为什么吗啉和羰基反应的活性比六氢吡啶高?

为什么吗啉和羰基反应的活性比六氢吡啶高?

邢大本上只有一个结论,二级胺与羰基的反应性强弱顺序为:四氢吡咯>吗啉>六氢吡啶,至于原因没有解释,查了一些资料,也没有找到相关的解释。但可以排除,不是碱性的原因,四氢吡咯pKa为11.27,吗啉pKa为8.4,六氢吡啶pKa为11.2(pKa数据来源与《杂环化学——结构、反应、合成与应用》李润涛翻译版)。

由于碱性无法解释反应活性,因而产生了一个想法——位阻影响,如下图所示,是四氢吡咯、吗啉、六氢吡啶的键角(由Chembio3D模拟产生)。键角从小到大顺序为:四氢吡咯(108度)<吗啉(111度)<六氢吡啶(113度),可以认为键角越小,与羰基反应时位阻越小,反应性越强。

另外四氢吡咯最低能量构象时氮原子邻位两个碳上的氢处于不完全交叉式,而吗啉和六氢吡啶最低能量构象时氮原子邻位两个碳上的氢则处于完全重叠式,对位阻应该也有一定的影响。

个人猜测,仅供参考,若有文献解释,欢迎批评指正。

关于匿名用户提到的两篇文献,查了一下,如下图所示,J. Org. Chem.2001, 66, 15, 5016–5021,这篇文献讲的是烯酮和胺的反应,图中标红的位置表明,反应速率取决于烯酮和亲核试剂的位阻。

第二篇文献,J. Org. Chem.2002, 67, 25, 8999–9005,讲的是酯或硫代羧酸酯的胺解反应。