（有机化学专业论文）三氯化铁试剂在炔醇衍生物合成中的应用.pdf

擒要 摘要 过渡金属催化的亲核试莉与烯丙基醇类化合物的取代反应是一类重要的有机反应， 它提供了一种直接而可靠的获得烯丙基化产物的方法，然而有关过渡金属催化的炔丙基 醇类化合物的亲该取代反应相对来说文献报道较少。我们知道炔键是一类重要的官能 团，炔键可以作为很多官能团的前体，炔丙基醇及其衍生物的取代反应在有机合成中占 有重要的地位。 在炔丙基位的取代反应中，n i c h o l a s 反应已经作为一种有力手段而被广泛接受，但 是这个方法却存在一些缺陷。例如需要化学当量的 c 0 2 ( c o ) , 1 ，而且从炔丙醇经炔丙基 的复杂配合物阳离子 c 0 2 ( c o ) 6 ( p r o p a r g y l ) + 得到炔丙基取代的产物需要凡步反应。近来 _ 些过渡金属催化的炔丙基位取代反应也见诸报道。最近文献报道的多是采用一些过渡 金属钌配合物催化的炔丙位取代反应。许多诸如醇类、胺类、酰胺类和硫醇类等亲核试 剂都适用于这个反应。然而，在这种方法中反应底物通常只限于那些带有末端炔基官能 团的炔丙醇类。最近，t o s t e 小组和c a m p a g n e d x 组分别报道了铼催化【( d p p m ) r e o c l 3 和 金催化 n a a , u c h - 2 h 2 0 的炔丙醇类的亲核取代反应。然而这些催化剂比较特殊丽且价格 昂贵，不适合大规模使用。因此，发展一种通用有效，成本低廉，方便使用的催化剂来 催化炔丙基位的取代反应就显得尤为重要。 在这里，我们报道一种通用、高效的三氯化铁催化的炔丙基醇类化合物的乙酸酯与 亲核试剂醇，硫醇发生亲核取代反应形成s p 3 c 0 ，s p 3 c s 的方法( 图1 ) 。该反应可以 高产率、完全区域选择性的得到相应的炔丙基醚，硫醚的产物。与通常用来催化炔丙醇 亲核取代反应的钴、镣、钌、金的配合物相比较，用三氯化铁作为催化裁具有毒性较低、 价格低廉、购买方便、反应条件温和等优点。因而这一方法能够作为以往传统方法的理 想替代。 o ，a oa r 4 r 父r 3 + r 铀篙警r 趴酽 12 r 4 j 气h = r 4 0 h 。i r 4 s h 图1 f e c l 3 催化的炔丙基醇的乙酸酯与含0 ，s 亲核试剂的亲核取代反应 摘要 因为以往报道的以碳中心亲核试剂局限于烯丙基烯醇硅醚和芳香化合物，币j s p s - s p 3 碳一碳键的丫- 炔酮化合物是一种合成呋喃的重要前体，在有机合成中具有重要的意义。目 前所存在的合成丫炔酮化合物的方法中，u e m u r a 等人通过钌配体催化的方法仅局限于末 端炔烃；m a t s u d a 小组的 i r ( c o d ) p ( o p h ) 3 ) 2 o t f 催化发反应条件复杂，催化剂昂贵，不适 合推广在此；而有机酸作为催化剂仅局限于1 3 二酮化合物。因此，发展一种高效，应 用广泛的合成y 炔酮化合物的方法具有重要的意义。在此，我们摸索了反应条件，发现 t f e c l 3 催化的炔丙基乙酸酯与酮的烯醇硅醚反应形成s p 3 s p 3c c 键生成1 ，炔酮化合物的 反应( 图2 ) ，该反应快速，高效，不同底物均可参与反应。 o a c r 1 太： 1 2 5 t 0 0 1 f e c l 3 c h 3 c n ，r t 5m i n o 34 图2 f c c l 3 催化下，烯醇硅醚与炔丙基醇的乙酸酯的亲核取代反应 生物碱( a l k a l o i d ) 是一类存在于生物界( 主要是植物) 中，大多具显著生物活性的含 氮碱性化合物，吲哚环系生物碱又是其中的一类。对吲哚衍生物的合成及其参与反应的 研究已延续了一个多世纪。吲哚的合成最早可追溯到1 8 6 6 年，最为人知要数1 8 8 3 年所 报道的f i s c h e r 吲哚合成方法。随着对吲哚生物碱的深入研究，人们发现了一系列的天 然及非天然的吲哚环系生物碱并对其活性进行了研究。 。 取代吲哚氨基酸是一类重要的非蛋白质氨基酸，是合成一系列重要具有生物学活性 药物如头孢菌素等的前体。目前存在的合成该系列氨基酸的方法中，各自存在一定的缺 陷。绿色化学是当代化学所追求的方向，在无溶剂无催化剂条件下一步法合成取代吲哚 氨基酸具有及其重要的意义。 摘要 渺刚+ 卜砰一c 0 2 e ，t r 2 图3 无溶剂条件下一锅法合成3 取代吲哚氨基酸 在这里，我们提供一种无溶剂无催化剂或p 2 0 5 催化下，胺，吲哚，乙醛酸三底物一 锅法合成3 取代吲哚氨基酸( 图3 ) 。这种方法具有反应时间短，高区域选择性，产率 高，操作简单，并且不需要溶剂等优点。因而这一方法能够作为以往各种合成取代吲哚 衍生物方法的理想替代。令人遗憾的就是在我们2 0 0 5 年底工作接近尾声的时候发现同 样的工作正在2 0 0 6 年初的s y n l e t t 上发表。 关缮毒孔炔丙基醇类化合物的乙酸酯，醇，硫醇，三氯化铁，亲核取代，烯醇硅醚；吲 哚，3 取代吲哚氨基酸。 a b s t r a n a b s t r a c t b e c a u s ea na c e t y l e n i cc a r b o n - c a r b o nt r i p l eb o n dp l a y sap i v o t a lr o l ei nv a r i e t yo f t r a n s f o r m a t i o n s ，i n t e r e s t si nt h es y n t h e s i so fp r o p a r g y l i cd e r i v a t i v e sh a sb e e ns t e a d i l yg r o w i n g 1 1 l en i c h o l a sr e a c t i o nh a sb e e nw i d e l ya c c e p t e da sap o w e r f u lt o o lf o rp r o p a r g y l i cs u b s t i t u t i o n r e a c t i o nb u t h a ss o m ed r a w b a c k s ：as t o i c h i o m e t r i ca m o u n to f c 0 2 ( c o ) s 】i sr e q u i r e d ，a n ds e v e r a l s t e p sa r en e c e s s a r yt oo b t a i np r o p a r g y l i cs u b s t a n c e sf r o mp r o p a r g y l i ca l c o h o l sv i ac a t i o n i c p r o p a r g y l i cc o m p l e x e s 【c 0 2 ( c o ) 6 ( p r o p a r g y l ) + o nt h eo t h e rh a n d ，s e v e r a lt r a n s i t i o nm e t a l c o m p o u n d ss u c ha sr u t h e n i u m ，r h e n i u m ，g o l da n dt i t a n i u mh a v eb e e nr e c e n t l yd e v e l o p e dt o c a t a l y z e dp r o p a r g y l i cs u b s t i t u t i o nr e a c t i o n s h o w e v e r , a l lo ft h e mh a v es o m ed i s a d v a n t a g es u c h a st h es u b s t r a t ci sg e n e r a l l yl i m i t e dt ot h ep r o p a r g y l i ca l c o h o l sb e a r i n gt e r m i n a la l k y n eg r o u p ，o r c a t a l y s t sa r es p e c i f i ca n dh i g hc o s ta n dn o te n v i r o n m e n t a l l yf r i e n d l y ，a n dd i f f i c u l tt o h a n d l e t h e r e f o r e ，d e v e l o p m e n to fag e n e r a l ，e f f i c i e n t , c h e a p ，a n dc o m m e r c i a l l ya v a i l a b l ec a t a l y s tf o r p r o p a r g y l i cs u b s t i t u t i o nr e a c t i o ni sh i g h l yd e s i r a b l e h e r e i n ，w ed e s c r i b ea l le f f i c i e n tf c c l 3 - c a t a l y z e dn u c l e o p h i l i cs u b s t i t u t i o nr e a c t i o no f p r o p a r g y l i ca c e t a t e sw i t ha l c o h o l s , t h i o l s , s 矿- 0s p 3 - c - sb o n d sw e r ef o r m e d a f t e rt h e e t h e r i f i c a t i o ne v e n t t h er e a c t i o nw a sc a r r i e do u ta tr o o mt e m p e r a t u r ei nt h ep r e s e n c eo fc a t a l y t i c a m o u n to ff e c l 3i na c e t o n i t r i l e ，h i g hy i e l d sw e r eo b t a i n e dw i t hc o m p l e t er e g i o s e l e c t i v i t i e sa n d t h er e a c t i o np r o c e e d e ds m o o t h l yw i t h o u te x c l u s i o no f m o i s t u r eo ra i r ( f i g u r e1 ) o a o r 1 火、 r 2 太 1 + r 4 a h 一5 m 0 1 f e c l 3 r ac h 3 c n 。r t r 4 a h = r 4 0 h r 4 s h r 处融 2 f i g u r e1 n u c l e o p h i l i cs u b s t i t u t i o nr e a c t i o n so fp r o p a r g y l i ca c e t a t e sw i t h 0 ，s - c e n t e r e dn u c l e o p h i l e sc a t a l y z e db yf e c l 3 4 a b s t r a c t b e c a u s et h ea l k y n em o i e t yo f f e r sah a n d l ef o rt r a n s f o r m a t i o ni n t ov a r i o u so t h e rf u n c t i o n a l g r o u p s ，t h ep r o p a r g y l i cs u b s t i t u t i o nr e a c t i o n sh a v eb e c a m ea ni m p o r t a n ta n dp o w e r f u lt o o lf o r t h ec o n s t r u c t i o no fc o m p l e xm o l e c u l e s s o m et r a n s i t i o n - m e t a lc o m p l e x e sw e r ed e v e l o p e dt o c a t a l y z et h ep r o p a r g y l i cs u b s t i t u t i o nr e a c t i o n so fp r o p a r g y l i ca l c o h o l sw i t hn u c l e o p h i l e s , w h e r e m o s to f t h en u c l e o p h i l e sw e r eh e t e r o a t o m - c e n t e r e ds u c ha sa l c o h o l s , t h i o l s ，a m i d e sa n ds oo n ；i n c o n t r a s t , t h ec a r b o n - c e n t e r e dn u c l e o p h i l e sw e r eu n f o r t u n a t e l yl i m i t e dt oa l l y ls i l a n e sf o rt h e c o n s t r u c t i o no fs p 3 一s p c - cb o n d si nt h er e a c t i o n b e c a u s ey a l k y n y lk e t o n e sw i t hs p 3s p 3c - cb o n d sp l a ya l lv e r yi m p o r t a n tr o l ei nt h eo r g a n i c s y n t h e s i s w ef o u n dt h a tw h e ne m p l o y i n ge n o x y s i l a n e s 雒t h ec a r b o n - c e n t e r e dn u c l e o p h i l e s , p r o p a r g y l i ca c e t a t e sd i s p l a c i n gp r o p a r g y l i ca l c o h o l sa st h es u b s t r a t e s , t h er e a c t i o np r o c e e d e d r a p i d l yi nt h ep r e s e n c eo f5m o l f e c l 3a n de f f i c i e n t l ya f f o r d e dc o r r e s p o n d i n gy - a l k y n y l k e t o n e si nh i g hy i e l d s h e r e i nw er e p o r t e dt h es u c c e s s f u lr e s u l t sa n ds c o p eo f t h er e a c t i o n s 又： 2 5m o i f e c l a c h a c n 。r t ，5m i n o 3 + r 3 4 f i g u 托2 f e c l 3 - c a t a l y z e ds u b s t i t u t i o no fv a r i o u sp r o p a r g y l i ca c e t a t e s1w i t he n o x y s i l a n e s i n d o l y l g l y c i n e sa r ea ni m p o r t a n tc l a s so fn o n - p r o t e i n o g e n i ca m i n oa c i d s ，w h i c ha 他v e r y u s e f u lb u i l d i n gb l o c k sf o rt h es y n t h e s i so fm a n yb i o l o g i c a l l yi m p o r t a n tc o m p o u n d ss u c ha s d r a g m a c i d i n s ，c e p h a l o s p o r i n ，a n d e m e d o l a c s e v e r a lm e t h o d sf o rt h es y n t h e s i so far a n g eo f i n d o l y l g l y c i n ed e r i v a t i v e sh a v ea p p e a r e d 1 1 1 ef f i e d e i - c r a f i sa l k y l a t i o nr e a c t i o ni so n eo ft h e m o s te f f i c i e n tm e t h o d sf o rt h ec o n s t r u c t i o no fc a r b o n - c a r b o nb o n d st oa r o m a t i c sa n d h e t e r o a r o m a t i c s i ng e n e r a l ，t h er e a c t i o nr e q u i r e sas t o i c h i o m e t r i ca m o u n to rc a t a l y t i ca m o u n to f l e w i sa c i d ，b r o n s t e da c i d ，o ro r g a n o c a t a l y s t , a sw e l la so r g a n i cs o l v e n t s r e c e n t l y ，o r g a n i c r e a c t i o n su n d e rs o l v e n t f r e ec o n d i t i o n sh a v ea t t r a c t e dc o n s i d e r a b l ea t t e n t i o nd u et ot h e a d v a n t a g e si nt e r m so fg r e e nc h e m i s t r y f u r t h e r m o r e ，r e c e n t l y ，t h ed e v e l o p m e n to fs o l v e n t - f r e e a n dm u l t i c o m p o n e n t r e a c t i o n si sa l s oo fg r e a tc o n c e r n h o w e v e r , i nm o s tc a s e s ，t h es o l v e n t f r e e 5 a b s t r a e t r e a c t i o nr e q u i r e sm i c r o w a v eo ru l t r a s o u n di r r a d i a t i o n p a l m i e r ir e p o r t e das o l v e n ts o l v e n t f r e e a s y m m e t r i ct h r e e - c o m p o n e n ta m i n o a l l d l a t i o nr e a c t i o nf o rt h es y n t h e s i so fa m i n o a l k y l n a p h t h o l s b yh e a t i n gt h er e a c t i o nm i x t u r ea t6 0o c h e r e i n ，w ew o u l dl i k et or e p o r to u ri n i t i a lr e s u l t so nt h e t h r e ec o m p o n e n tf r i e d e l - c r a f t sr e a c t i o no fi n d o l e s ，g l y o x y l a t e ，a n da m i n e su n d e rs o l v e n t - a n d c a t a l y s t - f l e ec o n d i t i o n sa ta m b i e n tt e m p e r a t u r ef o rt h ec o n v e n i e n ts y n t h e s i so f ( 3 i n d o l y l ) g l y c i n e d e r i v a t i v e s 戡 + n h 2 r 2 r = c h 3 ，h r 2 = n - p r 。h p r b n p h p - m e p h 。p - c i p h 。p - e t o p h f i g u r e3 o n ep o ts y n t h e s i so f ( 3 i i l d o l y l ) g l y c i n e su n d e r s o l v e n t f r e ec o n d i t i o n k e y w o r d s ：p r o p a r g y l i ca c e t a t e s ，a l c o h o l s ，t h i o l s ，i r o nt f i c h l o f i d e ，e n o x y s i l a n e s ，n u c l e o p h i l i c s u b s t i m t i o n ；i n d o l e s ，( 3 i n d o l y l ) g l y c i n e s 6 著作权使用声明 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦门大学有 权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸质版和电子版，有权 将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查 阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索，有权将学位论文的 标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 本学位论文属于 1 、保密() ，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密( 4 ) ( 请在以上相应括号内打“4 ) 作者签名： 纠楚奶 导师酶荔声午 ，7 二1 ， j 一凸，、叭 月 月 o d p 年 年 7 罗 唧7 期 期 日 日 原刨性声明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行科研工作所取 得的成果。除论文已经注明所引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体己经发表 或撰写过的成果，对本论文作出重要贡献的个人和集体，已经在文章中以明确的方式表明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：刮磐幽 年9 月面 第一章前言三氯化铁在有机合成中的应用 第一章前言：三氯化铁在有机合成中的应用 铁是周期表中的第2 6 号元素，原子量为5 5 8 4 7 ，是第v i i i 族的元素。铁是地球上储 量最丰富的金属元素之一，其电子排布是： a r 3 d 6 4 s 2 ，易失去4 s 上的两个电子和3 d 上 的一个电子，成为二价铁和半充满稳定结构的三价铁离子，多数铁盐及其化合物可以通 过商业途径或按文献合成获得，廉价易得，环境友好【l i 。其中，三氯化铁是最常见的铁 的化合物之一，由于其表现出来的l e w i s 酸性，很早就被应用于许多化学反应如傅克反 应等1 2 i 。由于日益关注的环保问题，需要越来越多的“绿色试剂”来代替那些容易对环 境造成污染的试剂，因此，由于铁试剂的特点，自从上个世纪以来，铁及其化合物愈来 愈引起化学家的注意。目前已有几篇文献报道铁及其化合物在有机合成中的应用叫l 。 本论文主要研究铁( i i i ) 中的三氯化铁在炔丙基系列化合物合成中的应用。 三氯化铁在有机合成中应用广泛，例如它可以参与加成反应i 习，取代反应i 1 6 - ：珞1 ， 成环反应l u 笛l ，促进环重排i ”i ，催化聚合反应1 3 0 l ，还原反应1 3 1 i 等，下面就对这些反应及 其应用做一简要回顾。 第一节：铁皿) 在有机合成中应用 1 加成反应： 1 1 类羟醛缩合反应： 在离子液体中，f e c l 3 1 m 2 0 可催化吲哚与醛的反应1 5 1 。该方法仅需要使用o 0 5 摩尔 当量的f e c l 3 6 h 2 0 ( 图l 1 ) 。 h + r 人0 面f e c i 3 而6 h 2 0 ( 耐5 m 0 1 ) 图1 - 1 f e c l 3 6 h 2 0 催化吲哚与醛的反应 o m i m p f 6 = ( n - o 啊c t y l 第一章前言三氯化铁在有机合成中的应用 1 2 m i c h a e l 加成反应： f e c l 3 被认为是催化m i c h a e l 反应最有效的催化剂。在少量催化剂和极温和的条件下， f e c l 3 有效催化了一系列的直链和环状二羰基化合物和不同底物的反应1 6 i 。例如， f e c l 3 6 h 2 0 能很好地催化二羰基类化合物与甲基乙烯基酮的反应( 图1 - 2 ) 1 6 i 。 o 5m 0 1 f e c i6 h05 m 0 1 f e c l 3 6 h 2 0 x + 姒m e 忑万 o n ；1 ，2 ，3 骆9 7 x = o e t t - b u o 。m e 图l - 2 f c c b 6 h 2 0 催化的m i c h a e l j j h 成反应 1 3 烯丙基对醛的加成反应： 2 0 0 2 年，o r i y a m a t j 、组报道了一种非常有效的醛的烯丙基化的方法：在5t 0 0 1 f e c i 3 的催化下，醛与烯丙基三甲基硅烷反应迅速高产率地得到相应的烯丙基醇i s l 。改变 不同的反应温度和反应时间，脂肪醛和芳香醛都能参与该反应( 图l 一3 ) 。 剃6 + 一s 3 鼍警k o h 2h c i1 m05 h r ( )。 v 图1 3 f e c l 3 催化的醛的烯丙基化反应 1 4 催化有机金属试剂对碳一碳不饱和键的加成： ， 在手性配体的和螯合试剂t 脏d a 的参与下，5 1 的f c c l 3 能有效地促进金属锌试剂 与烯烃化合物的加成，立体选择性地得到烷丙烷类化合物。辅助溶剂对产率和产物的e e 值有一定影响。有趣的是，反应混和物中必须有t m e d a ，否则得到的便是外消旋体( 图 1 - 4 ) l u l 。 r 2 z n 5m 0 1 f e c l 3 7 5t 0 0 1 l i g a n d a q n h 4 c i t m e d a ，2 5e q u i v t o l u e n e l c o s o l v e n t 图1 - 4 f e c l 3 催化的有机金属试剂对碳一碳不饱和键的加成 2 k 芦 第一章前言三氯化铁在有机合成中的应用 1 5 环氧化合物的开环反应 路易斯酸催化的环氧化合物的开环被广泛研究。i r a n p o o r1 1 2 1 等人发现，在催化剂量 的( 1 5 ) 无水f e c l 3 作用下，以醇作溶剂，单取代或二取代的环氧乙烷发生开环反应生 产相应的醇解产物1 1 h i ；该反应还可以用硅胶支持的f e c l y 6 h 2 0 作催化剂，使得反应效果 更好且反应后处理更简单1 1 2 b j ；当用3 0 d 0 f e c l 3 s i 0 2 做催化剂时，水、乙酸乙酯、卤 化物和硝基类化合物都是有效的开环反应亲核试剂( 图1 5 ) 。 而c a t f e 赢c 1 3 y i e l d9 5 h 入u + 5 4 ik i 。 a b 图1 5 f e c l 3 催化的环氧化合物的开环反应 1 6 乙酰化对羰基官能团的保护 铁催化的反应用于很多官能团保护化学1 1 3 1 。f c c l 3 被用于糖的异亚丙基化保护1 1 4 1 ；在 5 m 0 1 f e c l 3 的作用下，苯甲醛与乙酸酐反应生成乙酰基缩醛，从而达到保护羰基的目 的，反应在温和的条件下进行。乙酰基缩醛与乙缩醛类似，但在中性和碱性介质中更稳 定( 图1 - 6 ) i t s l 。 2 取代反应： o h 5 t 0 0 1 f e c l 3a c 2 0 0 c ，3 0 m i n 。8 5 9 3 r = e w g 。e d g 图l - 6 f c c l 3 催化的乙酰化对羰基官能团的保护 2 1 亲电取代 f e c l 3 作为路易斯酸广泛用于芳香族化合物的亲电取代反应1 1 甜，也是该类反应的最好 的催化剂之一。芳烃的傅克烷基化1 1 7 i 和酰基化0 1 8 1 反应是被研究的最多的反应，f e c l 3 对 芳烃的酰基化类反应特别有效，但完全转化通常需要很长的反应时间( 图1 7 ) 。 第一章前言三氯化铁在有机合成中的应用 o + 讣 n p h t h a i 9 7 1 0m o t f e c l 3 d c e ，5 0 c 。1 0 h 6 1 o m eo o m e 9 7 图1 7 f c c l 3 催化的傅克酰基化反应 2 2 亲核取代 近来，f e c l 3 6 1 - 1 2 0 可用于二甲基肼与叠氮化合物的取代反应，以乙腈为溶剂在回流 条件下，高产率地得到相应的腙化合物。脂肪类或者芳香类叠氮化合物都可以作反应的 底物( 图1 - 8 ) 0 9 1 。 i ：1 3 删川! 竺! 兰竺型! ! 一n m e 2 n - r ，人r 2 + n h 2 训8 2i 而丽r ，火r 2 r 1 = a l k y l b e n z y l ，a r y l 8 1 - 1 0 0 r 2 = h m e 图1 8 f e c | 3 - 6 h 2 0 催化的肼对叠氮化合物的亲核取代 2 3 芳基为底物的交叉偶联反应 芳烃的格氏试剂可与有机锌i 加i 或格氏试剂1 2 1 i 在催化剂量的铁化合物的作用下高产率 得得到酮( 图l - 9 ) 。 a 8 0 o u r c i黑f 黼n m p 祟10 0 c 1h 乒r 1 1 1 。 r ，r 甚卧醴 8 b 2 j q 一，o 图1 - 9 f e c l 3 催化交叉偶联反应 4 n 、 硒 。儿、-一- 啮。芦9 第一章 前言三氯化铁在有机合成中的应用 2 4 将醚转化为乙酸酯 乙醚与f e c l 3 在以乙酸酐为溶剂的混合液中反应会产生乙酸乙酯，k n o e v e n a g e l 粕e 1 9 1 4 年就观察到了这一结果。然而这以实事长久以来却被合成化学家们所忽略，直到 g a n e m 和s m a l l l 2 2 1 的实验证实了该反应的价值后才引起人们注意( 图1 - 1 2 ) 。f e c l 3 催化的 这一反应随后被应用于信息激素的合成i 。 3 成环反应： 矿。、r 2 争x 昔+ 凇讹 图1 1 0 f e c l 3 催化的醚转化为酯的反应 3 1 分子内m i c h a e l 反应成环： f e c i 3 6 h 2 0 可以很好地促进分子内的m i c h a e l 成环反应，生成中等大小的环，当用 于大环的生成时，该反应效果不好。该反应是立体选择性的，只生成反式的双环化合物 ( 图1 - 11 ) f f l 。 o f e c l 3 6 h 2 0 ( c a t ) c h 2 c h 们= 1 ) ：5m 0 1 o ff e c l 3 6 h 2 0 ，r t 1 2 h ，8 0 ( n = l1 ) ：10m 0 1 o ff e c l 3 6 h 2 0 s o n i c a t i o n r t , 2 h t h e n 。r t , 6 h ，8 图1 - 11 f e c l 3 6 h 2 0 催化的分子l 内m i c h a e l 成环反应 3 2n a z a r o v 环化反应： n a z a r o v l 9 环化反应是一种有效的从二烯酮出发合成环戊烯衍生物的方法，该反应通 常由化学当量的l e w i s 酸催化进行。1 9 8 3 年，d e n m a r k 和他的合作者发现以无水f e c l 3 为 催化剂，经n a z a r o v 4 + 2 环加成由烯酮化合物得到多环化合物，该方法相对于传统经 第一章前言三氯化铁在有机合成中的应用 典反应的优势是反应专一无副反应发生( 图l - 1 2 ) 埘。 o ! 垒竺! ! 丝e ! 盟生 s i m e 3 c h 2 c 1 2 ，1 5 h - 7 8 图1 1 2 f c c l 3 催化的n a z a r o v 环化反应 3 3 【4 + 2 】环加成反应 炔类化合物与共轭二烯的环加成可得到l ，4 环己二烯衍生物1 2 4 1 ，这类反应通常由零 价铁络合物催化完成。有趣的是，在f e c l 3 作用下，炔胺衍生物与过量的丁二烯反应也能 生成相应的l ，4 环己二烯胺，反应需在格氏试剂存在下进行，收率很好( 图1 1 3 ) 1 2 4 i l 。 n e t 2 主一磊10 m 0 1 f e c l 3 q ： 玉坤絮菩嚣埘d r r = m e ，- p r c 5 h 1 1 p h 图l - 1 3 f e c l 3 催化的【4 + 2 】环加成反应 3 4 烯烃的碳环化反应 f e c l 3 还可以作为分子内烯烃碳环化反应的催化剂。t i e t z e l 2 5 i 从二烯酯化合物出发， 经f e c l 3 催化在低温下形成六元环产物，反应的立体选择性好且产率很高( 图1 1 4 ) 。 4 环重排反应： c 0 2 e t 1 0m o l f e c l 3 c h 2 c 1 2 7 8 c 。2h t h e n r t ，2h 9 4 图1 1 4 f e c l 3 催化的烯烃环化反应 6 c 0 2 e t 9 8 d e 第一章前言三氯化铁在有机合成中的应用 环重排及扩环反应是环类化合物的重要反应类型，铁化合物可用于催化该类化学转 化i 拍i 。f a d e l 等人以硅胶吸附的f e c l 3 为催化剂，实现了环丁烷和环戊烯衍生物的重排和 扩环( 图1 1 5 ) 1 2 7 1 。 f e c l 3 s 1 0 2 ( 5 0m o l 哟 n e a t r t , 2 4 h f e c k j s i 0 2 ( 5 0m 0 1 ) n e a t r t ，2 4h o h 8 5 图1 1 5 f e c l 3 催化的环重排反应 5 o p 一不饱和羰基化合物的二胺基化 f c c i j p p h 3 的络合物能促进a , p - 不饱和羰基化合物发生烯烃的胺化反应，反应以n n 一 二氯对甲苯胺和乙腈为反应中氮的来源，高区域选择性和高立体选择性地得到咪唑衍 生物。反应可能先生成吖丙啶锚盐中间态，然后乙腈亲核进攻转化为n i t r i l i u m q 丁间态( 图 1 1 6 ) i z s l 。 o p p h o p h 认m e f e c i a ( 2 0m 0 1 ) p p h 3 ( 4 0m o t ) t s n c l 2 ( 3e q u i v ) ，m e c n 4 am s ，r t 2 4h 7 9 f e c l 3 ( 2 0m 0 1 ) p p h 3 ( 4 0m 0 1 ) t s n c l 2 ( 3e q u i v ) ，m e c n 4 a m s ，r t 2 4 h 6 3 c h 2 c i n 公n p n 洲e 图l - 1 6 f e c l 3 催化的链烯的二胺基化反应 压一 第一章 前言三氯化铁在有机合成中的应用 6 氯代二烯衍生物的环化反应 最近，k o t o r a 等人报导了f e c l 3 催化的一类有趣的环化反应：2 - 氯- a , o o - - 烯类化合物 在f e c l 3 p p h 3 和- - 7 , 基铝的共同作用下，分子内环合转化为螺环产物，遗憾的是，只有 少数底物能实现此类转化，其反应机理尚不清楚( 图1 - 1 7 ) i 扮i 。 f e c l 3 ( 5m 0 1 ) p p h 3 ( 1 5m 0 1 ) e t 3 a i ( 2e q u i v ) p h m e ，8 0 ，3 6h 8 3 图1 1 7 f c c l 3 催化的氯代二烯衍生物的环化 7 聚合反应 近年来，用路易斯酸催化聚合反应已经成为研究热点之一，s a t o 等人已经研究出了 一种通过f e c l 3 氧化耦联各种芳香三级胺的低聚反应删。此反应用f e c l 3 作催化剂，d m s o 作溶剂，在4 0 0 c 的条件下只需要l h 就可以使芳香三级胺发生低聚反应。 8 还原反应 r n 图l - 1 8 f e c l 3 催化的芳香三级胺的低聚反应 s h e v e l e v 等人报道，在f e c l 3 6 h 2 0 作催化剂，在联氨水合物和活性炭存在下，可以 选择性地还原2 , 4 ，6 三硝基甲苯上的硝型3 1 i 。 一 囝 g 第一章前言三氯化铁在有机合成中的应用 n 2 h 4 h 2 0 1 5 - 2 e q u i v n 0 2 f e c l 3 6 h 2 0 m e o h n 2 h 4 h 2 0 n 2 h 4 h 2 0 3 5 - 4 e q u i v l o e q u i v n h 2 n 0 2 0 2 n n h 2 h 2 nn h 2 图1 1 9 f e c l 3 催化的2 , 4 ，6 - 三硝基甲苯上硝基的还原 第二节参考文献 【1 】【1 】c o t t o n ，f a ；w i l k i n s o n ，g a n o r g c h e m ，4 t he d ；v e r l a gc h e m i e ：w e i n h e i m , 1 9 8 2 ；p7 6 7 【2 】o l a h , ga f r i e d e l - c r a f l sa n d r e l a t e d r e a c t i o n s , v 3 ：a c y l a t i o na n d r e l a t e d r e a c t i o n s , p t , n e wy o r k , i n t e r s c i e n c ep u b l i s h e r s , 1 9 6 4 1 3 1e n c y c l o p e d i ao f i n o r g a n i cc h e m i s t r y ；, k i n g , b ，e d ；w i l e y ：n e wy o r k , 1 9 9 4 ；v 0 1 4 1 4 l ( a ) c o m p r e h e n s i v ea s y m m e t r i cc a t a l y s i s ；j a c o b s e n , e n ，p f a l t z , a ，y a m a m o t o ，h ，e d s ； s p r i n g e r - v e r l a g ：b e r l i n ，1 9 9 9 ( b ) c a t a l y t i ca s y m m e t r i c & ) , n t h e s i s ，2 n de d ；o j i m a , i ，e d ；w i l e y - v c h ： n e wy o r k , 2 0 0 0 1 5 lj i ，s j ；z h o u , m f ；g u , d g ；j i a n g , z q ；l o h t p e u r j ：o r g c h e m 2 0 0 4 ，1 5 8 4 1 6 l ( a ) c h r i s t o f f e r s ，j c h e m c o m m u r z 1 9 9 7 ，9 4 3 c o ) c h r i s t o f f e r s ，j zc h e m s o c ，p e r k i nt r a n s ，1 9 9 7 ， 3 1 4 1 1 7 1 ( a )