰浴中取出反应容器，用铝箔覆盖烧瓶，并转移至0摄氏度的冰水浴中。在0摄氏度下搅拌溶液15分钟。

随后，加入30毫升饱和水溶液碳酸氢钠以淬灭反应。将混合物转移至分液漏斗中，加入30毫升二氯甲烷。振荡混合物，打开漏斗排气，分离并移除下层有机相。

重复提取两次后，向合并的有机相中加入硫酸钠以除去溶液中残留的水分。然后使用带有棉塞的玻璃漏斗进行减压过滤，除去硫酸钠，并将滤液收集至250毫升圆底烧瓶中，再在旋转蒸发仪上减压除去溶剂，得到目标产物ITO尿苷的粗品。

向粗产物中加入1,3,5-三甲氧基苯作为内标物，并用二氯甲烷溶解粗产物样品，确保完全溶解。从此混合物中取出一份等分试样，然后在减压条件下除去溶剂。

完成后，通过核磁共振氢谱（proton NMR）对样品进行分析。核磁共振分析结束后，使用标准的核磁共振处理软件（如 mast nova）打开记录的核磁共振氢谱图。右键单击谱图并选择积分功能。

然后选择手动模式以提供积分工具。单击并拖动以覆盖 6.08 ppm 和 4.87 ppm 处峰的宽度，分别对内标物和胺基 CHI 信号进行积分。右键单击 6.08 ppm 处峰的积分区域，选择“编辑积分”，并将归一化值更改为 3.0。

接下来，使用碘的 CHI 信号更新后的积分值来确定 I OTO 碘的产率。核磁共振分析完成后，在六个分别装有搅拌子的 250 毫升锥形瓶中，将 25 克以下的固定相与 50 毫升 5% 乙酸乙酯/己烷混合。配制 50 毫升 5% 乙酸乙酯/己烷溶液，作为对照使用。

然后将悬浮液置于磁力搅拌器上搅拌。向每个锥形瓶中加入2毫升的I OTO Azarin内标溶液，在室温下静置。然后将悬浮液混合物搅拌30分钟。

30 分钟后，使用中心漏斗在减压条件下过滤每种浆液混合物，将每种滤液收集到 250 毫升圆底烧瓶中。用 30 毫升二氯甲烷将中心漏斗中的残留物洗涤两次。使用旋转蒸发仪除去所得样品中的溶剂。

随后，通过质子核磁共振（1H NMR）波谱法分析样品，计算每种情况下回收的碘代奥替宁（iota odine）的量。如前所述，将产率记录于实验记录本中。比较各测试固定相对所得碘代奥替宁（I OTO Aine）的产率与先前获得的结果，以确定产率最高的样品。

接下来，重复前述的合成步骤，制备粗制的碘化碘混合物，以生成基础的Illumina活性。第四步，将100克基础Illumina活性物质加入一个500毫升的圆底烧瓶中，然后向烧瓶中加入10毫升水。将烧瓶配好玻璃塞后，剧烈振荡，直至看不到任何结块，表明水已在Illumina中均匀分散。

当Illumina冷却至室温后，使用基础Illumina活性四通过柱层析纯化粗制IO碘。以固定相，用正己烷梯度洗脱至5%YL乙酸紫杉烷。将含有产物的流分合并于圆底烧瓶中，并使用旋转蒸发仪除去溶剂，得到纯净的I oto碘。

纯化前，通过质子核磁共振（NMR）计算得出 I oto a 碘的产率为 59%。然而，该 I oto a 碘难以纯化，在碱性 Illumina 硅胶纯化过程中发生显著分解。第四步反应以 48% 的产率得到目标产物。

质子核磁共振分析给出了相对于内标物的一系列固定相产率，其中碱性Illumina活性四号的产率最高，为53%，最接近核磁共振产率。因此，选择碱性Illumina活性四号作为最终产物。Total iota经红外还原纯化。

可高产率地获得多种多样的脂肪胺。该反应适用于脂肪醇胺和芳香胺，包括空间位阻较大的叔胺和邻位取代的胺。例如，该反应被认为通过去质子化，随后发生亲核加成的途径进行。

随后通过升温使氨基偕二碘中间体发生高度区域选择性的环化反应，优先生成顺式碘代产物。在反应优化过程中，由于环化过渡态存在微妙的空间位阻效应，温度控制和反应时间对反应结果至关重要。若未经过升温而直接淬灭反应，则得到末端碘代产物和氨基偕二碘化物。

然而，产物在反应条件下会发生降解，通过升高反应温度并缩短反应时间可避免这一问题。观看本视频后，您应能够充分掌握如何合成该 IO 铥配合物，并评估其在多种固定相上的稳定性，以选择适合色谱纯化的条件。请务必注意，使用正丁基锂具有极高的危险性，必须采取相应的安全措施，例如在惰性气氛下操作，并对过量试剂进行安全淬灭。

进行此操作时应始终取用试剂。