关公憋红了张飞脸
范文一：膦,胂叶立德的化学与应用XXVII含全氟烷基磷叶立德？…
膦,胂叶立德的化学与应用XXVII.含全氟烷
基磷叶立德,…
第6卷第4期
?c0r年8月
上海大学t自然科学版)
OURALOFSHANGHA1UNIVERSIT,(NATURALSCIENCE Vol_0
Au'
o4
2000
文章编号:l0072861(2000)04029805 ,
O'V
膦,胂叶立德的化学与应用XXVII.
含全氟烷基膦叶立德的合成
L/
汪丽燕,曹卫国,丁维钰,张倩影——————一
(上海大学理学院,上海201800)
摘要:溴化(2一萘甲酰基)甲基三苯基锛(1)在无水碳酸钾存在下,以无水二氯甲烷作溶剂,室温下与2一全氟炔酸甲
酯(2)反应,高产率地得到加合产物4一(2-萘甲酰基)2三苯基膦基3一垒氟烷基一3一丁烯酸甲酯(31和4(2一萘甲酰
基)一4三苯基膦基3全氟烷基2一丁烯酸甲酯【4)产物的结构经IR,MS,元素分析,H和FNMR确定.并提出了
生成产物的机理
美键词;瞵叶立蔼;4(2萘甲酰基】2-三苯基膦基3全氟烷基3丁烯酸甲酯4(2萘甲
酰基)4一三苯基膦基3全
氟烷基一2一丁烯酸甲酯
中圈分类号:O624
;合成
文献标识码:A
06f.(}i
ChemistryandApplicati~onsofPhosphoniumandArsoniumYlidesXXVII SynthesisofPhosphoniumYlideContainingPerfIuOrOalkylGroup WANGLiyan.CA()Weiguo.DINGWeiyu,ZHANGQianying
(SchoolofSciences.ShanghaiUnivershy.Shanghai201800,China) Abstract:InthePcesenceofK?CO,reactionof(2-naphthoy1)methyltriphenylphosphoniu
m
bromide(1)withmethyl2perilu0r0aIkvnoats(2)inmethylenechlorideatroomtemperature
producestheadductprodactmclhyl4(2naphthoy1)一2triphenylph.sph.ra"ylidene一3一
per
fluoroalkyl3-butenoates(3)andmethyl4(2naphthoy1)一4一
triphenylph.sphoranylidene一3一per
{luoroalkyl2butenoates(4)inhighyields.Compounds(3)and(4)canbeseparatedbycolunm
chromatography.TheirstructureshavebeenconfirmedbymeansofIR,MS—
microanalysis,H
andFNMR.Themechanismfortheformationofproductsisalsoproposed. Keywords:phosphoniumylide;4一
(2-naphthoy1)2trlphenyIph0sph.ranyIjdene3perfluoroalkyl 3butenoate;4【2naphthoy1)一4tripheny】ph.sphoranyIldene一3一perfluoroalkyl
一2一butenoate;syn
Thesis
舍氟有机化合物因其独特的物理,化学性质而
越来越受到人们的重视.氟化学的研究成果被大量
应用于宇航,原子能,医药,农药及材料等领域:.特
别是许多具有生理活性的含氟有机化合物在医药, -收藕日期:20000325基金项目:国家自然科学基金(29772C21)匣中科院E海有机
化学研究所盎属有机开放宴验事摹盘资助项H 作者筒升:征丽燕(1970一).女.江西高安^,硕士生.主要事元素有机化台!I翦合成卫
应用的研究.
第期汪丽燕,等:腊,胂叶立缚的化学与应用xxVII.含全氟烷基膦叶立德的台戚
农药界引起越来越太的重视口.但是,含氟有机化 合物的合成方法却仍然不多,因此化学工作者一直 在致力于合成含氟有机化合物的方法研究.作者曾 报道了通过膦,胂叶立德与2一全氟炔酸甲酯反应, 合成了一系列含全氟烷基的古全氟烷基的膦,胂叶 立德0.作为这一工作的继续,本文报道4一(2蓁 甲酰基)-2一三苯基膦基一3全氟烷基一3一丁烯酸甲酯 和4(2一萘甲酰基)4一三苯基膦基3一全氟烷基2丁
烯酸甲酯的合成.
1结果与讨论
1.1全氟烷基雎叶立德3和4的制备
演化(2萘甲酰基)甲基三苯基锚【1)在无水碳
酸钾存在下,以无水二氯甲烷作溶剂.室温与2全 氟炔酸甲酯(2)反应,高产率地得到加台产物4-(2一 萘甲酰基)2一三苯基膦基一3一全氟烷基3一丁烯酸甲 酯(3)和4_(2一萘甲酰基)4一三苯基膦基一3一全氟烷基 一
2一丁烯酸甲酯(4).反应方程式见图1.化合物3和 4为同分异构体,但可以通过柱层析分离;化合物3 和4的结构都由元素分析(表1),1R,MS(表2)H 和FNMR(表3)予以确定.
幕I化合物3和4的制备
Tab.1preparationofcompounds3and4
裹2化台物3和4的质谱和红外光谱数据
Tab2MSandIRspectradataofcompounds3and4
?
300?上海大学(自然科学版)第卷
(续表)
稿.
昌
1312F
H
43
"
34
裹3化合物3和4的栖磁共振谱数据
Tab.3NMRspectradataofcompounds3and4
1.2反应机理
化台物3和4的形成机理推测如下
化合物1在碱(K:C0)作用下.现场生成叶立
德,然后叶立德对2全氟炔酸甲醋(2)的碳碳妻键
第4期汪丽燕,等:膦,胂叶立德的化学与应用XXVII.古全氟烷基膦叶立德的台
成?301?
,cc爷CH~CI.R—F~CCO3CH3]
[
』reFoaurmnaeemmbeenred?ng3=CHCO2.CH 图1反应和机理
Fig.1Reactionandmechanism 本文研究了溴化(2萘甲酰基)甲基三苯基锚
-1)在无水碳酸钾存在下,与2一全氟炔酸甲酯(2】反
应.高产率地得到加台产物4一(2萘甲酰基)2-三苯 基膦基3全氟烷基3?-f烯酸甲酯(3)和4(2-萘甲 酰基)4.三苯基瞵基3一全氟烷基2丁烯酸甲酯 (4).此类含全氟烷基舶膦叶立德可用来进一步合成 一
些有用有机台成中问体,我们将作深入研究 2实验
21试剂与仪器
温度计未经校正.熔点由WRS一1型数字熔点 仪测定红外光谱用PerkinElmer580型红外光谱 仪测定.核磁共振谱用BruekerAC?1OOSC核磁共 振仪测定,氘代氯仿为溶剂-TMS为HNMR的内 标,TFA为"FNMR的外标.质谱在HP5989质谱 仪上测定.元素分析在Heraeus元素分析仪上测定. 柱层析和薄板层析使用青岛海洋化工厂生产的
层析用石油醚的沸程为60,90C.化台 GF硅胶.
物1参考文献[13]方法制备,化台物2按照文献 [14:方法制备,其他试剂均为市售商品.
2.24一(2一萘甲酰基).2.三苯基膦基一3一全氟烷基一 3一丁烯酸甲醋(3a,3c)和}(2一萘甲酰基)-2一 三苯基磷基3一全氟烷基一2一丁烯酸甲酯(4a, 4e)的合成
在搅拌状态下,室温将2.4mmol2-全氟炔酸 4
甲酯(2a,2c)分别加入到含2.0mmol1.02g镜 盐l和3mmol0.42"gK2CO3的2OmlCH2C1:中. 搅拌一定时间后过滤并用CHC1:洗涤至不溶物为 白色,将溶液抽干,残余物用硅胶柱层析进行分离, 用体积比为6;1的乙酸乙酯和石油醚洗脱得红色
产物3a,3c;用体积比为3;1的乙酸乙酯和石油
醚洗脱得黄色产物抽,4c.产物的进一步纯化可用
乙酸乙酯/石油醚进行重结晶.
参考文献
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在有机台成中应角的研究XXIX甲氧羰基亚甲基三
苯基膦,肿与2?全氟炔酸甲酯的反应厦3一全氟烷基?戊
烯二酸二甲酯的台成:J].化学,1986,?;68
[4丁堆钰,浦家齐,张平生.第五,六族元素的有机化台物
在有机合成中应用的研究XXXIII.氰基亚甲基三苯基
膦,胂与2全氟炔酸甲酯的反应厦3?全氟烷基?4氰基
3丁烯酸甲酯的立体选择性台成[J].化学,
1987,45:47
?
.
R
?
302?上梅大学(自然科学版)第6卷
Is-丁维钰,张平生,浦家齐,等.瞵,肿叶立德的化学与应
用XII.对硝基苯基亚甲基三苯基瞵,忡与2垒氟炔酸
甲酯的匣应噩(z)一3一全氟烷基4对硝基苯基3一丁烯
酸甲酯的立体专一性合成口l化学,1991,49:
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:8]r维钰,浦家齐,孔宪起.第五,六旅元素的有机化台物
在有机合成中应用的研究XXX苯甲酰基亚甲基三苯
基膦,胂与2一全氟炔酸甲醋的反应及4全氟烷基6
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butenoateslJ:.JFluorineChem,1999,95:13j :12]曹卫国,丁维钰,刘仁德,等腾,胂叶立蔼的化学与应
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范文二：原位生成的烯丙基磷叶立德与醛的化学反应性研究
有机化学
Chinese Journal of ACCOUNTChemistry Organic
原位生成的烯丙基磷叶立德与醛的化学反应性研究
徐四龙 贺峥杰木
(南开大学化学学院元素有机化学国家重点实验室 天津300071)
摘要介绍了我们小组最近有关原位生成的烯丙基磷叶立德与醛的化学反应性研究结果(在化学计量叔膦作用下，烯
丙基碳酸酯或联烯酸酯经原位生成的烯丙基磷叶立德活性中间体，与醛发生高度立体选择性的三组分Wittig烯化反应
和vinylogous Wittig烯化反应，该类反应为合成多取代1，3-二烯衍生物提供了简单、高效的新方法;在催化量叔膦作用
下，y一甲基联烯酸酯经烯丙基磷叶立德关键中间体与醛发生多个膦催化的环化反应，为五元、六元含氧杂环化合物的合
成提供了原子经济性的方法(通过氘代实验和核磁跟踪等方法，对上述反应机理进行了初步探索(
关键词 磷叶立德;Wittig反应;vinylogous Wittig反应;环化反应
Stud ies on of,n situ Generated ic Reactivity Allyl
with Ylides Phosphorus Aldehydes
He，Zhengjie 球Xu，Silong Laboratory (State ofChemistry，Nankai University，Tianjin 300071) Key ofElemento—Organic Chemistry，Department
summarizes Abstract This work the of fn accountour recent on situ reactivity primarily generated allylic phosphorus ylides with the mediation of stoichiometric carbonates or allenoates aldehydes(Under tertiary phosphines，allylic readily undergo olefination reactions in situ stereoselective and highly three—component Wittig Wittig through generated allylic vinylogous methods for theefficient reactions constitute and 1，3-dienes(Under phosphorus ylides(These simple synthetic polysubstituted
via a undertake annulations with of allenoates several aldehydes key catalysis tertiary phosphines，7-methyl chemoselectively 6-membered intermediate of atom economical of 5一and heterocycles(By oxygen allylic phosphorus ylide，providing synthesis of the above mentioned reactions such as and NMR monitoring，mechanisms experimental approaches deuterium—labeling also been investigated( have reactionreaction;annulation Keywords phosphorus ylide;Wittig reaction;vinylogous Wittig
磷叶立德作为一类特殊的碳负离子亲核试剂在有 P(ylide)(Scheme 1)(在Wittig反应中，稳定磷叶立德和 机合成中具有广泛的用途 (作为磷叶立德最经典、最 活泼磷叶立德通常表现出优良的立体选择性;然而半稳
定磷叶立德，尤其是烯丙基磷叶立德的立体选择性较 重要的有机合成反应，Wittig烯化反趔2J已成为有机合
差，并且常伴有副反应的发生【5J(因此，如何实现烯丙 成中构建碳碳双键最有效的方法之一，广泛用于天然产
物及药物分子的合成[3 J(磷叶立德的合成，一般通过卤 基磷叶立德高度立体选择性WiRig反应，仍然是
反应研究中一个具有挑战性的课题( WiRig 代烃与叔膦反应，先制得相应的季鳞盐，然后在强碱作 用下脱质子而
近十几年来，随着有机小分子催化的迅速发展，叔 产生(磷叶立德具有内翁盐结构，由于鳞
阳离子具有较强稳定碳负离子的能力，相对于氮叶立德 organocatalyst)直接 膦作为亲核有机催化齐lJ(nucleophilic 和硫叶立德而言，磷叶立德具有较高的稳定性【4】(根据 参与的有机合成新反应大量涌现【6]，为有机磷化合物在 碳负离子中心所连取代基的拉电子能力不同，磷叶立德 有机合成中的应用开辟了新领域(在已报道的一系列叔
膦催化的碳碳键形成反应中，磷叶立德常常被认为是这 可分为稳定磷叶立德(Stabilized P—ylide)、活泼磷叶立德
fUnstabilized 些反应合理机制中的重要中间体(这些研究结果不仅揭 P(ylide)并ll半稳定磷叶立德(Semistabilized
+E-mail:zhengiiehe@nankai(edu(cn online Received 23，2012(May 3，2012;revised May 19，2012;published May the National Natural Science Foundation the Research Fund for the Doctoral of of Project SuppoRed by China(Nos(20872063，21072100)and Program 1 1 Education 1003 Hiigher ofChina(No(201 10012) ( 国家自然科学基金(Nos(20872063;21072100)、高等学校博士点基金(No(20110031110012)资助项目(
1 1 59c?J 2 Chinese Chemical Otg(Chem(2012， 3纠159~11 http:,,sio叫ournaI( cn， Society&SIOC，CAS 68圆套@201
万方数据
P EWG R'3t-BuOH OBocEWG —5 R1_军_×旦R1-;_吨x(苦小?_吉R3卜芦Rs上如吉Rs点 2 点 2 由 2 RR t-BuO’ 令刚G鼍ylide P 2 1—’‘
Stabilized or P ylide:R1 R2-COR，C02R，CN C(N Unstabilized P ylide:R1，R2_H，alkyl，alkoxyl P ylide:R1(R2_vinyl，aryl，alkynyl Semistabilized Schemel
示了磷叶立德可以参与膦催化的化学转化，而且揭示了 asCl|【1+4】’ 在中性和无盐条件下产生磷叶立德的合理途径(利用醛 R1 或酮捕获此类原位生成的磷叶立德中问体，则可以实现
^((名在中性和无盐条件下的Wittig烯化反应【7](基于以上考 、EWG R2广? 虑，近年来我们课题组从烯丙基碳酸酯或联烯酸酯出
发，采用中性和无盐条件下原位生成磷叶立德策略，着
重研究了烯丙基磷叶立德与醛的化学反应性，实现了多
个化学计量叔膦参与的Wittig烯化反应和叔膦催化下的
环化反应，本文将重点报道这些相关的研究结果，为了 效方法(最近，叶松小组‘n1将三氟甲基酮应用于该反 读者能够更好地了解相关研究工作的背景和最新进展， 其他研应，立体选择性地合成了一类含三氟甲基的共轭二烯4 究小组的工作也有所涉及(
PPh30rPBu3 R，,刚c+R2CHO訾弦RzOBOc E(WGWittig烯化反应 1 原位生成的烯丙基磷叶立德与醛的三组分 门’
1。1 MBH碳酸酯与醛的Wittig烯化反应 由
Morita(Baylis(Hillman(MBH))X应【8J产物衍生的
MBH碳酸酯1在叔膦催化下具有丰富的化学反应Boc 性( PBu3(15叫)彳吼MAreOf (o 陆熙炎等报道，在叔膦催化下，MBH碳酸酯不仅可以作 R,?z?+A，八cF。丢嘉焉??一,<:_(2)ii k(,i-34为三碳合成子与亲电试剂发生[3+聆]@="2，3，4，6)环加">
成反应[9】，也可以作为一碳合成子与氧,氮杂双烯发生
2)(这类反应为构建结构 fl+4】环加成反应[10](Scheme 我们通过引P NMR跟踪实验。成功检测到了多样的碳环及杂环化合物提供了高效的途径，因而吸引 碳酸酯与叔膦原位生成的烯丙基磷叶立德中间体MBH 了许多合成化学家的浓厚兴趣 J(在可能的反应机理 [121 (Scheme 3)(将MBH碳酸酯1a
中，MBH碳酸酯与叔膦原位生成的烯丙基磷叶立德2通 与PPh3在核磁管中进行 反应，从”P NMR跟踪谱图上2)(首先，叔膦 常被认为是反应的关键中间体(Scheme 成了单一构型的烯丙基磷叶立德可清楚地观测到反应生 与MBH碳酸酯经SN2’反应途径，产生烯丙基鳞盐及强 13(9 in tolu( (勾一2a(6 ene);在对照实验中，采用Z,E碱性的叔丁基氧负离子，叔丁基氧负离子进而夺取鳞盐 比例为3:l的烯丙基鳞 盐5与丁基锂反应，以同样3:
仅位质子，从而原位生成烯丙基磷叶立德2(该叶立德中 14(0 in 1的比例生成了烯丙基磷 叶立德(Z)(2a(d THF)及其异构体(日(2a(5 9(3)间体作为形式上的( 1，3(偶极子与多种亲电试剂完成类型 由此可见，在中性和无盐条件2)。 多样的环加成反应(Scheme 膦作用，可以高度立体选择性地生成相应的烯丙基下，由MBH碳酸酯与叔 磷叶
我们小组?2J利用Wittig反应捕获了上述MBH碳酸 立德，从而保证与醛发生Wittig烯化反应时的高度立酯与叔膦原位生成的烯丙基磷叶立德(研究表明，在化 学计量PPh，参与下，MBH碳酸酯1与体 选择性冈( 醛发生三组分1(2 y一取代联烯酸酯与醛的Wittig烯化反应Wittig烯化反应，以50,,99,收率和高度立体选择性 在亲核性膦催化的有机合成反应中，联烯酸酯作(5:1,20:1)生成了l，2,4(三取代1，3(二烯化合物3 为 6c一类重要的底物，显示出了丰富的化学反应性【6b (Eq(1)(该反应底物范围宽，产物中R1和R2取代基可以 14](
在叔膦催化联烯酸酯的反应中，相对稳定的磷叶立德常 灵活变换，同时反应条件温和，原料简单易得，提供了
常被认为是催化循环中的关键中间体(例如，在叔膦一条合成E，B构型的l，2,4(三取代1，3(二烯化合物的有 万方数据催
型竺竺竺!兰!!!型!!坐旦型!堡垒型竺!型墨函
上述叔膦参与的y一取代联烯酸酯与醛的Wittig烯化 反应同样提供了制备三取代共轭二烯化合物的简单方 PS吨EtO‰2Et 警P^h,<_c 5】”="" 法(同时，该反应也为叔膦催化联烯酸酯异构化反应[1‘”8“nmrtube(z)(2a昂13(、’9="" 1a="" 机理提供了实验证据(="">
炔酸酯与联烯』雌2‘n( eqBuLi(10 02Et Ph,一尸 02Et一(，——,支((———+,====,-+—、+
酸酯在许多叔膦参与的反应中都互 为反应等价物(最近，Gothelf 81等【将炔酸酯111应用于P阿、一PPh3 THF，r(t(Pg、>一PPh，、!一声Ph3上 an NMRtube(z)-2a ca(晶(E)-2a。 述Wiuig烯化反应中，以较好的收率和立体选择性得到(，?。， m征??3_1 、?140 审9(3了类似的烯化产物10(Eq(4)(
c4， t,，,多,c。2Ei R’cH。与::罴R’rR 化)，(取代联烯酸酯的异构化反应机理中[15](Scheme 4)， 11 、C02Et 叔膦首先对联烯酸酯6亲核进攻生成1，3(偶极中间体8，
一 然后经形式上的[1，4]质子转移过程，原位产生了相对稳 alky[ary[hetero-ary[RCH:CH ?rQ(1二。n(1 v,vR一=H,Ph，，警,愁10Rn-C，3H7,n-C6H1，3,CH2=CHv群 3(s定的烯丙基磷叶立德中间体9，最后经过[1，2]质子转移
和叔膦催化剂的消除，得到异构化反应产物7( 1(3小取代联烯酸酯与醛的Wittig烯化反应 作为缺
电子联烯。近年来6c(取代联烯酸酯12在叔 F
膦催化下的有机合成反应，同样受到了人们的关注，实— 5)(在这些反应的现了多个膦催化的新反应[19](Scheme
合理机制中，经叔膦对d一取代联烯酸酯12的亲核进攻R
及必要的氢迁移过程，原位生成的烯丙基磷叶立德13 篡叫
被认为是相关化学转化的关键中间体(Scheme 5)(
:: R 酽?一三 旦 一 呸 吨 一 ? 水一漤 试气攻 k
?一苫常坠
2 R R叫?啾 , CO R +一[《Rc2 州一
4 乒需,— Scheme 一一 一 我们小组[16】实现了上述原位生成的烯丙基磷叶立
德中间体9与醛的高度立体选择性Wittig烯化反应，
以
26,,99,收率和高度的饵固选择性生成了1，2，4(三取
代1，3一二烯化合物10(Eq(3)(反应中带有拉电子基团的
芳香醛表现出较高的反应活性，在PPh3作用下能高收
率地给出烯化产物:相对富电子的芳香醛或脂肪醛，在
亲核性较强的叔膦1，3，5(tfiaza(7(phosphaadamantane
(PTA)[1’7】作用下也能以较好的收率生成对应的共轭二
烯(y(取代联烯酸酯中R为苯基或酯基等共轭性基团
时， 反应收率较高，R为烷基或H时，只能获得中等收率
【l的J(
(1 (( )”Yequiv 万方数据
R(广眦R’??H。票0RJ 6一??丽:啡t。’
原位形成的烯丙基磷叶立德13与醛的化学反应性，发 R 现叔膦的性质显著地影响反应的化学选择性(在当量 PPh，参与下，0[(取代联烯酸酯12与醛发生了一个新颖的 zU12， 2+R'CHO 嚣羔RoC02ER(5t) 还原环丙烷化反应，以3 1,499,收率和较好的立体选 R:C02Et(12碗CN02b)， 62d:r8=,-?黝爿如择性(咖2(5:1 420:1)生成了乙烯基环丙烷产物14
NMR跟踪实验结fScheme 6)(根据氘代实验和31P
我们提出了如下可能机理:首先，叔膦对联烯酸果，
酯的亲
地观测到单一构型的烯丙基磷叶立德中间体(曰一13a(巧 核进攻产生l，3(偶极中间体15，然后经y位碳负离子与 21(7)(往反应混合物中加入过量的醛时，该叶立德中间 醛的亲核加成生成中间体16，并经质子转移形成烯丙 体信号很快消失(基磷叶立德中间体17，最后通过五配位磷氧杂环中间 体18发生磷碳键异裂和分子内SN2反应关环，生成乙烯 6)(该反应代表了首例叔膦参 基环丙烷产物14(Scheme c(?洲蓼蒌 u。揣 7r(t 与下由联烯酸酯出发构建三元环化合物的报道(
addedadditional mm01)was aldehyde(O(025 '篇mln ( 』上H。击?‰+Ph3PO 1?rrdn 1(?c叩?例。赢?”(X: 12筠耐n 31,(一99,vields l l
35州n iI I
笛mln I I '5mln1 1(7 248(6(OPBu3)l l一30(8(PBu
Z吨E。史R [《Rc, Er#+PPh3鞫竺 70 60 40 30 20 10 0 -10(20—30-4050 80 1a一口1a’y 6 ,R 一,R 图1 31PNMR跟踪实验 31P NMR1 ArY一、?c02E。;一I Figure monitoring experimentA叫c02Et 一6H+pPh36‘+吉Ph ，
另外，氘代实验为烯丙基膦叶立德中间体13的形 11 ，_Rf、 ]rR]成机制提供了重要的信，自,(Scheme 7)(在PBu3参与下， 氘代联烯12a(啦与苯甲醛反应，以84,产率得到氘代烯 Ai嚣嗡日l—Ar丫?c明一 j 化产物20a(函(产物中，来自于联烯的y位氘原子部分 洲(+? 卧s占一‰,p‘
转移到了卢碳上，证实了反应过程中联烯酸酯y碳和卢 7
5);同时，在重水存在碳之间存在氢迁移过程(Scheme ((。+—!!!曼一』?，、(纩 R下，未氘代的联烯酸酯12a与苯甲醛在PBu3作用下，同奴 L;?? 哂B忑肘， 0一EtPhaPO
U2P-t 样生成了类似氘代产物20a’(盔(该结果显示反应中氢转 19移过程可能是在水参与下完成(这一实验结果很好地佐
证了余志祥等[1伽]在相关研究中的理论计算结果( 进一步研究发现，在亲核性较强的叔膦如PBu3或
PPh:Me参与下，反应的化学选择性则发生了显著改变， PhCHO4a,C(D3 fl}-C02Et 910, 实现了6c一取代联烯酸酯与醛经原位生成的烯丙基磷叶
8渺,Et躲卧以会啡t 立德13的三组分Wittig烯化反应【“1(Eq(5)(优化的条件Dt 12a’啦 20a(d4(‘84,下，反应具有较宽的底物适用范围，能以62,499,收
PhCHO 23, D，C02Et 率生成l，2，3，4一四取代共轭二烯产物20，并且反应显示 工((!燮竺塑生Ph?,,cD3从5coo，E,t出优秀的立体选择性，产生几乎单一构型的烯化产物 蛐啦名啡‘裟,5a cHd3，‘。'2 讪(Eq(5) (
‘
2 0a-(Z (乏,通过31P NMR跟踪实验，成功地检测到反应中原位 Scheme 7生成的烯丙基磷叶立德中间体13(图1)(将联烯酸酯12a (0(075 mm01)、对氯苯甲醛(0(05 mm01)与PBu3(O。075 从简单易得的原料出发，高度立体选择性地合成mm01)在核磁管中进行反应，通过引P NMR跟踪，清楚 1,3(二烯化合物，特别是多取代1，3(二烯衍生物，一直是
万方数据Chin，J 1162 @2012ChineseChemicalSociety,SIOC。CAS Org(Chem(2012，32，1159,1168 http:，，sioc{oumaI(cn,
型!竺塑!!!!型!!里!窒型!里!!竺!竺!坐墨圆
合成化学家感兴趣的研究课题【221(烯丙基磷叶立德与 醛的Wittig烯化反应能够提供一种合成1，3一二烯化合物 的有效方法，但传统方式生成的烯丙基磷叶立德在 Wittig反应中缺少必要的
立体选择性(上述原位生成的 PPh3(1(o equiv)一一,
CH2C12，r(t( PR3 烯丙基磷叶立德在中性和无盐条件下的Wittig烯化反应 He(sWork l 策略，成功地实现了不同类型的烯丙基磷叶立德与醛的ArCHO(Ar=EWG—Ph) 高度立体选择性Wittig反应，为多取代1，3(二烯化合物 P(4一FC6H4)3(1(0 equ!v() BF3。Et20(10 m01,)提供了高效、高立体选择性的合成方法( 鼯 hoC(48 CH3CN，80 。 Kwon|s Work,n situ formed2口-甲基联烯酸酯与醛的vinylogous Wittig allylic P—ylide RCHO(R=aryl，vinyl)烯化反应及机理研究 PBua(1(0 equiv() 。
烯丙基磷叶立德由于分子内双键的存在，与羰基化
41,,99,yields 合物反应时存在区域选择性(烯化反应发生在。c位时即 E,Z=3:1 tO 6:1 22 examples为正常的Wittig反应;而当烯化反应发生在y位时则称 之为vinylogous Wittig反应t23J(文献中关于vinylogous Scheme 8Wiuig反应迄今只有零星的报道(1974年Corey等【23a】首 物中联烯甲基上氘原子部分转移到y和?碳原子上;同 次报道了vinylogous Wittig反应(Eq(6)(他们发现，通过 时，在重水存在下，未氘代的联烯酸酯12e与对氯苯甲 反应条件的改变，烯丙基鳞盐21在碱作用下与正己醛 醛反应，也生成了类似的氘代产物26a’(以(以上结果表 反应，能以较好的化学选择性分别生成Wittig产物22 明反应中可能存在水参与的质子转移过程[19d,24] ( 和vinylogous Wittig产物23，但反应缺乏立体选择性， HC02Et 生成了几乎等量的立体异构体( 20,D学’? 9,D-垒。!里塑旦-，o!! 里!!( Ar少沁D侈co:E。面赫 D CD，18,D Ar=4-CIC6H4 20,D12e—d3囊n曼,警y节+罨叫即， 26a一出(94,“丫 Hcoz?88:。?bc。H:，‘认 C02Et22:23。1。9 : 1q=1荔 ’23 。?1 裟鬣篙v)10,D ArA沁D Wittig product溉篙篙饕? 桫c啡t素蒜意 D CD，14,D 12e 10,DAr=4-CIC6H4 26a。。出，87,最近，我们小组胁1和Kwon小纠2301先后报道了仅( Scheme 9甲基联烯酸酯(12e)与三芳基膦原位生成的烯丙基磷叶
8)，但反应 立德与醛的vinylogous Wittig反应(Scheme 基于氘代实验结果，我们调查了酸性质子添加剂存 底物仅限于水杨醛和带有拉电子基团的苯甲醛(我们进 在下12e与叔膦的化学转化(表1)(在酸性较强的三氟
一步研究发现:相比于芳基膦，烷基膦PBu3能更好地促 醋 酸存在下，12e与PBu3反应，以几乎定量收率生成烯基 进该反应【23e】(在优化的反应条件下，一系列取代苯甲 鳞盐27;在酸性较弱的醋酸、苯甲酸或苯酚存在
醛、杂芳香醛、不饱和醛均能顺利地发生反应，以较高 与PBu3却选择性地生成烯丙基鳞盐28(烯基鳞下，12e
盐27应 收率和立体选择性生成vinylogous Wittig产物26 由叔膦与联烯酸酯产生的烯醇盐被三氟醋酸质
(Scheme 8)，从而提供了首例具有合成应用价值的 子化所 形成【25J(在烯丙基鳞盐28中，鳞阳离子与联烯?，-位碳 vinylogous Wiaig反应，为三取代1，3-二烯化合物的合 原子直接相连，其结构反映了一种未知的形成机
成提供了,种新方法( 令人高兴的是，引P和1HNMR跟踪实验清楚地揭制(
示
在以前的文献报道中【231，有关vinylogous Wittig反 了鳞盐28的形成机SU(图2)(以28a为例，首先，联烯
应机理存在多种推测，但缺少必要的实验证据，由此， 酸 酯12e经PBu3亲核进攻及醋酸的质子化产生
烯基鳞盐我们对PBu，参与的d(甲基联烯酸酯与醛的vinylogous 中间体29，然后经质子转移步骤生成中间体30和烯丙Wiuig反应机理进行了详细研究【2孔]( 基鳞盐31，最后通过形式上的鳞阳离子1，3(烯丙位重
91(采 首先通过氘代实验考察了反应机理(Scheme 排【26】产生烯丙基鳞盐28a(Scheme lO)(相关的控制实验 用氘代a(甲基联烯酸酯12e(以与对氯苯甲醛反应，以 证明，上述鳞阳离子1，3一烯丙位重排通过叔膦参与的94,收率生成了氘代vinylogous Wittig产物26a(以(产 SN2’途径实现(
Chin(J @2012ChineseChemical 1163 Org(Chem(2012，32，1159,1168 Society,SIOC。CAShttp:,,sioc-journal (cn,
万方数据
童塑些堂l雹圜表I 利用酸性添加剂捕获叔膦与d一甲基联烯酸酯的反应中 能是vinylogous Wittig反应的关键中间体(
间体 of intermediates from Table 1 the reaction of Entrapment allenoate and acidic additivesPBu3 a-methyl by using
A，《, A‘r二PBu3 +乒 ?艘 ?^f扑 黧裂而吖叩 、?kc02B 玖? k一可 28 综合以上实验结果，我们提出了PBu3参与下醢(甲
27，YieldS,, Compd(HA28，YieldS 基联烯酸酯与醛的,,?vinylogous Wittig反应可能机理
— l 27a(99 (Scheme 11)(首先，联烯酸酯12e在PBu3亲核进攻下生CF3C02H2 AcOH 一 28a，89(6:1) 成共振稳定的内盐中间体32，然后经微量水参与的氢 3 PhCO，H 28b，82f5:I)一 迁移过程【19d,241原位生成烯丙基磷叶立德13a(中间体4 PhOH 一 28c，74(10:1) 13a被水质子化生成烯丙基鳞盐33，并经PBu3参与的鳞。lsolated NMR yield;“determined by”P assay(
阳离子1，3一烯丙位重排产生烯丙基鳞盐34，最后，鳞盐一 34脱去质子生成烯丙基磷叶立德35，并与醛发生Wittig
一,咎E— 反应，形成最终的vinylogous Wittig产物(该机理与酱 人飞t? N妒Bu3P+AcO‘ 么? Kwon掣230I提出的基于retro—Diels—Aider途径的反应 机旧一 “ 30? 理截然不同(
,?—'—_—?- ,;夕,[ E? B弛一颚? +。 E]J L+ J H-transfer 芝12e E殳【拳3E一硅E】'H20_aided[。(串L((PBu3#au哨l?纠2 ，豇=(‰”1P :PBu3
将烯丙基鳞盐28a在无机碱碳酸钾存在下与醛反 H一20趣WittH0『ig[?JP"'E胁3]些[苏lJ盟SN2'隧1l应，以61,收率顺利获得了与vinylogous Wittig反应相 同的:二烯产物26a，并且产物表现出几乎一致的立体选
11Scheme 择性(Eq(7)(该实验结果显示类似28a的烯丙基鳞盐可
n N 7“ ?: “4 4 n ‘二 3 H j 4 1 j 二! 】L) 6 图2醋酸存在下联烯酸酯12e与PBu3反应的引P NMR，1H NMR跟踪
谱图2 31P and 1H NMR reaction between and acetic acid ofthe allenoate Figure monitoring 12e，PBu3 @2012 Chinese Chemical 159,1 1 68Society,SIOC。CAS Chin(J(Org(Chem(2012(32(1
万方数据
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aldol反应，化学选择性地生成(E，司(二我们的机理研究结果不仅为vinylogous Wittig反应 的vinylogous
烯 机理提供了有力的实验证据，而且为叔膦催化a(取代联 醇产物38?(Eq(10)( 烯酸酯参与的相关反应机理[191提供了重要的信息(此 RCHO 外，机理实验结果也有力地佐证了余志祥等【19圳有关水
催化联烯酸酯【3+2】环加成反应的理论计算结果( ?c啡t嵩篇器6d N2，r(t(OH3叔膦催化y-甲基联烯酸酯经烯丙基磷叶立德
(10)R人乃?入c02Et蒙翟oa ,lkyylields 与醛的环化反应 38
原位生成的烯丙基磷叶立德除了与醛发生高度立
在上述反应中，6d的y(甲基直接参与成键，这代表 体选择性的Wittig反应和vinylogous Wittig反应外，还 了叔膦催化下联烯酸酯新颖的成键模式(为了揭示反应 能作为关键中间体实现叔膦催化下与醛的环化反应(
机理，我们通过氘代实验对[3+2]环加成反应进行了研 3(1 叔膦催化p甲基联烯酸酯与醛的环化反应
究【21](Scheme 12)(在优化的反应条件下，y(氘代甲基联 如前所述，在化学计量叔膦参与下，)，(苄基联烯酸烯6d一冼与醛顺利地生成了氘代[3+2]环加成产物 酯(6a)或7(甲氧羰甲基联烯酸酯(6b)与醛发生了三组分 36a(函(产物结构显示，反应过程中联烯y一甲基氘原子Wittig烯化反应【 6。(然而，17-甲基联烯酸酯(6d)却表现出 与oc和y位碳上的氢发生了交换(此外，在重水存在下，特殊的反应性，在芳基膦催化下与醛发生了新颖的f3+ 联烯酸酯6d与醛反应生成了类似的氘代产物36a’(么，21环加成反应【2”(在5,lO m01,P(4(FC6H4)3催化下， 证明水参与了反应中质子交换( 于二甲苯中回流反应，6d与一系列芳香醛稳定地发生 日肫2 f3+2]环加成反应，以53,,96,收率生成四氢呋喃化
坐世0 —至 i肿 洲 Et + 合物36(Eq(8)(在联烯酸酯的6c位带有Me或Et02CCH2 件一 iiHij 甏 01(此外， y一时，相应的[3+2]环加成反应也能顺利进行【2D 57, 6 卜 龇 ,5 饯 旦时删 心 36a—d3 乙基联烯酸酯也能发生相似的『3+21环加成反应，但收
率较低(四氢呋喃衍生物36是一类非常重要的有机合D20(1(5 equiv( ) 20,D’5,，D lr,C02Et 0 成中间体【281，上述[3+2]环加成反应通过汇集的方式构 』+ArcH。-P(4-FC6H4)3(1 moP,o)A，,2=:?kYc。zEt建四氢呋喃环，为这类化合物提供了原子经济的合成方
’6d Ar(4-cIc6”7, 36aI_yjeJd 毒57,法(
coz El(。，mol! ,o)Ar-黔'O 根据实验结果，我们提出了如下可能机理(SchemeR』?删o—而可荒。i蕊1i?一 弋‘(8) P两(4-FC6H4)3(5_10 I-( , or ethanol，r(t(，N， 36 13):首先，y一取代联烯酸酯与叔膦作用形成1，3(偶极中,一 , 2 R H(6d)，Me(6e)，Et02CCH2(钟) E ,Z5319:61 toy2ieol:dls 问体8;然后经过水参与的氢转移过程，原位生成烯丙 基磷叶立德中间体9;该磷叶立德通过1，碳负离子对有趣的是，质子添加剂的加入能够显著地改变反应 醛 进行亲核加成得到中间体39(作为共同的反应中问体， 的化学选择性(在20 m01,P(4(C1C6H4)3催化下，以对在不同反应条件下，中间体39分别化学选择性地导向 羟基苯甲酸乙酯为添加剂，在氯仿溶液中室温下反应， 不同的产物(6d与芳香醛化学选择性地发生了[2+2+2]环化反应[2 ， 在较高温度下，中间体39发生了分子内双键迁移， 以44,,78,收率高度立体选择性地生成l，3(二氧六环 生成了更稳定的中间体40;然后经分子内Michael加成产物37(Eq(9)( 关环及叔膦催化剂消除，形成[3+2]环加成产物36
a);在苯酚添加剂存在下，中间体39与 (Scheme 13，path
、。?入C02Et 另一分子醛反应得到中间体42，然后经6-exo—trig方
6d 等CHCl3,N2,r(t(，愈协,o，
式H。n嘞E。:竺,f 关环生成43，最后经质子转移和叔膦催化剂消除生成
13，path[2+2+2]环化产物37(Scheme b);在乙醇和甲
苯混合溶剂中反应时，中问体39直接经一系列质子迁
移过程和膦的消去，产生二烯醇产物38(Scheme 13， 此外，以P(4(MeC6H4)3为催化剂，在甲苯,乙醇 (矿:c1( path 矿=1:4)混合溶剂中室温反应，6d与醛却发生了形式上
@2012 Chinese Chemical 1 165Chin(J(Org(Chem(2012，32，1159,1168 http:flsioc-journal( cn, Society,SIOC，CAS
万方数据
和中等立体选择性得到相应的二氢苯并吡喃产物(Eq(
11)(最近，黄有小组‘321将硫代磷酰水杨亚胺48应用于 该反应，以78,,92,收率和较高立体择性制得了氨基 R』。2冀[嚆, Et一唾叫
取代的二氢苯并毗喃产物49(Eq(12)( ?4川 sm
P(4一CIC6H4)3(20
f Rg三Ho reel,) H20(1(0 equiv()，CH2C12(r(t(，N2
R (1 1)72, =1q:1—警1::44 y:1_1ieldstrans ,cis
C02Et 47
S
厂‘+R以NiPh2器
(1 2)
R—?c。:R打78a,ns:“d睦91笺_?骘。:，
14所示的 根据氘代实验结果[1曲】，提出了Scheme
反应机理(与上述7一甲基联烯与醛的反应类似，首先叔
膦与6d经亲核加成和质子转移步骤，原位生成烯丙基
磷叶立德9a，然后通过烯丙位碳负离子9a(y与水杨Scheme 13
醛 羰基的亲核加成，得到中间体50，经质子转移和分
子内
值得注意的是，6d与y一苄基和7(甲氧羰甲基联烯 Michael加成关环产生中间体52，最后经过[1，2]质子转酸酯相比，在叔膦作用下与醛反应时，更倾向于发生1，一 移及膦催化剂消除，实现二氢苯并呋喃产物47的生成(
甲基直接参与的膦催化化学转化，而不是化学计量膦参
与的Wiuig烯化反应【16】(从机理上看，取代基的性质差 别决定了反应中原位生成的烯丙基磷叶立德中间体9与 1『阮E且t[?+PR3吗Et一篇嘞Et] ,。一(8a一口8a一，副醛的化学反应性，从而导致反应方式的不同(Scheme m1删ft13)(当R=H时，磷叶立德中间体9(由6d产生)倾向于
以烯丙基碳负离子共振式9 7对醛进行亲核加成，这种 I,书,, El+c02一多1,,c02EtIJ+PR3 +吉R3 (,飞。, cHo【反应方式在动力学上是有利的，从而导致叔膦催化f3+ 味g21环加成等反应的发生;与此相对照，当R=Ph或 炒。H,味 7CO:Me时，由于苯基或酯基的共轭作用，共振式9-a较
9-7具有更好的稳定性，为中间体9的主要存在形式，因 H-transfer
而有利于和醛发生Wittig反应(
3(2叔膦催化卜甲基联烯酸酯与水杨醛的环化反应 水
杨醛具有亲电性的醛基和亲核性的酚羟基，是一
类重要的双官能团合成子，广泛用于具有药物活性的苯 47。7_一并吡喃等氧杂环化合物的合成【3 01(我们小组[160川发现， C02EtPR3 在叔膦催化下，6d同样通过y(甲基成键与水杨醛发生关
环反应，生成二氢苯并吡喃化合物47(反应在温和条件14Scheme 下进行，多种取代水杨醛均能顺利地以72,,97,收率
1166 Chin(』Org(Chem(2012，32，1159,1168http:,,sioc-journal(cn,@2012ChineseChemicalSociety&SIOC(CAS 万方数据
1( (d)Zheng，S(;Lu，X(Org(Lett(2008，10，448 4结束语 (e)Zheng，S(;Lu，X(Tetrahedron Lett(2009，50，4532( (f)Zheng，S(;Lu，X(Org(Left(2009，11，3978( 利用亲核性叔膦与缺电子的烯丙基碳酸酯或联烯 (g)Deng，H(一P(;Wei，Y;Shi，M(Adv(Synth(Catal(2012，354，783(酸酯作用，经必要的质子迁移步骤，可以在中性和无盐 542( 【t0】(a)Chen ，Z(L(;Zhang，J(L劬em-Asian?2010，5，1 条件下实现烯丙基磷叶立德的生成(我们的研究揭示， (b)Tian，J(;Zhou，R(;Sun，H(;Song，H(;He，Z(，Org(Chem( 2011，76，2374(如此原位形成的烯丙基磷叶立德与亲电试剂醛表现出 (c)Xie，P(Z(;Huang，Y(;Chen，R(Y Org(Lett(2010，12，3768( 丰富而独特的化学反应性(在化学计量叔膦作用下，由 (a)Deng，H(-P(;Wei，Y(;Shi，M(Org(Lett(2011，13，3348((b)Zhong，F(;Han，X(;Wang，Y(;Lu，Y(Angew(Chem(，Int(点M 烯丙基碳酸酯或联烯酸酯原位生成的烯丙基磷叶立德
2011，50，7837， 活性中问体，与醛发生高度立体选择性的三组分wiRig(c)Tan，B(;Candeias，N(R(;Barbas，C(F(，Am(Chem(Soc(2011， 烯化反应和vinylogous WiRig烯化反应，该类反应为合 133，4672(Angew(Chem(，(d)Ye，L、M;Sun，X(L(;Wang，Q(G;Tang，Y 成多取代1，3一二烯衍生物提供了简单、高效的新方法; Et(2007(46,5951( Int( 在催化量叔膦作用下，y一甲基联烯酸酯经烯丙基磷叶立 (e)Wang，Q(一G;Zhu，S(-F(;Ye，L-、M;Zhou，C(一Y(;Sun，X(一
L(;
德关键中间体与醛发生多个膦催化的环化反应，为五 Tang，Y(;Zhou，Q。一L(Adv(Synth(Catal(2010，352，1914，
(D Zhou，R(;Wang，J，;Song，H(;He，Z(Org(Lett(2011，13，580( 元、六元含氧杂环化合物的合成提供了原子经济性的方 [12】 Zhou，R(;Wang，C(;Song，H(;He，Z(Org(Lett(2010，12，976( 法(随着研究的深入，相信原位生成的烯丙基磷叶立德 [13】 Ye，S(;Wang，T(;Shen，L一一Synthesis 2011，2011，3359(
[14】 (a)Ma，S(Chem(Rev(2005，105，2829( 与其他亲电试剂的新反应还会不断涌现，同时也会进一 (b)Xu，S(;He，Z(Scf(Sinica Chim(2010，40，856(in Chinese)， 步促进磷叶立德在有机合成中的应用( (徐四龙，贺峥杰，中国科学:化学，2010，40，856() (c)Zhang，X(一C(;Cao，S(-H(;Wei，Y;Shi，M(Chem(Commun( Refarences2011，47,1548( (d)Zhao，Q(;Han，X(;wei，Y(;Shi，M(;Lu，Elides:Chemistry Y(Chem(Commun( [1]Kolodiazhnyi，O(I(Phosphorus andApplication 2012，48，970(in York，1999(Synthesis，Wiley—VCH，New Organic (a)Trost，B(M(;Kazmaier,U(，Am(Chem(Soc(1992，114，7933;[15] [2]Maryanoff,B(E(;Reitz，A(B(Chem(Rev(1989，89，863( 92 1( (b)Guo，C(;Lu，X(，劬em(SocTrans(，(，1993Perkin ，1 [3】Nicolaou，K，C(;Harcer，M(w;Gunzner,J(L(;Nadin，A(Liebigs 【16] (a)Xu，S(;Zhou，L(;Zeng，S(;Ma，R(;Wang，Z(;He，Z(Org(Lett( Ann(Recl(1997，1997，1283( 2009，11，3498([4]Riches，S(L(;Saha，C(;Filgueira，N(F(N，;Grange，E(;McGarrigle， 2011，67， (b)Ma，R(;Xu，S(;Tang，X(;Wu，G;He，Z(Tetrahedron E(M(;Aggarwal，V K(，Am(Chem(Soc(2010，132，7626( 1053([5](a)Tamura，R(;Saegusa，K(;Kakihana，M(;Oda，D(，Org(Chem( [17] Tang，X(;Zhang，B(;He，Z(;Gao，R(;He，Z(Adv(Synth(Catal(1988，53，2723( 2007，349，2007( (b)Wang，Q(;E1 Khoury,M(;Schlosser,M(Chem(-Eur(，2000，6， 【18】Jacobsen ，M(J(;Funder，E(D(;Cramer,J(R(;Gothelf,K(V(Org(420( 8( Lett(2011，13，341 (c)RobieRe，R(;Richardson，J(;Aggarwal，V K(;Harvey,J(N(， [19] (a)Tran，Y S(;Martin，T(J(;Kwon，O(Chem(-Asian，2011，6，Am(Chem(Soc(2006，128，2394( 2101([6](a)Methot，J(L(;Roush，w R(Adv(Synth(Catal(2004，346，1035( 2632((b)]?ran，Y S(;Kwon，0(，Am(Chem(Soc(2007，129，1 1 02( (b)Cowen，B(J(;Miller,S(J(Chem(Soc(Rev(2009，38，3 (c)Guo，H(C(;Xu，Q(H(;Kwon，O(，Am(Chem(Soc(2009，131， (c)Lu，X(;Zhang，C(;Xu，Z(Acc(Chem(Res(2001，34，535( 6318。(d)W:ei，Y(;Shi，M(Acc(Chem(Res(2010，43，1005( (d)Liang，Y(;Liu，S(;Yu，Z(一2009X(Synlett ，2009，905(140( (e)Ye，L—W;Zhou，J(;ChemTang(Soc(，RevY (2008，37，l (e)Martin，工J(;Vakhshori，V(G;Tran，Y(S(;Kwon，(D O(Org(Lett( Nair,V;Menon，R(S(;Sreekanth，A(R(;Abhilash，N(;Biju，A( 2011，13，2586(t Acc(Chem(Res(2006，39，520( (f)Guan，X(一Y;W西，Y(;Shi，M(Eur(，Org(Chem(2011，2011，(g)Zhao，Q(一Y(;Lian，z(;Wei，Y(;Shi，M(Chem(Commun(2012， 2673( 48(1724( [20】 Xu，S(;Zhou，L(;Ma，R，;Song，H(;He，Z(Org(Lett(2010，12，544( 【7】(a)Oda，R(;Kawabata，T-;Tanimoto，S(Tetrahedron Lett(1964，5， [21] Xu，S(;Zou，W(;Wu，G;Song，H(;He，Z(Org(Lett(2010，12，35561653( [22] (a)Perez，L(J(;Shimp，H(L(;Micalizio，G C(，Org(Chem(2009，1((b)McClure，J(D(Tetrahedron Lett(1967，8，240 刀(7211(1( (c)Hedaya，E(;Theodoropulos，S(Tetrahedron 1968，24，224(b)Clark，D(A(;Kulkami，A(A(;Kalbarczyk，K(;Schertzer,B(; (d)McCombie，S(W;Luchaco，C(A(Tetrahedron Lett(1997，38， 5632(Diver,S(工，Am(Chem(Soc(2006，128，1 5775( 1， [23】 (a)Corey,E(J(;Erickson，B(W‘，Org(Chem(1974，39，82 J(;Coles，S(J(;Gelbrich，T;Hursthouse，(e)Heys，L(;Murphy,Pt (b)Date，S(M(;Ghosh，S(K(Angew(Chem(，lm(Ed(2007，46，386( M(B(TetrahedronLett(1999(40(7151( Silicon Relat(Elem((c)He，Z(;Tang，X(;He，Z(Phosphorus，Sulfur (f)LOW,K(H(;Magomedov,N(A(Org(Lett(2005，7，2003( 2008，183，1518([8]Basavaiah，D(;Reddy,B(S(;Badsara，S(S(Chem(Rev(2010，110， (d)Khong，S(N(;Tran，Y-S(;Kwon，O(Tetrahedron 2010，66， 5447( 4760( [9](a)Du，Y;Lu，X(;Zhang，C(Angew(Chem(， Int(腻2003，42，(e)Xu，S(;Chen，R(;He，Z(，Org(Chem(2011，76，7528( 1035( 【24] (a)Liang，Y(;Liu，S(;Xia，Y Z(;Li，Y H(;?，Z(X(鳓em(-Eur(J((b)Du，Y;Feng，J(;Lu，X(Org(Lett(2005，7，1987( 2008，14，4361((c)Feng，J(;Lu，X(;Kong，A(;Han，X(Tetrahedron 2007，63，6035( Chin(J 1 59,1 1 68 @201 2 Chinese Chemical 1 1 672(32(1 http:,,sioc-journal (cn, Org(Chem(201 Society,SlOG，GAS
万方数据
(b)Xia，Y;Liang，Y;Chen，Y(;Wang，M(;Jiao，L(;Huang，F(;Liu， [29】Ma，R(MS Thesis，Nankai University,Tianjin，2010(in S(;“，Y;Yu，Z(一X(，Am(Chem(Soc(2007，129(3470( Chinese)( (马仁芹，硕士论文，南开大学，天津，2010() 【2s]Virieux，D(;Guillouzic，A(一F(;Cristau，H(一J(Tetrahedron 2006，62， 【30】(a)Shi，Y(一L(;Shi，M，Org(Lett(2005，7，3057(37lO( (b)Zhao，G—L(;Shi，Yf—L(;Shi，M(Org(Lett，2005，7，
4527( [26】(a)Berenguer,M，J(;Castells，J(;Galard，R(M(;Moreno—Manas，M( (c)Shi，Y(一L(;Shi，M(Org(Biom01(Chem(2007，5，1499(Tetrahedron Lett(1971，12，495([3 1】Tang，X(Ms Thesis，Nankai University,Tianjin，2007(in (b)Font，J(;March，P(Tetrahedron Lett(1978，19，3601( (c)Sunggak，K(;Youn，Chinese)( C(K(Tetrahedron Lett(1990，31，2901( (汤小芳，硕士论文，南开大学，天津，2007()
[27]Xu，S(;Zhou，L;Ma，R(;Song，H(;He，Z(Chem(-Eur(J(2009，15， [32]Meng，X(;Huang，Y;Zhao，H(;Xie，P(;Ma，J(;Chen，R(Org(Lett(8698。 2009，11(991([28】Bellur,E(;Feist，H(;Langer,P(Tetrahedron 2007，63，10865， (Li，L( )
1 168 http:,,sioc-journal (cn,@2012ChineseChemicalSociety&SIOC，CAS Chin(』On2(Chem，2012(32。1159,1168
万方数据
范文三：新型微波辅助磷叶立德Michael加成反应研究
精细化工与催化
Michael新型微波辅助磷叶立德加成反应研究
1* 2 ，， ,杨一思徐晴霞张2 ( 1, ，438000; 黄冈师范学院化工学院湖北 黄冈
2, ，438000)黄冈师范学院化学与生命科学学院湖北 黄冈
: ,Michael ,Wittig 摘 要微波条件下磷叶立德与硝基烯烃发生 加成反应然后中间体与甲醛发生 反 ,, 1 , 。,78%。应得到 γ 氨基酸前驱体经过条件筛选反应收率可达 微波条件下的反应时间明显少
,。于常规反应时间且收率更高
关键词: 催化化学; 磷叶立德; 硝基烯烃; Michael 加成; 微波
doi: 10, 3969 / j, issn, 1008-1143, 2012, 02, 015
: O643, 36; TQ426, 94: A : 1008-1143( 2012) 02-0063-03中图分类号 文献标识码文章编号
Study on microwave-assisted Michael reaction of phosphorus ylides
1* 2 2ZHANG Yan，YANG Ys，XU Qngxa iiii
( 1, School of Chemical Engineering，Huanggang Normal University，Huanggang 438000，Hubei，China; 2, School of Chemistry and Life Science，Huanggang Normal University，Huanggang 438000，Hubei，China) Abstract: The microwave-assisted Michael addition reaction of stabilized phosphorus ylides and nitroole- fins and then the Wittig reaction of the intermediate and formaldehyde were studied, The product yield of 78, 1% was attained under the optimized condition, Compared with ordinary reaction，the reaction time under the condition of microwave assistance was obviously shortened and the product yield was higher,K ey words: catalytic chemistry; phosphorus ylides; nitroolefins; Michael addition; microwave
do: 10, 3969 / , ssn, 1008-1143, 2012, 02, 015iji
CLC number: O643, 36; TQ426, 94 Document code: A Article ID: 1008-1143( 2012) 02-0063-03
， ( 54% ) 。，Michael , , α 烯基的 γ 氨基酸是高密度官能团化物质最高只有 究其原因反但收率偏低,1,,W ittig ，应产物 中间体有一定的亲核性可以与硝 。广泛应用于医药及天然产物的合成上通过常
，。基烯烃进一步发生反应得到分子量较大的聚合物 ，Morita , 规方 法丙烯酸酯与硝基烯烃不能通过
，，近年来微波作为特殊的加热介质在有机合成 Baylis ,Hillm an 。反应得到相关产物通过酯基的磷 ,4,。 Michael ，的应用中由于极大提高反应速率而受到关注叶立德与硝基烯烃发生 加成反应继而与
、、, , 醛反应可以顺利得到 α 烯基的 γ 氨基酸前驱 微波以其高效均匀节能和环保等优点逐渐成为一 ,2,，。种新型能源得到越来越广泛的应用 。Connor D T ，1973 体虽此反应研究较早等在 年
，Wittig ， 本文尝试将微波技术应用于酯基磷叶立德与苯 报道了此反应但没有进行第二步 反应研究
,3, Wttg ，ii的硝基烯烃的 反应中继而与醛发生反应得 ，38% 。2010 ，Suresh Allua 且收率较低只有 年等
, , ，到 α 烯基的 γ 氨基酸前驱体以期缩短反应时 ，，对此反应进行研究虽然成功地完成了第二步反应
: 2011 , 10 , 07收稿日期
基金项目: 湖北省教育厅青年基金( Q20052700) 资助项目; 黄冈师范学院 2010 大学生创新实验( sy201013) 资助项目
作者简介: 张 ,，1978 年生，男，河南省安阳市人，博士，讲师，主要研究方向为有机催化合成。
, com huaxuezy@ 126: 。E-mail:通讯联系人张 ,
64 工 业 催 2012 2 化年第期
。 ; RE ,5 2AA， ，，间减少副产物的生成提高收率上海司乐仪有限公司旋转蒸发仪 上海
; BX ;亚荣生化仪器厂? 傅立叶转换红外光谱 仪 1 实验部分 Brucker 400 MHz 。核磁仪
。反应中所使用的化学试剂均为分析纯 1, 1 仪器与试剂 1, 2 ce tt MihalWiig反应及 反应 ; WBFY , 20 ，， 常用玻璃仪器微波化学反应器型
:微波合成路线; 85 , 2 ，型恒温磁力搅拌器 巩义市予华仪器有限公司
1, 2, 1 使用微波方法一和方法二对微波的功率及时间 微波反应方法一
，1。进行研究结果见表 A( 52, 2 mg，0, 15 mmo) l反应试管中加入磷叶立德
B( 14, 9 mg，0, 1 mmol) ，1 mL 和苯基硝基烯烃 溶 并加入)( %1微波功率及时间对收率的影响 表 。，剂置于微波器以一定功率和时间反应反应结束Effects of microwave power and time Table 135% 0, 2 mL。。 ，24 h 后加入甲醛溶液反应液室温反应on the ) yield( % ( : / ) ， 浓缩后通过柱层析洗脱剂石油醚乙酸乙酯得 195 325 455 585 650 WWWWW 。 到最终产物 微波反应方法一
1, 2, 2 2 min 42, 7 微波反应方法二
4 mn 70, 4 i( 52, 2 mg，0, 15 mmol) 反应试管中加入磷叶立德和
( 14, 9 mg，0, 1 mmol) ，1 mL 5 min 75, 6 苯基硝基烯烃并加入 溶 50, 1 59, 6 68, 3 71, 5
。，反应结束 7 mn i剂置于微波器中以一定功率和时间反应65, 2
微波反应方法二% 0, 2 mL。，35后加入 甲醛溶液 反应液在微波条件
( 4 mn i，，，洗脱 下继续反应反应结束后浓缩通过柱层析69, 1 : / ) 。石油醚 乙酸乙酯得到最终产物 6 min 剂77, 6 , 6 61, 8 69, 4 75, 2 44
7 min 76, 9
9 min 76, 8 2 结果与分析
2, 1 微波的影响 ，， 1 由表 可知使用微波方法一时在时间一定的 ，使用微波反应方法进行研究时发现溶剂的影响，，，前提下功率越大收率越高直至达到微波反应器最
( 650 W) ; ，。，、 微波功率一定时随着微波时间 较大使用极性较小溶剂时如甲苯氯苯及四氢呋大的功率
，，30 ，: ( 1 ) %喃收率较低约 是因为溶剂对底物磷叶 in，，，5 m的增加收率也不断增大时间超过 收率有所
; ( 2 ) ，溶剂的极性小微波效果较 ，，，立德的溶解性较差下降可能是因为副反应增加的原因因此第一步微
in。5 m。，，， 使用微波方法二对第二步微波辅 极性太大时如乙醇和水反应结果也不理想可 差波时间选择
，，，，，助反应效果进行研究结果表明微波功率的影响较 能是微波效应强反应温度过高导致大量副反应与
，，，。 大随着功率的增加收率也增大但微波时间的影响 观察到的底物硝基烯烃消耗殆尽而聚合物较多吻合
in，，， ，6 m相对小些微波时间超过 收率无大变化因此，乙腈极性介于上述两种溶剂中间既能很好地溶解底
W，，650 选择使用微波方法二第一步微波功率 微波时 ，，，物在微波条件下又反应不致过快因此选择乙腈作 , 1 in，650 W，6 min，5 m 第二步微波功率微波时间 收率 间。( 0, 1 molL ) ， ?底物浓度一定的情况下为反应溶剂,3,, 6% 。，，77最高为 相对于常规反应微波反应在两步 ，，硝基烯烃过量时收率明显增加硝基烯烃为磷叶立
( 24 h) ，常规反应每步需 且副反 反应中大大节省了时间, 25 ，，1 倍时收率达到最大再增加硝基烯烃的 德的
( ， 反 应 收 率 得 到 提 高 常规反应收率为 应减少主。，，两个反应物比例相反时收率变 量收率无大变化
54 ) ，%。取得了预期目的
化不大。
65 ,等: 新型微波辅助磷叶立德 Michael 加成反应研究 张 2012 2 年第期
, 2 2:参考文献 结构鉴定
1 13 ,1,，，，, J,,, ,战宏梅胡昱廖建等γ 氨基酸手性不对称合成H NMR C NMR ， IR、对反应物进行了 和的鉴定 , 1 合成化学，2007，( 5) : 588 , 590, cm ，: ，IR ( neat ) : 3 024 结果如下产物 为 无 色 液 体Zhan Hongme，Hu Yu，Lao Jan，et a, Chra -amno acd: iiililiiγ, 1 , 1 , 1 , 1 1 715 cm ，1 556 cm ，1 376 cm ，1 217 cm ，asymmetrc synthess of 5hyroxy3amnocycohexanecaroxii-d--ilb- , 1 , 1 , 1 1 1 155 cm ，759 cm ，707 cm ; H ( 400 z NMRMH，ylic acid,J,, Chinese Journal of Synthetic Chemistry，2007， CDCl) : = 7, 35 , 7, 21 ( m，5H) ，6, 40 ( s，1H) ，5, 68δ 3 ( 5) : 588 , 590,
( s，1H) ，4, 90 : 4, 94 ( m，1H) ，4, 72 :4 , 78 ( m，2H) ， ,2,Connor D T，Von Strandtmann M, Reacton of ( carbethoxym-i4, 12 :4 , 17 ( m，2H ) ，1, 21 ( t，J = 7, 0 Hz，3H ) ;ethylene) triphenylphosphorane with omega-nitrostyrenes and 13 isatoic anhydrides,J,, J Org Chem，1973，38: 1047, C NMR( 100 MHz，CDCl ) : = 165, 5，139, 0，137, 0， δ 3
128, 9，127, 9，127, 8，126, 3，76, 7，61, 2，45, 1，14, 0。 ,3,Suresh Allua，Sermadurai Selvakumara，Vinod K Singh, Asym-
metric organocatalytic Michael-type reaction of phosphorus 。 ，结果显示所得产品为目标产物ydes to ntrooefns: synthess of -ntro--ary--methyene liiliiillαβα
carboxylic esters,J,, Tetrahedron Letters，2010，51: 446 , 448, 3 结论
,4,，，，, 刘玉婷周英尹大伟等微波技术在化学化工上的应用
将微波技术应用于酯基磷叶立德与苯的硝基烯 ,J,, 2010，51( 8) : 505 , 508,，化学世界
Michael ，烃发生的 加成反应继而与醛发生反应得到 Liu Yuting，Zhou Ying，Yin Dawei，et al, Applications of the
, , ，，α 烯基的 γ 氨基酸前驱体相比常规反应缩短了 mcrowave technoogy on chemstry and chemca nustry iliilid
。，， 反应时间减少了副产物生成提高了收率 ,J,, Chemical World，2010，51( 8) : 505 , 508,櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌 信息与动态
国?柴油用上国产催化剂
。，由中国石油石油化工研究院和中国石油大学 量达到国?柴油标准要求通过优化操作条件精( ) PHF , 101 北京联合开发的 超低硫柴油加氢精制 。制柴油硫含量达到国?质量标准中国石油石油化 , 1 ，ta 2 M?工研究院科研人员历经七年刻苦攻关采用功能化 催化剂应用于中国石油乌鲁木齐石化公司
，45 。， ，柴油加氢精制装置上平稳运行 天结果显示高效规整结构载体制备技术成功开发出能够生产
, 101 PHF 。 国?标准的 清洁柴油加氢精制催化剂，?清洁柴油质量标准标志 产品各项指标均满足国
柴油消 耗 所 排放的污染物占大气总污染物 ，着清洁柴油生产技术取得了重大突破具有完全自
40 %，，以上随着柴油消费量的逐年增长对环境造成 主知识产权的柴油加氢精制 技术达到国际先进
。。为了控制环境污染和提高柴油 水平 的污染将不断加剧
、，?欧? 标准的国 质量我国先后制定了等同于欧PHF ,101 超低硫柴油加氢精制催化剂是中国
、，、?国?柴油标准对柴油中硫含量多环芳烃含量 ?清洁柴油生产的催 石油自主研发的第一个用于国
。。2011 11 8 ，清洁燃料生产引起社 年 月 日中国石油乌鲁木齐石化 和十六烷值等提出严格要求化剂
11 、，27 ，干燥和硫化月 日切换 公司开始催化剂装填会的广泛关注柴油质量升级成为目前炼化企业的
。，，10 h 混合原料后生产出合格产品精制柴油硫含 首要任务
www, chemsino, com 2012 , 01 , 13
范文四：【word】 新型微波辅助磷叶立德Michael加成反应研究
新型微波辅助磷叶立德Michael加成反应研
究
2012年2月
第20卷第2期
工业催化
INDUSTRIALCATALYSIS
Feb.2012
Vo1.20No.2
精细化ls催化
新型微波辅助磷叶立德Michael加成反应研究
张龚,杨一思,徐晴霞
(1.黄冈师范学院化工学院,湖北黄冈438000;
2.黄冈师范学院化学与生命科学学院,湖北黄冈438000)
摘要:微波条件下,磷叶立德与硝基烯烃发生Michael加成反应,然后中间体与甲醛发生Wittig反
应,得到一氨基酸前驱体.经过条件筛选,反应收率可达78.1%.微波条件下的反应时间明显少
于常规反应时间,且收率更高.
关键词:催化化学;磷叶立德;硝基烯烃;Michael加成;微波
doi:10.3969/j.issn.1008—1143.2012.02.015
中图分类号:0643.36;TQ426.94文献标识码:A文章编
号:1008—1143(2012)02-0063-03
Studyonmicrowave?assistedMichaelreactionofphosphorusylides
ZHANGYanh,YANGYisi,XUQingxia
(1.SchoolofChemicalEngineering,HuanggangNormalUniversity,Huanggang438000,Hubei,China;
2.SchoolofChemistryandLifeScience,HuanggangNormalUniversity,Huanggang438000,Hubei,China)
Abstract:Themicrowave.assistedMichaeladditionreactionofstabilizedphosphorusylidesandnitroole.
finsandthentheWittigreactionoftheintermediateandformaldehydewerestudied.Theproductyieldof
78.1%wasattainedundertheoptimizedcondition.Comparedwithordinaryreaction.thereactiontime
undertheconditionofmicrowaveassistancewasobviouslyshortenedandtheproductyieldwashigher.
Keywords:catalyticchemistry;phosphorusylides;nitroolefins;Michaeladdition;microwave
doi:10.3969/i.issn.1o08.1143.2012.02.015
CLCnumber:0643.36;TQ426.94Documentcode:AArticleID:1008.1143(2012)02-0063-03
一
烯基的一氨基酸是高密度官能团化物质,
广泛应用于医药及天然产物的合成上?J.通过常
规方法,丙烯酸酯与硝基烯烃不能通过Morita—
Baylis—Hillman反应得到相关产物.通过酯基的磷
叶立德与硝基烯烃发生Michael加成反应,继而与
醛反应可以顺利得到0【一烯基的一氨基酸前驱
体.虽此反应研究较早,ConnorDT等在1973年
报道了此反应,但没有进行第二步Wittig反应研究,
且收率较低,只有38%.2010年,SureshAllua等J
对此反应进行研究,虽然成功地完成了第二步反应,
但收率偏低(最高只有54%).究其原因,Michael反
应产物一Wittig中间体有一定的亲核性,可以与硝
基烯烃进一步发生反应,得到分子量较大的聚合物.
近年来,微波作为特殊的加热介质,在有机合成
的应用中由于极大提高反应速率而受到关注J.
微波以其高效,均匀,节能和环保等优点逐渐成为一
种新型能源,得到越来越广泛的应用.
本文尝试将微波技术应用于酯基磷叶立德与苯
的硝基烯烃的Wittig反应中,继而与醛发生反应得
到d一烯基的一氨基酸前驱体,以期缩短反应时
收稿日期:2011—10—07
基金项目:湖北省教育厅青年基金(Q2OO527oo)资助项目;黄冈师范
学院2010大学生创新实验(sy201013)资助项目
作者简介:张龚,1978年生,男,河南省安阳市人,博士,讲师,主要研究方向为有机催化合成.
通讯联系人:张龚.E—mail:huaxuezy@126.con
工业催化2012年第2期
间,减少副产物的生成,提高收率.
1实验部分
1.1仪器与试剂
常用玻璃仪器;微波化学反应器,WBFY一20型,
巩义市予华仪器有限公司;85—2型恒温磁力搅拌器,
微波
El0.cPPhshNO
2
百
AB
1.2.1微波反应方法一
反应试管中加入磷叶立德A(52.2mg,0.15mmo1)
和苯基硝基烯烃B(14.9mg,0.1mmo1),并加入1mL溶
剂,置于微波器以一定功率和时间反应.反应结束
后,加入35%甲醛溶液0.2mL.反应液室温反应24h.
浓缩后,通过柱层析(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯)得
到最终产物.
1.2.2微波反应方法二
反应试管中加人磷叶立德(52.2rag,0.15mmo1)和
苯基硝基烯烃(14.9mg,0.1mmo1),并加入1mL溶
剂,置于微波器中以一定功率和时间反应.反应结束
后,加入35%甲醛溶液0.2mL.反应液在微波条件
下继续反应,反应结束后,浓缩,通过柱层析(洗脱
剂:石油醚/乙酸乙酯)得到最终产物.
2结果与分析
2.1微波的影响
使用微波反应方法进行研究时发现,溶剂的影响
较大.使用极性较小溶剂时,如甲苯,氯苯及四氢呋
喃,收率较低,约30%,是因为:(1)溶剂对底物磷叶
立德的溶解性较差;(2)溶剂的极性小,微波效果较
差.极性太大时,如乙醇和水,反应结果也不理想,可
能是微波效应强,反应温度过高,导致大量副反应,与
观察到的底物硝基烯烃消耗殆尽而聚合物较多吻合.
乙腈极性介于上述两种溶剂中间,既能很好地溶解底
物,在微波条件下又反应不致过快,因此,选择乙腈作
为反应溶剂.底物浓度一定的情况下(0.1mol?L),
硝基烯烃过量时,收率明显增加,硝基烯烃为磷叶立
德的1.25倍时,收率达到最大,再增加硝基烯烃的
量,收率无大变化.两个反应物比例相反时,收率变
化不大.
上海司乐仪有限公司;旋转蒸发仪RE一52AA,上海
亚荣生化仪器厂;BX11傅立叶转换红外光谱仪;
Brucker400MHz核磁仪.
反应中所使用的化学试剂均为分析纯.
1.2Michael反应及Wittig反应
微波合成路线:
HCHO第二步
---?-----?--?-?-?-------—
(或微波)
EIOOC
,
Ph—\__
NO2
使用微波方法一和方法二对微波的功率及时间
进行研究,结果见表1.
表1微波功率及时间对收率的影响(%)
Table1Effectsofmicrowavepowerandtime
ontheyield(%)
由表1可知,使用微波方法一时,在时间一定的
前提下,功率越大,收率越高,直至达到微波反应器最
大的功率(650W);微波功率一定时,随着微波时间
的增加,收率也不断增大,时间超过5min,收率有所
下降,可能是因为副反应增加的原因,因此,第一步微
波时间选择5min.使用微波方法二对第二步微波辅
助反应效果进行研究,结果表明,微波功率的影响较
大,随着功率的增加,收率也增大,但微波时间的影响
相对小些,微波时间超过6min,收率无大变化,因此,
选择使用微波方法二,第一步微波功率650W,微波时
间5min,第二步微波功率650W,微波时间6min,收率
最高,为77.6%.相对于常规反应J,微波反应在两步
反应中大大节省了时间(常规反应每步需24h),且副反
应减少,主反应收率得到提高(常规反应收率为
54%),取得了预期目的.
m
?
?
2012年第2期张龚等:新型微波辅助磷叶立德Michael加成反应研究
65
2.2结构鉴定
对反应物进行了IR,HNMR和CNMR的鉴定,
结果如下:产物为无色液体,IR(neat):3024cm,,
1715cm一,1556cm一,l376am一,1217am一,
1155am,,759cm,,707am一;HNMR(400MHz,
CDCI3):8=7.35—7.2l(m,5H),6.40(s,1H),5.68
(s,1H),4.90—4.94(m,1H),4.72—4.78(m,2H),
4.12,4.17(m,2H),1.21(t,J=7.0Hz,3H);
CNMR(100MHz,CDC13):6=165.5,139.0,137.0,
128.9,127.9,127.8,126.3,76.7,61.2,45.1,14.0.
结果显示,所得产品为目标产物.
3结论
将微波技术应用于酯基磷叶立德与苯的硝基烯
烃发生的Michael加成反应,继而与醛发生反应得到
ot一烯基的一氨基酸前驱体,相比常规反应,缩短了
反应时间,减少了副产物生成,提高了收率.
s
信怠与动l态
参考文献:
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microwavetechnologyonchemistryandchemicalindustry
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es寻e寻ees寻刁s寻s寻
国V柴油用上国产催化剂
由中国石油石油化工研究院和中国石油大学
(北京)联合开发的PHF一101超低硫柴油加氢精制
催化剂应用于中国石油乌鲁木齐石化公司2Mt?a
柴油加氢精制装置上,平稳运行45天.结果显示,
产品各项指标均满足国V清洁柴油质量标准,标志
着清洁柴油生产技术取得了重大突破,具有完全自
主知识产权的柴油加氢精制技术达到国际先进
水平.
PHF一101超低硫柴油加氢精制催化剂是中国
石油自主研发的第一个用于国V清洁柴油生产的催
化剂.2011年11月8日,中国石油乌鲁木齐石化
公司开始催化剂装填,干燥和硫化,11月27日切换
混合原料,10h后生产出合格产品,精制柴油硫含
量达到国?柴油标准要求.通过优化操作条件,精
制柴油硫含量达到国V质量标准.中国石油石油化
工研究院科研人员历经七年刻苦攻关,采用功能化
高效规整结构载体制备技术,成功开发出能够生产
国V标准的PHF一101清洁柴油加氢精制催化剂.
柴油消耗所排放的污染物占大气总污染物
40%以上,随着柴油消费量的逐年增长,对环境造成
的污染将不断加剧.为了控制环境污染和提高柴油
质量,我国先后制定了等同于欧?,欧?标准的国
?,国?柴油标准,对柴油中硫含量,多环芳烃含量
和十六烷值等提出严格要求.清洁燃料生产引起社
会的广泛关注,柴油质量升级成为目前炼化企业的
首要任务.
W’WW.chemsino.com2012一O1一】3
范文五：烯丙基磷叶立德与羰基化合物的Vinylogous类型有机反应研究进展
有机化学
Chinese Journal of Organic Chemistry
REVIEW
* E-mail: zhengjiehe@nankai.edu.cn
Received July 16, 2014; revised August 11, 2014; published online August 26, 2014.
Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Nos. 21272119, 21121002), the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (No. 20110031110012), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (No. 08143076) and the China Postdoctoral Science Foundation (No. 2014M550484).
国家自然科学基金 (Nos. 21272119, 21121002)、高等学校博士点基金 (No. 20110031110012)、中央高校基本科研基金 (No. 08143076)和中国博士后科学 基金 (No. 2014M550484)资助项目 .
2438 http://sioc-journal.cn/ ? 2014 Chinese Chemical Society & SIOC, CAS
Chin. J. Org. Chem. 2014, 34, 2438~2447
DOI: 10.6023/cjoc201407027综述与进展
烯丙基磷叶立德与羰基化合物的 Vinylogous 类型有机反应研究进展
徐四龙 a 贺峥杰 *, b
(a 西安交通大学理学院化学系 西安 710049)
(b 南开大学元素有机化学国家重点实验室 天津化学化工协同创新中心 天津 300071)
摘要 烯丙基磷叶立德 (allylic phosphorus ylides)是一类具有丰富反应性的有机中间体 . 由于碳负离子离域 , 烯丙基磷 叶立德可通过 γ位碳负离子参与亲核进攻 , 从而实现 vinylogous(插烯 ) 类型有机合成反应 . 综述了烯丙基磷叶立德与羰 基化合物的 vinylogous 类型反应 , 具体包括 vinylogous Wittig烯化反应以及多种环化反应 . 这些反应拓展了烯丙基磷叶 立德在有机合成中的应用 , 并提供构筑多种重要有机功能分子的新方法 . 关键词 磷叶立德 ; 插烯规则 ; Wittig反应 ; 环化反应
Progress on Vinylogous Organic Reactions of Allylic Phos-phorus Ylides with Carbonyl Compounds
Xu, Silonga He, Zhengjie*, b
(a Department of Chemistry, School of Science, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049)
(b State Key Laboratory of Elemento-Organic Chemistry, Nankai University, Collaborative Innovation Center of
Chemical Science and Engineering, Tianjin 300071) Abstract Allylic phosphorus ylides are a class of important and versatile intermediates in synthetic organic chemistry. Dueto the delocalization of the carbanion center, an array of vinylogous organic reactions of allylic phosphorus ylides throughγ-attack of the carbanion have been achieved in recent years. This mini-review aims to summarize the vinylogous reactivity of allylic phosphorus ylides toward carbonyl compounds, mainly including vinylogous Wittig reactions and various annulationreactions. These reactions broaden the application of allylic phosphorus ylides in organic chemistry, and also provide new synthetic methods for many important organic molecules.
Keywords phosphorus ylide; vinylogy; Wittig reaction; annulation reaction
Vinylogy 规则 [1]又名插烯规则 , 是指官能团所表现 的亲核性或亲电性能够通过一个或多个乙烯单元进行 传递而导致反应位点发生改变的现象 . 从现代化学角度 来看 , vinylogy规则可用共轭效应的极性交替分布原理 来解释 [2]. vinylogy规则在许多重要的碳碳键形成反应 中得到运用 , 如 Aldol 反应 [3]、 Mannich 反应 [4]、 Morita- Baylis-Hillman 反应 [5]等 . 这一规则的运用显著拓展了这 些重要反应的底物适应范围 , 丰富了相关反应在有机合 成中的应用 .
磷叶立德 (P-ylide)[6]是一类具有内鎓盐结构的碳负
离子亲核试剂 , 在有机合成中具有重要的用途 . 例如 , 磷叶立德参与的 Wittig 反应 [7]已成为有机合成中构建碳 碳双键最有效的方法之一 . 烯丙基磷叶立德 (Allylic P-ylide) [8]是一类特殊结构的磷叶立德 , 其中磷叶立德的 碳负离子直接与烯基相连 , 可发生碳负离子的离域 , 从 而表现出比简单磷叶立德更丰富的反应性 (Scheme 1). 根据 vinylogy 规则 , 烯丙基磷叶立德的 α位碳的性质能 够传递至 γ位碳 , 通过 γ碳参与亲核进攻 , 可实现 vinylogous 类型有机反应 (Scheme 1). Schneider等 [9]通过 氢溴酸淬灭实验表明 , 烯丙基磷叶立德在低温 (-78
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http://sioc-journal.cn/ 2439
℃ ) 主要表现为 α位碳负离子结构 , 而室温下则主要以 γ位碳负离子形式存在 . 近几十年来 , 随着磷叶立德化学 的发展 , 有关烯丙基磷叶立德通过 vinylogous 途径实现 的有机合成反应大量涌现 , 相关研究取得重要进展 . 然 而 , 目前还没有相关综述文章对烯丙基磷叶立德的 vinylogous 反应性进行总结 . 本文将主要介绍烯丙基磷 叶立德与羰基化合物的 vinylogous 类型有机合成反应 , 主要包括 vinylogous Wittig反应和通过 vinylogous 途径 实现的多种环化反应 .
2
Allylic P-ylide
Traditional pathway
Scheme 1
1 烯丙基磷叶立德与醛的 vinylogous Wittig反应
烯丙基磷叶立德属于半稳定磷叶立德 , 其与羰基化 合物的 Wittig 反应通常立体选择性较差 , 并常伴有副反 应的发生 [10]. 从理论上看 , 烯丙基磷叶立德与羰基化合 物可能发生 vinylogous Wittig反应 , 产生区域异构的烯 化产物 . 1974年 Corey等 [11]首次观察到烯丙基磷叶立德 通过 γ位碳与醛发生 vinylogous Wittig烯化反应 (Eq. 1). 在二异丙基乙基胺 (DIEA)作为碱的条件下 , 烯丙基鏻盐 1a 与正己醛反应 , 主要生成 vinylogous Wittig反应产物 2, 而 Wittig 反应产物 3只有少量产生 . 有趣的是 , 在相 似的条件下以 CdI 2为添加剂 , 则主要发生 Wittig 反应得 到产物 3.
Ph 3P CO 2Me
1a CO 2Me
Me
n -C 5H 11
2Me
Me
C 5H 11-n Br -DIEA DMF, 25o C
3, 7%yield
2, 67%yield E /Z 3:1
(1)
+
+
Corey 提出了上述 vinylogous Wittig反应的两种可 能机制 (Scheme 2). 一种途径中 (path a), 烯丙基鏻盐 1a 与碱作用后形成烯丙基磷叶立德 4a , 4a 通过 γ位碳负离 子对醛亲核进攻 , 然后经过氢迁移形成六元磷氧杂环中 间体 5, 最后经过逆 Diels-Alder 反应 (r-DA)消除膦氧化 物得到 vinylogous Wittig产物 2. 另一种可能的途径中 (path b), 烯丙基鏻盐 1a 首先经过 1,3-鏻阳离子重排产
生异构的烯丙基鏻盐 6, 然后在碱作用下与醛发生 Wittig 反应得到 vinylogous Wittig产物
2.
3
CO 2
Me
1a
αBr -CO 2Me Br -33
CO 2Me RCHO CO 2Me
Me
-
O R
32
2Me
Ph r-DA
a 6
54a
+
+
+
+
Scheme 2
Horner-Wadsworth-Emmons (HWE)反应 [12]和 Wittig 反应具有类似的反应机制 , 是 Wittig 反应的一种重要补 充 . 2006年 Ghosh 等 [13]报道了烯丙基膦酸酯与醛的首例 vinylogous HWE反应 (Eq. 2). 在叔丁醇钾作用下 , 烯丙 基膦酸酯 7与芳香醛反应 , 以 85%~93%的收率立体选 择性地得到 vinylogous HWE反应产物 8以及微量的 HWE 反应产物 9 (<4%). 作者提出与上述逆="" diels-="" alder="" 反应途径类似的反应机制="" (scheme="">
(EtO)2
Me X
γ
(1)t -BuOK
(2)ArCHO 85%~93%yields
CN Ar
+
Ar 7
8
<>
9X =H, Br, OMe
(2)
(EtO)2CN Ar'
Me (EtO)
22
NC Ar'
-EtO -NC Ar'
EtO -O -EtO O r-DA 7
8
CN Ar
O
Scheme 3
通过叔膦与亲电性底物原位形成的烯丙基磷叶立
德具有丰富的反应性 , 相关研究在近年来引起了化学家 浓厚的研究兴趣 [14]. 贺峥杰小组 [15]和 Kwon 小组 [16]先后
有机化学 综述与进展
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报道了叔膦与 α-甲基联烯酸酯原位生成的烯丙基磷叶 立德与醛的 vinylogous Wittig反应 . 如 Scheme 4所示 , PBu 3与 α-甲基联烯酸酯 10经过亲核进攻和质子转移原 位转化为烯丙基磷叶立德 11, 中间体 11通过 γ位碳与 醛发生 vinylogous Wittig烯化反应产生 1,3-二烯化合物 12. 该反应具有宽的底物适用范围 , 良好的收率和中等 立体选择性 , 为三取代 1,3-二烯化合物的合成提供了一 种新方法 .
E /Z 3:1~
6:1
2Et
3R
Me
2Et
10
2Et
3
γ
11
41%~99%yields 12
Wittig
αγ
+
Scheme 4
尽管 Kwon 等认为 , 上述反应可能经历了逆 Diels- Alder 反应途径 . 贺峥杰等 [15b]通过详细的实验手段证实 反应中存在 1,3-鏻阳离子重排过程 , 并提出了可靠的反 应机理 . 如 Scheme 5所示 , 联烯酸酯 10
与 PBu 3作用后 经微量水参与下的氢迁移过程 [17]原位生成烯丙基磷叶 立德 11. 中间体 11被水质子化生成烯丙基鏻盐 13, 然
后经 PBu 3参与下的 1,3-鏻阳离子重排产生烯丙基鏻盐 14. 最后 , 鏻盐 14脱去质子生成磷叶立德 15, 并与醛发 生 Wittig 反应形成最终 vinylogous Wittig产物 12. 作者 通过氘原子标记和核磁 (1H
和 31P) 跟踪佐证了反应机理 , 通过醋酸淬灭手段还成功捕获了重排的鏻盐中间体 14.
E =CO 2Et
3
10
11
3
3E OH -15
3
12
13
14
R ++
Scheme 5
值得指出的是 , 上述 1,3-鏻重排机制合理解释了烯 丙基磷叶立德 11与醛的 vinylogous Wittig反应 , 但能否 代表 vinylogous Wittig反应通用的反应机制 , 有待进一
步的确证 .
综上所述 , 烯丙基磷叶立德通过 γ位碳原子参与的 vinylogous Wittig反应作为普通 Wittig 反应的有益补充 , 具有构建 1,3-丁二烯化合物的潜在应用价值 . 然而 , 在 已有的文献工作中 , 相关研究还处于非常初级的阶段 , 亟待进一步的研究与发展 .
2 烯丙基磷叶立德通过 vinylogous 途径与羰 基化合物的环化反应
烯丙基磷叶立德除了与羰基化合物发生 Wittig 反应 和 vinylogous Wittig反应外 , 还可通过 vinylogous 途径 实现类型多样的环化反应 . 根据反应机制不同 , 环化反 应主要分为两类 : (1)叔膦催化下烯丙基磷叶立德与羰基 化合物的环化反应 ; (2)化学计量烯丙基磷叶立德和碳基 化合物的环化反应 .
2.1 叔膦催化下烯丙基磷叶立德与羰基化合物的环化 反应
2.1.1 叔膦催化 γ取代联烯酸酯和羰基化合物的环化 反应
近十几年来 , 随着有机小分子催化的迅速发展 , 叔 膦催化的环化反应大量涌现 , 引起了化学家的广泛关
注 [18]. 联烯酸酯 [18b,18g]是叔膦催化环化反应中的一类重 要底物 . 研究表明 , γ取代联烯酸酯 16在叔膦亲核进攻 下 , 经过形式上的 [1,4]-质子转移过程 , 可原位产生相对 稳定的烯丙基磷叶立德中间体 17 (Scheme 6). 文献报道 磷叶立德 17除了与羰基化合物发生 Wittig 反应外 [19], 还能通过 vinylogous 途径和羰基化合物发生叔膦催化的 环化反应 .
3
CH 2O 2Et R
PR' 3
CO
2Et R
32Et
R 3CO 2Et
R
2Et [1,4]-Hshift
3
17-γ
17-α
+
+
+
+
Scheme 6
贺峥杰等 [20]报道了叔膦催化 γ-甲基联烯酸酯 16a 与 芳香醛的 [3+2]环化反应 , 以 53%~96%收率和中等的 立体选择性 (E /Z 1∶ 1~20∶ 1) 生成四氢呋喃化合物 18 (Scheme 7). 有趣的是 , 以对羟基苯甲酸乙酯为添加剂 , 在相似条件下 , γ-甲基联烯酸酯 16a 与芳香醛化学选择 性地发生 [2+2+2]环化反应 [21], 以 44%~78%收率立体
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http://sioc-journal.cn/ 2441
选择性地产生 1,3-二氧六环产物 19 (Scheme 7).
2Et
Et
ArCHO
+2Et
19
47%~78%yields
dr >20:1
Scheme 7
在可能的机理中 (Scheme 8), 联烯酸酯 16a 与叔膦 原位生成的烯丙基磷叶立德 17a 通过
γ碳负离子对醛亲 核进攻生成中间体 20. 对于 [3+2]环化反应 , 中间体 20经分子内双键迁移得到 21, 然后发生分子内 Michael
加 成关环 , 并消去叔膦催化剂 , 完成催化循环得到四氢呋 喃产物 18. 对于 [2+2+2]环化反应 , 在质子添加剂存在 下 , 中间体 20缩合另一分子醛得到中间体 22, 然后发
生 6-exo-trig 关环 , 最后经质子转移和叔膦催化剂消除 生成 [2+2+2]环化产物 19.
3
CO 2Et 17a
3
O -Ar
2Et
2
Et
Ar
2Et
PR 3
Ar
3
2Et 22
O
O Ar
3
CO Et
ArCHO
19
21820
+
+
+
Scheme 8
赵刚等 [22]最近采用三氟甲基酮作为羰基化合物 , 实现了其与 γ-甲基联烯酸酯 16b 在叔膦催化下的 [3
+2]环化反应 , 以良好的收率和立体选择性合成了三氟甲基 取代的四氢呋喃化合物 23 (Eq. 3).
水杨醛是一类重要的双官能团合成子 , 广泛用于苯 并吡喃等氧杂环化合物的合成 . 贺峥杰等 [23]报道 , 叔膦 催化下 γ-甲基联烯酸酯 16a 与水杨醛发生了形式上 [2+4]环化反应 , 以良好的收率合成了二氢苯并吡喃化合物 24 (Eq. 4).
2Et
P(4-MeOC6H 4) 3
22Ar 2Et
+
64%~93%yields E /Z 8:1~19:1
Ar
3O CO 2Et
F 3C 23
(3)
2Et
P(4-ClC6H 4) 3
CH 2Cl 2, r.t.
24
72%~97%yields tr ans/cis 1:1~1:4
OH
R
O
CO 2Et
2+(4)
可能的机理与上述 γ-甲基联烯与醛的反应机制类 似 , 如 Scheme 9所示 , 原位生成的烯丙基磷叶立德 17a 通过 γ碳负离子与水杨醛亲核加成 , 得到中间体 25, 经 质子转移和分子内 Michael 加成关环产生中间体 26, 最 后经过 [1,2]-
质子转移及膦催化剂消除 , 实现二氢苯并 吡喃产物 24的生成
.
O 3
2Et
26
PR 3
-2Et
2Et 25
24PR 3
3
CO 2Et 17a
23
2+
+
+
+
Scheme 9
值得一提的是 , 与 γ-甲基联烯酸酯不同 , γ-苄基或 γ-甲氧羰甲基联烯酸酯与醛或水杨醛反应时 , 未能发生叔
膦催化的环化反应 , 而是经原位形成的烯丙基磷叶立德 17与醛的 Wittig 反应 , 生成多取代共轭二烯烃 (Scheme 10) [19,23]. 这种反应性的差异可能源于苯基或酯基的共 轭及立体位阻效应 , 促使烯丙基磷叶立德 17主要通过 α位碳对醛进行亲核进攻 , 从而发生经典的 Wittig 反应 .
然而 , 与 α, β-不饱和羰基化合物反应时 , γ-苄基联烯 酸酯仍能够参与 vinylogous 类型的环化反应 [24]. 黄有 等 [24a]最近报道 γ苄基联烯酸酯 16c 与 α, β-不饱和酮酸酯 的 [2+3]/[3+2]串联环化反应 , 以良好的收率和优秀的 立体选择性构筑了氧杂 [3.3.0]双环化合物 27 (Eq. 5). 在 可能机理中 (Scheme 11), 叔膦与 16c 原位形成的烯丙基 磷叶立德 17c 通过 γ碳对 α, β-不饱和酮酸酯加成 , 形成
有机化学 综述与进展
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3
2Et
R 1
3
CO 2Et
1
17-α
R 1=H γ-attack
2CHO
[3+2],[2+2+2]and [2+4]annulations
CO 2Me
2Et
Wittig olefination
+
+
Scheme 10
的中间体 28经过质子转移 , 发生分子内 Aldol 反应得到 中间体 29, 然后通过氧负离子关环反应产生磷叶立德 中间体 30, 最后 , 经过 1,2-质子转移和叔膦消除 , 完成 催化循环得到双环化合物 27. 除了 α, β-不饱和酮酸酯 , 同一课题组 [24b,24c]报道叔膦催化下 α, β-不饱和亚胺和极 性二烯烃也分别与 γ苄基联烯酸酯发生 [2+3]/[3+2]串 联环化反应 , 构筑相应的双环化合物 . 然而 , 简单的 α, β-不饱和酮与 γ苄基联烯酸酯反应时 , 却发生叔膦催 化的 [4+2]环化反应得到环己烯化合物 [24d,24e], 其中 , α, β-不饱和酮的双键作为 C 2部分参与成环 , 而羰基未参 与反应
.
2R
CO 2R'
Ar 1
2R 2Ar 48%~98%yields
CHCl 3, 60C
dr >20:1
+
16c 27
(5)
PR 3CO 2R
3
CO
2R
γ
17c-α
CO 2R
2R
Ph
Ph
R
1
R R 22R
2R
PR 3
2R
R
1
Ph
R 2
PR 3
2R
R 1
Ph
R
2
2
R
R 1
R 2
28293027
-
+
+
-+
+
+
+
Scheme 11
2.1.2 叔膦催化 MBH 碳酸酯和羰基化合物的环化反 应
由 Morita-Baylis-Hillman (MBH)反应 [25]产物衍生得 到的 MBH 碳酸酯 31是一类具有丰富反应性的底物 . 在 叔膦作用下 , MBH碳酸酯释放二氧化碳和叔丁醇 , 原位 转化为烯丙基磷叶立德中间体 32 (Scheme 12)[26]. 贺峥 杰 [27]和叶松 [28]等报道中间体 32与简单的醛或酮反应时 , 主要发生 Wittig 反应得到 1,3-二烯化合物 .
EWG
t -BuOH
t -BuO
-
R
MBH carbonates
EWG
R S N 2'
PR 3EWG R
PR 332-α
31
EWG R
PR 332-γ
+
-
+
+
Scheme 12
然而 , 张俊良等 [29]报道烯丙基磷叶立德中间体 32可通过 vinylogous 途径与 α, β-不饱和酮发生叔膦催化的 [1+4]环化反应 , 以良好的收率和立体选择性合成了二 氢呋喃化合物 33 (Eq. 6). 在可能的机理中 (Scheme 13), 叔膦与 MBH 碳酸酯 31a 原位生成的烯丙基磷叶立德中 间体 32a , 通过 γ位碳负离子对 α, β-不饱和酮亲核进攻 , 产生烯醇负离子 34, 然后经过双键迁移得到中间体 35, 最后通过分子内 5-exo-trig 关环并释放叔膦催化剂得到 [1+4]环化产物 33. 贺峥杰课题组 [30]采用相同的策略 , 实现了 MBH 碳酸酯分别与 α, β-不饱和亚胺 , 硝基烯和 极性二烯的 [1+4]环化反应 , 提供了高效合成二氢吡咯 , 异噁唑啉和环戊烯化合物的新方法 .
CO 2Me
+R
R 3
2
PPh 3CH 3CN,
r.t.
2
MeO 2R 1, R 2=aryl, alkyl R 3=alkynyl
31a
47%~82%yields dr 10:1~30:1
(6)
2Me
PPh 3CO 2Me 31a
32a
1
R 3
2CO 2Me
PPh 3O -R 2R 1
R
3
34
2Me 3R R
2
1
23
33
35
+
+
Scheme 13
Chinese Journal of Organic Chemistry REVIEW
Chin. J. Org. Chem. 2014, 34, 2438~2447? 2014 Chinese Chemical Society & SIOC, CAS
http://sioc-journal.cn/ 2443
黄有等 [31]报道叔膦催化 MBH 碳酸酯与 α, β-不饱和 酮酸酯的 [1+4]环化反应 , 合成了相应的二氢呋喃化合 物 36 (Eq. 7). 有趣的是 , 叔膦的用量显著影响反应的化 学选择性 . 在化学计量叔膦参与下 , 反应主要发生 [3+3]环化 – 芳香化串联反应 , 产生了苯衍生物 [32].
CO 2Et OBoc
+
Ar
2Me
P(4-ClC6H 4) 366%~92%yields
2Me
80°C
(7)
最近 , 施敏等 [33a]采用手性叔膦催化剂 , 实现了 MBH 碳酸酯与靛红衍生的 α, β-不饱和酮 37的不对称 [1+4]环化反应 , 以 81%~98% ee 值获得螺环化合物 38 (Eq. 8). 此外 , 采用同一催化剂 , 该课题组 [33b]还实现了 MBH 碳酸酯与极性二烯烃的不对称 [1+4]环化反应 , 合成了手性环戊烯化合物
.
2
N H *PR3=
N O
NC
Ar 12Et
Ar
2
+
toluene,
r.t.
51%~99%yields ee 81%~98%dr 1:1~4:1
37
(8)
综上所述 , 由叔膦与 γ取代联烯酸酯或 MBH 碳酸 酯原位生成的烯丙基磷叶立德可通过 vinylogous 途径与 羰基化合物完成叔膦催化的多种环化反应 . 这些环化反 应的发生在一定程度上受到烯丙基磷叶立德结构以及 羰基化合物种类的限制 .
2.2 化学计量的烯丙基磷叶立德与羰基化合物的环化 反应
烯丙基磷叶立德除了与羰基化合物发生叔膦催化 的环化反应外 , 还能通过 vinylogous 途径 , 经过分子内
Wittig 反应 , 实现化学计量的环化反应 . 2.2.1 与 α, β-不饱和醛 /酮的 [3+3]环化反应 通过 vinylogous 途径 , 烯丙基磷叶立德能够与 α, β-不饱和醛 /酮发生 [3+3]环化反应 , 产生环己二烯化合物 (Scheme 14)[34]. 反应经历了如下过程 [9]: 首先 , 烯丙基 磷叶立德经 γ位碳负离子与 α, β-不饱和醛 /酮进行 Michael 加成 , 然后经质子转移 , 形成烯丙基磷叶立德 中间体 39, 最后经分子内 Wittig 反应实现形式上 [3+3]环化反应 , 得到环己二烯化合物 40. 该环化反应具有宽 的底物适用范围 , 但 γ位双取代烯丙基磷叶立德不能进 行此反应 , 这可能是由于机理中的质子转移步骤不能实 现 [35]. 值得指出的是 , 烯丙基磷叶立德与 α, β-不饱和醛 /酮的经典 Wittig 反应并未竞争发生 , 表明其 vinylogous 反应途径更容易进行 .
R 1
2
R 3R 12
PR 3
R
4
R 3
R
3R 12
R 4
R 3
40
R 1R 2
PR 3
R 4
R 3Wittig
R 12
PR 3
39
R 4
R 3+
-+
+
+
Scheme 14
Martin 等 [36]报道了 β-烷氧基烯丙基磷叶立德 4b 与 α, β-不饱和酮的 [3+3]环化反应 , 并通过产物水解 , 实现 了一种合成了环己烯酮 41的有效方法 (Scheme 15).
Ph 3P R 2Me
R 2
Me
4b
OEt
R 2
R 3
R
1
R
3
R
1
26%~61%yields
-141+
R
1
R
3
. +
Scheme 15
Dauben 等 [37]采用环内 α, β-不饱和酮为底物 , 通过与
烯丙基磷叶立德的 [3+3]环化反应 , 高效地构筑了具有 高度环张力的桥环化合物 42 (Scheme 16).
有机化学 综述与进展
2444 http://sioc-journal.cn/ ? 2014 Chinese Chemical Society & SIOC, CAS Chin. J. Org. Chem. 2014, 34, 2438~2447
R
Ph 3P O
n
PPh 3
n
R
n
42
R =H, Me, Ph n =1, 2, 3, 452%~86%yields
++
--
+
Scheme 16
唐勇等 [38]还发展了烯丙基磷叶立德与 α, β-不饱和 酮的分子内 [3+3]环化反应 , 实现了双环化合物 43的合 成 (Eq. 9).
PPh 3
43
R =aryl, alkyl n =1, 2
49%~95%yields
Br -O
R O
n
R
toluene or THF, r.t.
(9)
+
同一课题组 [39]最近报道烯丙基磷叶立德与 α, β-不 饱和酮在空气中的 [3+3]环化 – 脱氢芳香化串联反应 , 方便地构建了多取代苯 44 (Eq. 10). 此外 , 以 α, β-不饱 和酮 45或 46为底物时 , 在隔绝氧气条件下 , 还能够发 生 [3+3]环化 – 异构芳香化串联反应 , 分别得到苯衍生 物 47和 48 (Eq. 11).
CO 2R 1Ph 3P
+R 2R 4
R 3
O
R 5
360°C
36%~93%yields
2R 1
4
R 3
R 2
R 5
R 1=CO 2Me, CO 2Bu-t , Ph; R 2=H, Me, Ph, OMe
R 3=H, alkyl, aryl, EWG; R 4=aryl, alkyl; R 5=H, EWG
1
44
Br -(10)+
2Me
3R
Ph
R' R '
or DMSO, 80°C 69%~90%yields
MeO 2C R
Ph
or
MeO 2C
R'
R, R' =aryl
45464748
Br
-
(11)+
黄有等 [31,32]报道了叔膦促进下 MBH 碳酸酯 31与 α, β-不饱和酮酸酯的环化反应 , 用于合成多取代苯 49 (Eq. 12). 反应可能经叔膦与 MBH 碳酸酯原位形成的烯 丙基磷叶立德 [26]与 α, β-不饱和酮酸酯的 [3+3]环化反应 , 然后在空气中发生脱氢芳香化而完成 .
Ar
CO 2R 2
R
1
EWG
DMSO, 120°C
Ar
R 1
CO 2R
2
49%~85%yields
49
31
(12)
俞永平等 [40]最近报道了烯丙基磷叶立德与烯基叠 氮 50的 [3+3]环化反应 , 可用于合成多取代苯胺化合物 51 (Eq. 13). 在可能的机理中 (Scheme 17), 烯丙基磷叶 立德通过 γ碳负离子对烯基叠氮 50亲核进攻 , 释放氮气 得到中间体 52, 经过质子转移 , 然后发生分子内 Wittig 反应产生环己二烯中间体 53, 最后通过芳香化重排生 成苯胺化合物 51.
CO 2Me 3Br
-
Ar 1
2
222
Me
2
Ar
1
67%~86%yields
+3H 2
N
50
51
1b
(13)
+
Ph 322Me
Ph 3P
1
2
H-shift
CO 2Me
3P
1
2
O CO 2Me
2
Ar
1
HN
2R 1
2
Ar 1H 2N
5253
51
+
-+
Scheme 17
最近 , 唐勇等 [41]采用手性膦 54衍生的烯丙基磷叶 立德 , 实现了其与 α, β-不饱和酮的不对称 [3+3]环化反 应 . 尽管新形成的手性中心与手性膦空间相距较远 , 但 还是获得了良好的手性诱导 , 以较高的 ee 值得到光学 活性环己二烯化合物 (Eq. 14).
烯丙基磷叶立德与 α, β-不饱和醛 /酮的 [3+3]环化反 应为环己二烯化合物的合成提供了有效方法 , 并已成功 应用于若干天然产物和生物活性分子的合成 . Dauben 等 [35]将此反应应用于倍半萜烯金钟醇 55的合成 . 如 Scheme 18所示 , α, β-不饱和酮 56与烯丙基磷叶立德 4c 的 [3+3]环化反应产生化合物 57, 通过硫氧化实现芳香 化 , 然后与甲基锂作用 , 得到金钟醇 55.
Chinese Journal of Organic Chemistry REVIEW
Chin. J. Org. Chem. 2014, 34, 2438~2447? 2014 Chinese Chemical Society & SIOC, CAS
http://sioc-journal.cn/ 2445
R 1R 3P
Br -R 3
R
2
R 1
3
R 2
*R 1
=CO 2Me, CO 2Bu-t , Ph R 2, R 3=aryl, alkyl
+
53%~85%yields ee 25%~90%
PR 3=
*22
54
(14)
+
Cs 2CO 3
(1.5equiv.)
Ph 3MeO 2C
THF, reflux MeO 2C
(2)MeLi HO
70%yield
30%yield
56
57
55
+
Scheme 18
Yadav 等 [42]利用烯丙基磷叶立德与 α, β-不饱和酮 58的 [3+3]环化反应构筑了环己二烯化合物 59, 然后经过 简单化学转化合成了紫杉醇 (Taxol)的 A 环骨架 . Bennani等 [43]通过中间体 59, 还实现了维生素 A 酸 (Retinoic acid) 的合成 (Scheme 19).
Scheme 19
2.2.2 与 1,2-二酰基烯 /炔的 [3+2]环化反应
1,2-二酰基烯 /炔化合物作为一类特殊的不饱和羰
基化合物
, 与烯丙基磷叶立德的环化反应存在区域选择 性 . 如 Scheme 20所示
, 烯丙基磷叶立德通过 γ位碳负离 子与 1,2-二酰基烯 /炔加成后 , 经过质子转移形成烯丙基 磷叶立德中间体 60. 再通过分子内 Wittig 反应 , 可能实 现 [3+3]及 [3+2]环化反应 , 分别生成六元和五元环产 物 .
Hatanaka 等 [44]报道 , 烯丙基磷叶立德与 1,2-二酰基 烯 61化学选择性地发生 [3+2]环化反应 , 产生环戊二
R R 2
R 12
O
O
R 2
12
O
R 2
Scheme 20
烯化合物 62及其双键位置异构体 (Eq. 15). 有趣的是 , 二苯甲酰基乙炔与烯丙基磷叶立德反应时 , 尽管相应的 [3+3]环化反应可能产生更稳定的取代苯 , 但反应仍然 选择性地发生 [3+2]环化反应生成富烯化合物 63 (Eq. 16) [44b,45]. 作者通过理论计算表明 , 反应选择性地发生 [3+2]
环化反应主要是动力学控制的结果 .
2Et R R 1
R
1
CO 2Et R 1R 2
NaHCO (aq.)CH 2Cl 2, r.t.
R 1=Me, Ph, SEt R 2=H, Me, Ph
29%~90%yields
61
62
R 1
(15)
2Et O
Ph
R
1
not observed
R 1=H, 66%yield R 1=Me, 88%yield
2Et R CH Cl , r.t. 63
1
(16)
Ph
2.2.3 与 α-卤代酮的环化反应
烯 丙 基 磷 叶 立 德 与 卤 代 烃 反 应 时 , 主 要 通 过
vinylogous 途径实现 γ位烷基化反应 [46]. Hatanaka等 [46,47]采用 α-卤代酮为底物 , 通过 γ烷基化 – 分子内 Wittig 串联 过程 , 实现了与烯丙基磷叶立德的 [3+2]环化反应 (Scheme 21). 该反应条件温和 , 且不同类型的 α-卤代酮 和 β位取代的烯丙基磷叶立德 (R1=Me, Ph, OEt)都能顺 利参与反应 , 以良好的产率得到多取代环戊二烯 64.
最近 , 唐勇小组 [48]报道了烯丙基磷叶立德 4d 与两 分子 α-溴代酮的多米诺环化反应 , 高效地构筑了氧杂 [3.3.0]双环化合物 65 (Eq. 17). Cs2CO 3在反应中扮演了 重要作用 , 其它碱 , 如 NaH, CH3ONa, t -BuOK, Na2CO 3, 均不能促进该反应的进行 [49]. 在可能的机理中 (Scheme 22), 磷叶立德 4d 首先与 α-卤代酮发生 γ烷基化反应得 到烯丙基鏻盐 66, 然后在碱作用下 , 再与另一分子 α-卤
有机化学 综述与进展
2446 http://sioc-journal.cn/ ? 2014 Chinese Chemical Society & SIOC, CAS
Chin. J. Org. Chem. 2014, 34, 2438~2447
EtO 2C
1
PPh 3Br -EtO 2
3
-R 2
Hal
EtO 2C
R 1
2
64
R 3
R R 3
R 1=Me, Ph, OEt; R 2
=aryl, alkyl, SEt; R 3=H, Me; Hal =Cl, Br, I
23%~96%yields
NaHCO 3(aq.)
CH 2Cl 2, r.t. γ-alkylation
+
+
Scheme 21
代酮发生 γ
烷基化产生烯丙基鏻盐 67, 经过烯醇中间体 68的分子内 Michael 加成 , 产生磷叶立德 69, 最后通过 分子内 Wittig 反应生成氧杂 [3.3.0]双环化合物 65. 相比 上述 [3+2]环化反应 , 该多米诺环化反应得益于烯丙基 磷叶立德 4d 两次 γ-烷基化过程 , 这可能是由于其较小 的立体位阻所致 .
RO 23
34d
R'
Br
39%~96%yields
R R =Me, i -Pr, t -Bu R' =aryl, alkyl
Cs 2CO 3
(17)
RO 2C
3
Br
23
R'
O O
RO 2C
3Br -
Br -RO 23
R'
R'
RO 2C
3
66
6768
RO 23
4d 65
Br
69
-+
+
Scheme 22
3 结论与展望
烯丙基磷叶立德是一类具有丰富反应性的有机磷 中间体 . 由于碳负离子离域 , 烯丙基磷叶立德常以 γ位 碳负离子参与亲核进攻 , 从而实现 vinylogous 类型有机 反应 . 本文综述了烯丙基磷叶立德与羰基化合物的 vinylogous 类型反应 . (1)介绍了烯丙基磷叶立德与醛的
vinylogous Wittig反 应 及 可 能 机 制 . 尽 管 目 前 关 于 vinylogous Wittig反应的研究较少 , 已有的研究工作表 明 , vinylogous Wittig反应具有构建 1,3-二烯烃的潜在应 用价值 , 是 Wittig 反应的有益补充 . (2)介绍了烯丙基磷 叶立德通过 vinylogous 途径与羰基化合物的环化反应 , 包括叔膦催化下的环化反应和化学计量磷叶立德参与 的环化反应 . 有别于传统的 Wittig 反应 , 这类环化反应 拓展了磷叶立德与羰基化合物的反应类型 , 同时 , 也为 结构多样的环状化合物提供了新的合成方法 . 随着研究 的深入 , 相信更多有关烯丙基磷叶立德的 vinylogous 类 型新反应还会不断涌现 , 从而进一步促进烯丙基磷叶立 德在有机合成中的应用 .
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