4-二甲胺基吡啶N-氧化物是一种富电子的吡啶氮氧化物，常温常压下为浅黄色固体粉末，具有一定的碱性和较差的化学稳定性，它难溶于水但是可溶于甲醇。4-二甲胺基吡啶N-氧化物可由对氯吡啶氮氧化物和二甲基胺通过芳香亲核取代反应制备得到，该物质具有一定的自由基清除功能，主要用作自由基捕获剂和氧化剂，在有机合成领域中有一定的应用。
合成方法
图1 4-二甲胺基吡啶N-氧化物的合成方法
将4-氯吡啶-1-氧化物（1.04 g，8.01 mmol）与40%二甲胺水溶液（10.0 mL，79.0 mmol，9.9当量）置于CEM Discover型微波反应器中，在110°C条件下持续加热4小时完成亲核取代反应后，向反应体系加入饱和碳酸氢钠水溶液（30 mL）进行中和处理，随后通过减压蒸馏彻底去除挥发性组分。将所得固体残留物置于高真空环境中充分干燥，再用二氯甲烷进行多次萃取以分离目标产物，最终通过旋转蒸发仪浓缩萃取液，并将结晶母液置于丙酮体系中重结晶纯化获得最终产物4-二甲胺基吡啶N-氧化物。[1]
膦化反应
4-二甲胺基吡啶N-氧化物结构中的氧原子具有一定的亲核性，可与磷酸酯类物质等发生磷酸酯化反应。
图2 4-二甲胺基吡啶N-氧化物的膦化反应
将4-二甲胺基吡啶N-氧化物（218毫克）充分溶解于预先配置的二氯甲烷/乙醚（1：1体积比，20毫升）混合溶剂体系中，在持续搅拌状态下向该溶液缓慢加入二苯基次磷酸酯（0.5毫摩尔），将所得的反应混合物在室温环境下连续搅拌反应大约30分钟（其中最后20分钟在敞口容器中进行以促进溶剂挥发与产物析出），通过抽滤装置收集生成的白色微晶状沉淀物，用新鲜乙醚多次洗涤滤饼以去除残留杂质，最后将所得固体在真空干燥箱中彻底干燥获得最终产物。[2]
参考文献
[1] Koblischek, Philip; et al, First Total Synthesis of the Benzotropolone/Bis(pulvinone) Natural Product Aurantricholone Exploiting New Strategies for Establishing Benzotropolones and Z-Configured Pulvinones, European Journal of Organic Chemistry 2023, 26, e202201120.
[2] Magdalena; et al, Oxyonium phosphobetaines - unusually stable nucleophilic catalyst-phosphate complexes formed from H-phosphonates and N-oxides, Materna, RSC Advances 2016, 6, 14448-14451.