（有机化学专业论文）金属锌促进无溶剂“一锅法”合成烃基酯和醇.pdf

西北师范大学硕士学位论文 摘要 近年来，随着绿色化学的兴起和发展，环境友好经济性已成为技术创新的主 要推动力，同时对绿色有机合成提出了严峻的挑战和发展机遇。发展更温和的化 学合成工艺对于可持续技术是非常重要的。各国化学家创造并研究了许多取代传 统有机溶剂的绿色化学方法，如以水为介质、以超临界流体、聚乙烯和聚丙烯乙 二醇、室温离子液体为溶剂等方法，而最彻底的方法是完全不用溶剂的无溶剂有 机合成。这些方法除了可取代传统有机溶剂、减少污染外，还因为它们为反应分 子提供了新的分子环境，因而有可能使反应的选择性、转化率得到改善和提高， 或使分离提纯等操作过程较容易进行。相对来说无溶剂或以水为介质的反应，因 为溶剂的成本最低，在其它条件相近时，应当成为首选。 高烯丙基醇和高炔丙基醇是非常重要的有机合成中间体，被广泛地用做合成 分子和结构单元，也可用于大环内酯、聚羟基类天然产物、聚醚抗生素等的合成。 在较长的合成路线中，进行下一步反应之前往往需要保护新生成的醇羟基。如果 加成和酰化反应能一锅中进行，则可以减少分离步骤，简化实验操作，从而减少 浪费。 羰基化合物的苄基化在有机合成中是一类重要的反应。通常，这类反应是在 无水的有机溶剂中进行。上世纪8 0 年代以来，随着绿色化学的兴起，水相中的此 类有机反应逐渐受到人们的重视。目前被广泛研究的是羰基化合物的烯丙基化和 炔丙基化。但羰基化合物的苄基化研究的却较少。 本论文从环境友好的角度出发，在锌粉及锌铜偶的促进下，实现了高烯丙基 酯、高炔丙基酯以及b 一乙酰氧基酯的无溶剂合成。同时对无溶剂条件下芳香醛的 苄基化反应进行了研究。 本论文分为三章： 第一章；金属锌促进的绿色有机合成反应研究进展 本章综述了水相、超临界液体、离子液体及无溶剂条件下金属锌促进的加成、 还原、偶联、消除等反应，尤其对水介质中锌粉促进下加成反应作了较为详细的 概述。 i i 西北师范大学硕士学位论文 第二章：醛、酸酐、溴代化合物三组分一锅法合成酯 本章主要研究了无溶剂条件下锌粉及锌铜偶促进的三组分一锅法合成烃基酯 的反应。首次实现了通过锌及锌铜偶促进下无溶剂、三组分、“一锅法”高烯丙基 酯、高炔丙基酯和8 乙酰氧基酯的合成。与文献报道的方法相比此方法具有以下 优点：( i ) 反应时间短，产率高：特别是在锌铜偶的促进下能高产率的得到目标产 物。( i i ) 无催化剂，无溶剂，一锅法。( i i i ) 适用范围广，此方法不仅适用于芳香 醛而且适用于脂肪醛。重要的是我们发现此方法不仅对烯丙基溴适用，对炔丙基 溴及溴代乙酸酯也适用。 第三章：无溶剂条件下锌粉促进的芳香醛的苄基化反应研究 1 ，2 - 芳基取代仲醇是合成天然产物的重要中间体。我们首次在无溶剂及锌粉 的促进下实现了芳香醛的苄基化，合成出了一系列的1 ，2 芳基取代仲醇。与文献 报道的方法相比，我们的方法具有产率高，环境友好，无催化剂的特点。反应中 未发现还原和偶联产物。 l i i 西北师范大学硕士学位论文 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h er a p i d l ye m e r g i n ga n dd e v e l o p m e n to fg r e e nc h e m i s t r y , e n v i r o n m e n t a l l yf r i e n d l y - e c o n o m i c sh a v eb e c o m ea ni m p o r t a n ti m p e t u so ft e c h n o l o g y i n n o v a t o r , a n dm a k eg r e e no r g a n i cs y n t h e s i s f a c es e r i o u sc h a l l e n g e d e v e l o p i n gm o r e b e n i g ns y n t h e t i cp r o c e d u r e s i nc h e m i c a ls y n t h e s i si si m p o r t a n ti nm o v i n gt o w a r d s s u s t a i n a b l et e c h n o l o g i e s i nr e d u c i n gt h ea m o u n to fw a s t e ，e n e r g yu s a g e ，a n dt h eu s eo f v o l a t i l e ，t o x i ca n df l a m m a b l es o l v e n t s ，s e v e r a la p p r o a c h e sa r ea v a i l a b l ei n c l u d i n g a v o i d i n gt h eu s eo fo r g a n i cs o l v e n t sf o rt h er e a c t i o nm e d i a r e p l a c e m e n tm e d i a i n c l u d e n o n v o l a t i l ea n dr e c y c l a b l ei o n i cl i q u i d s ，h 2 0 ，s u p e r c r i t i c a lc 0 2 ，p o l y e t h y l e n ea n d p o l y p r o p y l e n eg l y c 0 1 a na l t e m a t i v ea p p r o a c ha v o i d st h eu s eo far e a c t i o nm e d i u ma s t h es o c a l l e d s o l v e n tf r e e o r s o i v e n t l e s s r e a c t i o n b e i n gi m p o r t a n tb u i l d i n g b l o c k sa n dv e r s a t i l e s y n t h o n s ，h o m o a l l y l i ca n d h o m o p r o p a r g y la l c o h o l sa r ei t i g h l yf e a t u r e di nt h eo r g a n i cs y n t h e s e so fm a n yb i o l o g i c a l a c t i v em o l e c u l e ss u c ha sm a c r o l i d e s ，p o l y h y d r o x y l a t e dn a t u r a lp r o d u c t s ，a n dp o l y e t h e r a n t i b i o t i c s i na l o n gs y n t h e t i cs c h e m e i tm a yb ed e s i r a b l et op r o t e c tt h en e w l y g e n e r a t e df l e ea l c o h o lb e f o r ep r o c e e d i n gf u r t h e r i tw o u l d b em o r ea d v a n t a g e o u si fb o t h a d d i t i o na n da c e t y l a t i o nr e a c t i o n sa r ea c h i e v e di no n e p o t 。o n ep o ts y n t h e s i ss a v e ss t e p s b ye l i m i n a t i n gt h en e e dt oi s o l a t et h ei n t e r m e d i a t ea n dt h u sm i n i m i z e sw a s t e b e n z y l a t i o no fc a r b o n y lc o m p o u n d si so n eo fm o s tu s e f u lp r o c e s s e si no r g a n i c s y n t h e s i s u s u a l l y ，t h i s t y p eo fr e a c t i o ni sp e r f o r m e di na n h y d r o u so r g a n i cs o l v e n t s i n c et h e1 9 8 0 s ，t h ei m p o r t a n c eo fo r g a n i cr e a c t i o n sc a r r i e do u ti na q u e o u sm e d i ah a s b e e ng r a d u a l l yr e c o g n i z e db e c a u s et h e r ei sg r o w i n gp u b l i ci n t e r e s ti ng r e e nc h e m i s t r y a l l y l a t i o na n dp r o p a r g y l a t i o no fc a r b o n y lc o m p o u n d sh a v eb e e ne x t e n s i v e l ys t u d i e d s u r p r i s i n g l y ，b e n z y l a t i o no fc a r b o n y lc o m p o u n d sh a sn o tb e e nt h et o p i co fm u c h i n t e r e s t f r o mt h ev i e wo fe n v i r o n m e n t a l l yf r i e n d l y , t h i st h e s i sa c h i e v e dt h es o l v e n t - f r e e s y n t h e s i so fh o m o a l l y l ，h o m o p r o p a r g y le s t r e sa n d1 3 - a c e t o x y le s t e r st h r o u g hz i n co r z i n cc o p p e rc o u p l em e d i a t e do n e p o tr e a c t i o n a tt h es a m et i m e ，t h eb e n z y l a t i o no f a r o m a t i ca l d e h y d e sw a si n v e s t i g a t e du n d e rs o l v e n t f r e ec o n d i t i o n s 西北师范大学硕士学位论文 t h i st h e s i si n c l u d e st h r e ec h a p t e r s c h a p t e ro n e ：r e c e n td e v e l o p m e n to fg r e e nr e a c t i o nm e d i a t e db ym e t a lz i n c i n t h i ss e c t i o n ，z i n c - m e d i a t e dg r e e no r g a n i cr e a c t i o no fa d d i t i o n ，c o u p l i n g ， r e d u c t i o na n de l i m i n a t i o nu n d e ra q u e o u s ，s u p e r c r i t i c a ll i q u i d s ，i o n i cl i q u i d sa n d s o l v e n t f r e ec o n d i t i o n sw e r er e v i e w e d i np a r t i c u l a lz i n cm e d i a t e da d d i t i o nr e a c t i o ni n a q u e o u sm e d i a w e r es u m m a r i z e di nd e t a i l c h a p t e rt w o ：e n v i r o n m e n t a l l yf r i e n d l yt h r e ec o m p o n e n t “o n e - p o t s y n t h e s i so f h y d r o c a r b o ne s t e r sm e d i a t e db ym e t a lz i n c t h i sc h a p t e r m a i n l yi n v e s t i g a t e d t h r e e c o m p o n e n to n ep o ts y n t h e s i s o f h y d r o c a r b o ne s t e r sm e d i a t e db yz i n cp o w d e ro rz i n cc o p p e rc o u p l eu n d e rs o l v e n t - f r e e c o n d i t i o n s w e f i r s t l y a c h i e v e dt h e h o m o a l l y le s t e r s ，h o m o p r o p a r g y l e s t e r sa n d b - a c e t o x y le s t e r sm e d i a t e db yz 1 1 z n c uu n d e rs o l v e n t f r e ec o n d i t i o n s c o m p a r e dw i t h l i t e r a t u r em e t h o d s ，t h ev a l u a b l ef e a t u r e so fo u rm e t h o d o l o g yi n c l u d e ：( j ) s h o r t e rr e a c t i o n t i m ea n dh i 【g h e ry i e l d ：i np a r t i c u l a r , g o o dy i e l d sw e r ea c h i e v e dm e d i a t e db yz i n cc o p p e r c o u p l e ( i i ) n oc a t a l y s t ，o n e - p o ta n ds o l v e n t f r e e ( i i i ) b r o a d e rs u b s t r a t es c o p e ：o u r m e t h o d sa r ea p p l i c a b l et ob o t ha l i p h a t i ca n da r o m a t i ca l d e h y d e s m o r ei m p o r t a n t l y , w e f i n dt h a to u rm e t h o dc a nb ea p p l i c a b l et op m p a r g y lb r o m i d ea n da - b r o m o a e e t i ee s t e r s c h a p t e r t h r e e ：z i n c - m e d i a t e d b e n z y l a t i o n o fa r o m a t i c a l d e h y d e su n d e r s o l v e n t f r e ec 6 n d i t i o n s b e n z y l a t i o no fc a r b o n y lc o m p o u n d sb yb e n z y lh a l i d e s ，m e d i a t e db ym e t a l s ，t o p r o d u c e1 , 2 - d i a r y l a l c o h o l si so n eo ft h em o s tu s e f u l p r o c e s s e si no r g a n i cs y n t h e s i s b e c a u s eo ft h eg r e a tp o t e n t i a lf o r1 , 2 - d i a r y la l c o h o l st ob ec o n v e r t e dt o i m p o r t a n t b u i l d i n gb l o c h s i nn a t u r a lp r o d u c ts y n t h e s i s i nt h i ss e c t i o n ，w ef i r s t l yr e a l i z e d b e n z y l a t i o n o fa r o m a t i ca l d e h y d e sm e d i a t e db yz i n cp o w d e ru n d e rs o l v e n t f r e e c o n d i t i o n s c o m p a r e dw i t hl i t e r a t u r em e t h o d s ，t h ea d v a n t a g e so fo u rm e t h o d o l o g ya r e h i g h e ry i e l d e s ，e n v i r o n m e n t a l l yb e n i g na n dn oc a t a l y s t r e d u c t i o na n dc o u p l i n g p r o d u c t sw e r en o to b s e r v e d v 西北师范大学硕士学位论文 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得西；i k n 范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 壶司始 日期：2 翌乏兰：型 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西北师范大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学 校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复 制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 缝毋、盏，司绐 签名：堡! 型兰。竺聊豁曼塑吼竺鱼! 兰：型 西北师范大学硕士学位论文 第一章金属锌促进的绿色有机合成反应研究进展 摘要本章综述了绿色溶剂中金属锌促进的加成、还原、偶联、消除等反应， 尤其对水介质中锌粉促进下的加成反应用作了较为详细的概述。对离子液体，超 临界流体，无溶剂条件下锌粉促进的反应也作了简要介绍。 关键词金属锌；烯丙基溴；羰基化合物；b a r b i e r - t y p e 反应；r e f o r m a t s k y 反应； 水相；离子液体；超临界流体；无溶剂；环境友好合成 有机合成化学作为有机化学的一个分支，已经有一百多年的历史。现代的有 机合成不但能合成大量的结构复杂而多样的次生生物代谢物和基因、蛋白质等复 杂的生命物质，而且能合成大量的自然界中没有的具有独特功能性分子的物质。 现代有机合成不只是合成什么的问题，更重要的是如何合成和怎样合成的问题。 有机合成与2 1 世纪的三大发展学科：材料科学、生命科学和信息科学有着密切的 联系，为三大学科的发展提供理论、技术和材料的支持。新世纪有机合成将进一 步在这三大学科领域中发挥作用并开辟新的领域。随着生命科学和材料科学的发 展，尤其进入后基因组时代后，需要有机合成快速提供各种具有特定生理和材料 功能的有机分子，而要获得有新结构的功能类型分子往往取决于新的合成方法， 新的方法往往又取决于新的理论和概念。 近年来，随着绿色化学的兴起和发展，环境友好经济性已成为技术创新的主 要推动力，同时对绿色有机合成提出了严峻的挑战和发展机遇。各国化学家研究 了许多取代传统有机溶剂的方法，如无溶剂反应、以水为介质的反应、以超临界 流体为溶剂的反应、以乙醇或聚乙二醇为溶剂的反应、以室温离子液体为溶剂的 反应等等。这些方法除了可取代传统有机溶剂、减少污染外，还因为它们为反应 分子提供了新的分子环境，因而使反应的选择性、转化率得到改善和提高，或使 分离提纯等操作过程较容易进行。相对来说无溶剂或以水为介质的反应，因为溶 剂的成本最低，在其它条件相近时，应当成为首选。 锌为3 0 号元素，处在元素周期表中的i i b 族，为过渡金属元素。单质锌熔点 为4 1 9 ，沸点为9 0 7 。c ，在干燥空气中稳定。由于锌价廉易得、无毒，它在有机 合成中有着广泛的用途。通常市售的金属锌有锌粉、薄片锌、海绵锌、金属丝等 第一幸金属锌慢进的辑色有机合成反应研究进展 多种形式。r i e k e 等在金属锌的使用研究上做出突出贡献，以他的名字命名的 r i e k ez n 试剂引起广大有机化学家的高度重视【1 i 。在此，我们对水相、离子液体、 超临界、无溶剂条件下锌粉促进的对环境有好的有机反应作简要综述。 1 1 锌粉促进的水介质中的反应 碳一碳键的形成反应在有机合成化学领域中一直处于非常重要的位置【2 】。碳 碳键的形成构成了有机合成中一个基本的过程，到目前为止各种合成方法被发展 用来完成这一转变。自从格氏试剂发现以来，有机金属试剂发挥了主要的作用。 许多年来，利用周期表中的各种金属，有机金属试剂已经被广泛发展，但是几乎 所有的有机金属试剂对湿气都极为敏感，因而在有机合成的过程中需要在无水无 氧条件下操作，比较麻烦。人们熟知的g r i g a n d 反应至今仍是应用最广泛的碳一 碳键生成反应。然而大规模的工业应用中由于大量镁的消耗，无水醚类溶剂的使 用和复杂的废溶剂处理等受到极大的限制【”。 近年来在水相中不需任何有机溶剂的有机合成反应逐渐受到关注，首先是因 为水对环境友好的。与传统的有机溶剂相比，水具有操作简便、安全、廉价、免 于繁琐的基团保护和去保护等优点。其次是因为在自然界中，特别是在生命过程 中几乎所有的化学反应都是在水溶液中和在常温下进行的，反应由于有各种酶的 催化，。条件十分温和。从水相反应开始研究和模拟自然界中的化学反应，利用各 种模拟酶催化反应，借以阐述生物化学反应的机理，将进一步加深对生命科学的 认识。 许多有机反应已经成功地在水中进行，同时化学家已经认识到，对于金属促 进的有机反应，尤其是金属直接和反应底物作用的反应，水是一种优良的溶剂。 近年来许多研究表明某些金属有机反应能在水相或水一有机溶剂中进行，这不仅 冲破了传统的金属有机反应必须在无水无氧条件下进行的禁区，还开发了一些能 在温和条件下进行的水相或水一有机相金属有机反应，这些反应的明显特点是具 有实用意义，不必处理易燃的无水溶剂；某些官能团的保护和去保护可以免去。 现就近年来金属锌促进水相的有机化学反应作一简要的综述。 1 1 1 加成反应 西北师范大学硕士学位论文 1 l 1 1 金属锌促进的b a r b i e r - t y p e 反应 b a r b i e r 在2 0 世纪2 0 年代发现的，卤代烃在金属镁的作用下对羰基化合物进 行亲核加成而生成醇的反应，我们称之为b a r b i e r - t y p e 反应( s c h e m e1 1 ) 。后来， 通过g r i g n a r d 的改进，分为两步进行；第一步，卤代烃和金属镁由碘单质引发反 应，得到有机镁化合物，即格氏试剂：第二步，格氏试剂和羰基进行亲核加成反 应，得到产物醇，这就是我们常说的格林雅反应。 。一x + m 型塑唑：淹 r 1 可以为氢：m = l i ，n a ，m g ，z n ， s c h e m e1 1 与格林雅反应相比，b a r b i e r - t y p e 反应可以直接进行。它避免了有机金属试 剂的前期制备，而这种制各费时、乏味又困难，有的试剂不稳定，容易发生消除、 环化和聚合等。f r a n k l a n d 和s a y t a e f f 利用锌金属首次研究该体系 4 l o 由于相对 低的反应活性和过程的局限性，锌首先被金属镁代替【5 1 ，接着是锂【6 1 。这样应用 范围得到扩展，同时在温度和时间适宜的条件下获得了好的产率，超声活化进一 步扩大了它的应用范围。 2 0 世纪7 0 年代化学家们发现b a r b i e r - t y p e 反应可以部分的在水相中进行。 水相b a r b i e r ，反应的优越性也很快的被人们所发现，主要包括三点：( 1 ) 水相 b a r b i e r - t y p e 反应具有很好的绿色性，减少了有机溶剂的使用；( 2 ) 对于反应底 物中的活泼氢，不需要任何保护，因此对于含有羟基、氨基等基团的羰基化合物， 它们的烷基化反应可以减少反应步骤、缩短反应时间和提高反应的产率；( 3 ) 反 应完成结束后，水解步骤也同时完成，简化了实验操作。各种金属参与的水相 b a r b i e r 反应已有综述报道 7 1 。其中锌是最早被发现可以参与水相b a r b i e r 反应的 金属。 1 1 1 1 1 羰基化合物的烯丙基化 自从w o l i n s k 等发现乙醇中锌粉与羰基化合物可进行烯丙基化反应之后， l u c h e 等 8 1 对锌作为b a r b i e r - t y p e 反应试剂的进一步研究发现，在h 2 0 ：t h f ( 5 ： 1 1 或n h 4 c i 饱和溶液：t h f ( 5 ：1 ) t 9 ，反应的产率比以前得到了较大的提高，对 于醛酮表现出很好的的化学选择性( s c h e m e1 2 ) 。后来g u a z z a r o n i 等【9 】把此反应 第一章金属锌缇进的稼色有机合成反应研究进展 拓宽到固相( 胶冻状) 。 骨r , 1 1 3 一 z n r ，八r ：+ x 小久r 。1 蕊 o h s c h e m e1 2 1 9 8 5 年，b e n e z r a 等1 1 0 报道，在锌参与下的2 一( 滨甲基) 一丙烯酸乙酯和醛的 b a r b i e r 反应中，得到的产物是内酯( s c h e m e1 3 ) 。此反应较好的溶剂条件是四 氢呋喃和饱和氯化铵的混合溶液，而如果只使用四氢呋喃作为溶剂，在同样的反 应条件和反应时间范围内，反应产率会大大降低( 1 5 ) 。 e r c o o e tr ，八or 。 t h f i h 2 0 r ， 4 7 一9 8 o s c h e m e1 3 k u n z 和r e i b i g 1 1 】在水相锌参与的y 氧代羧酸甲酯的烯丙基化反应中，也得 到了内酯产物，这个方法为以后的合成找到了一条捷径( s c h e m e1 4 ) 。 分b r + 0 h 峄rc o o 纛知 后来，w i l s o n 1 2 】对水相中锌粉促进的反应进行了更为详细的研究，其中用固 加e r + r 八oh 孟磊o h n ：夕v b r + r 八h 磊分火： w a n g 等1 1 3 12 0 0 3 年也报道了在不需要任何有机溶剂情况下羰基化合物的烯 c h a n 和l i i “】报道了共轭1 ，3 - 丁二烯的合成，通过羰基化合物与1 ，3 - 二氯丙 4 带 西北师范大学硕士学位论文 烯、锌粉在水中的反应，可以中等产率地得到共轭1 ，3 - 7 一二烯。3 - 碘- 1 一氯丙烯代 替1 ，3 - 二氯丙烯能极大地提高反应的产率。最初烯丙基化结束后，反应被中断， 随后中间体化合物的碱处理高产率地得到了乙烯基环氧烷化合物( s c h e m e l 6 ) 。 o 。e qz n i e q , l i 7 r ，八r 呲俐2 。戛 s c h e m e1 6 同样地，羰基化合物同3 一碘一2 氯甲基1 丙烯的反应经碱处理后，产生了2 一 亚甲基四氢呋喃【1 5 】( s c h e m e1 7 ) 。这样，3 碘2 氯甲基1 一丙烯在此作为一个新 颖的三亚甲基甲烷的等价体【蚓。 c - j 乙+ r 八or 驾 s c h e m e1 7 k o t b u 三尸 一些锌参与的b a r b i e r 已经应用到工业生产中，如o d a 等报道的，在少量醋酸 的作用下，锌粉在水和甲苯两相回流中可以参与2 ，3 - 二氯一1 一丙烯和醛的亲核加成 反应，现在已经投入到大量的工业生产中【1 8 1 ( s c h e m e1 8 ) 。而若用锡粉代替锌粉， 没有任何反应发生：在纯有机相中，反应产率会大大降低；在乙醇中，2 ，3 - 二氯 一1 丙烯会直接和锌粉反应，得到的是丙二烯产物 1 9 l 。 c i 办，c l o + 儿 r 7 、h h 2 0 厂r o l u e n e ， s c h e m e1 8 c io h 办火： d e l g a d o 等【2 0 l 报道了( s s ) 3 c h l o r o 一2 0 一t o l y l s u l f i n y l ) - 1 p r o p e n e 在水相中与醛 的的b a r b i e r 加成反应，高产率的生成相应的高烯丙基醇。值得注意的是该反应具 有很好的d i a s t e r e o s e l e c t i v i t y ，当温度由室温降至零摄氏度时该反应的 d i a s t e r c o s e l e c t i v i t y 提高( s c h e m e1 9 ) 。 r 形 第一章金属锌缇进的维色有机合或反应研究进展 翼咖。一r s 从 0 o h r = p h ，c y c l o h e x y l ，n b u ，t - b u ，p 一( o c h 3 ) p h ，2 - f u r y l ，b n o c h 2 s c h e m e1 9 w e l c h 等【2 u 人研究了水相中各种烯丙基溴与二氟代乙酰三烷基硅烷的烯丙基 盱c 贝鲫h + 分户告峨c 扩 眠c 八卵加卧亲一h f 2 c 中 。 s i p h 2 邓道利等【2 2 】报道了在水相介质中对成双酮及混合双酮的烯丙基化，其中双酮 烯丙基化可能由于进攻第一个羰基后得到的单烯丙基化产物大大增加了第二羰基 0o r 小班r + 一町 z n a u y lb r o m i d e - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - t h f n h 4 c i ( a q ) 鞭r s c h e m e1 - 1 1 1 9 9 0 年w a l d m a n n1 2 3 报道了n 酰基脯氨酸苄基酯水相中的立体选择性烯丙 基化，高产率的得到相应的a 羟基酰氨，并且立体选择性较好( s c h e m e1 1 2 ) 。 西北师范大学硕士学位论文 o q r + ：义b ， o o b z i c h 3 l i ，5 6 _ i l - - - - - - - - - - - - - 一 r = p h r = r ”= h + s c h e m e1 1 2 最近，a g u i a r 掣2 4 1 报道了水溶液中锌粉促进下n 乙酰基一a 氨基苯基酮的立 体选择性b a r b i e r 烯丙基化反应，获得了好的非对映选择性( 达到9 5 d e ) ( s c h e m e l 1 3 ) 。实验中发现，当使用n 乙酰基一a 一氨基甲基酮进行此类烯丙基化 时，反应不能提供满意的非对映选择性( o 3 3 d e ) 。 r o 2 a f z n a l l y lb r o m i d e t h f ，n h 4 c i ( a q ) t = 0 a ：r ：m e r 1 ：p h b ：r ：- b ur i ：p h c ：r ：b nr i ：p h r e t 0 2 c h n 1a i d ：r = m er 1 ：m e e ：r ：- b ur i ：m e f ：r ：b nr 1 ：m e s c h e m e1 1 3 w a n g 等【2 5 1 发现z n c d s 0 4 和z n s n c l 2 双金属体系可以应用于醛或酮的水相 烯丙基化反应，较好产率地得到相应的产物( s e h e m e l 1 4 ) 。同样条件下，他们 还研 o h c h o + 夕v b r z n c 面d s 0 4 ( o r s n c 1 2 ) s c h e m e1 1 4 究了反应的化学选择性，并发现在此双金属体系中，不同的羰基化合物可以获得 好的化学选择性。 第一章金属锌促遘砖缮色有机合崴反应研究进展 r a o 等【2 6 12 0 0 6 年报道了芳香乙缩醛和芳香二氧戊环在氯化铵的水溶液中锌 粉的促进下以b 环糊精为相转移催化剂高产率的合成高烯丙基醇。脂肪乙缩醛在 此反应体系中也能生成相应的高烯丙基醇，但产率较低( 1 5 1 2 ) 。b - 环糊精在 反应体系中起着非常重要的作用，没有它该反应不发生，b 一环糊精可以回收重新 使用( s c h e m e1 1 5 ) 。 r 人o m 。e m c + m 蒜b - c d h 2 0 犬a f ) ，、+ r ，b r! ：! ! 坚! 竺 r 人+ “一z n n h 4 c i 5 0 。c r = a r y l ，n a p h t h y l s c h e m e1 1 5 超声辐射的有机金属类反应发生在羰基化合物、烯丙基卤化物和锌的t h f 和 水的混合物中( s c h e m e1 1 6 ) 。当饱和氯化铵水溶液代替水时，声波振荡是不需 要的，而且在室温下几分钟内可以获得高产率。在最近的合成应用中，保护的 g i y c e r a l d e h y d e 的烯丙基化、丁烯基化和炔丙基化已有文献报道【2 7 1 。碘化物和溴 化物比氯化物反应要快1 2 8 1 ，而且有一定的选择性f 州。 b n o o c , ,z n ，h 2 0 ，t h f 。4 c r k oh 慧 c i 9 “v 人c h o + 彦v b r h n ，r h 。o c h 。+ p r = n c b z l - p h e b n o o c , 移 z n ，p h c h 3 h 2 0 p h 9 1 b rz n t h f 。a q n h 4 c i 7 1 o 、歹、v ff o hc i s c h e m e1 1 6 l o m b a r d o 等1 3 0 i 在n h 4 c 1 水溶液中用3 一溴一1 一乙酰氧基一1 丙烯在锌粉的促进下 对醛进行乙酰氧基烯丙基化，生成相应的3 乙酰氧基1 一烯一4 一醇。作者认为该反 凡 西北师范大学硕士学位论文 应经过了有机锌的反应过程，他们认为锌粉和3 溴一1 乙酰氧基一1 一丙烯形成有机 锌试剂后，有机锌试剂可能发生质子化、二聚和对醛的亲核加成，但亲和加成的 反应速度要快于质子化和二聚反应，故能得到高产率的目的产物。饱和的醛得到 的以a n t i 式加成产物办主，而不饱和醛和芳香醛的加成产物以s y n 式为主 ( s c h e m e1 1 7 ) 。产物在碳酸钾的甲醇水溶液中过夜搅拌之后转变为s y n 式邻 二醇【3 1 1 。 e r ：- - ：- , o ：- - + r c h o 啬 a 飞。，一 r人oh飞+rkohzn,rcho 。一霭秽小b o 1 1 i 0 4 5 m i nt + r ，r 、 v 、 第一章金属锌促遘的辑色有机合成反应髓究进展 o 2 8 r a c 一1 r a c - 5 ( i ) a l l y lb r o m i d e ，z n ，a q n h 4 c i t h f ( i i ) a m b e r l y s t1 5 ，p e n t a n e ( i i i ) c r o t y lb r o m i d e ，z n ，a q n h a c l t h f ( i v ) a m b e r l y s t1 5 ，p e n t a n e ( v ) c i n n a m y lc h l o r i d e ，z n ，a q n h 4 c 1 t h f s c h e m e1 1 9 z w a n e n b u r g 掣3 4 1 报道了3 - f o r m y l c e p h a l o s p o r i n s 在锌粉的促进下水相中的烯 丙基化，零摄氏度条件下反应的s y n t a n t i 选择性要好于室温条件下。值得注意的 是当底物酯基上的t b u 换成c h p h 2 时产物由醇变成内酯，底物结构的细微变化在 同样条件下得到的产物却完全同( s c h e m e1 2 0 ) 。 臣可毪等8 2 v 西北师范大学硕士学位论文 b 2 v o 竺v o 磊面高 c 0 2 c h p h 2 o o c o rr 。f 。 i ) r = r ”= h ；i i ) r 1 = h ，r ”= c h 3 ；i i i ) r = r ”= c h 3 ；r = h ，r ”= p h s c h e m e1 2 0 1 1 112 羰基化合物的炔丙基化 锌还可以参与羰基化合物的炔丙基化，反应可以在纯水相中进行，虽然该反 应的产率不是很高( 小于8 0 ) ，但是它为以后此类反应的研究提供了重要的基 础【3 5 】( s c h e m e1 2 1 ) 。 o l i ，xz n r ，八r 。+ r 3 一音开r 冷o h 陬+o h 形+ o h h r 3 s c h e m e1 2 l c h a t t o p a d h y a y 3 6 】报道了在四氢呋喃与饱和的氯化铵水溶液组成的共溶剂中 锌粉促进下( r ) 一2 ，3 o 一环亚己基甘油醛的炔丙基化，得到7 5 的产率，仅有少量 ( 1 2 ) 的丙二烯化合物生成，并且具有很好的s y n a n t i 选择性( s c h e m e1 , 2 2 ) 。 q h + o 翟! 垫骂 o h s y n ：a n t i = 3 ：9 7 s c h e m e1 2 2 1 1 113 羰基化合物的苄基化和烷基化 锌最大的优势在于，它被发现也可以参与羰基化合物的苄基化，以及其它特 殊的烷基化m 。在锌参与的苄基化的反应中，加入硝酸银可以很好地提高反应的 产率瞰1 ( s c h e m e1 2 3 ) 。 h 瓢 第一章金属锌促进的碡色有机合成反应研究避展 0 儿+ r x + z n a r 7 、h k 2 h p 0 4 j h 2 0 l a g 】 0 h a r 个r + r - r + r h h s c h e m e1 2 3 2 0 0 5 年w a n g 等【3 9 】报道了在z n c d c l 2 体系中用自来水作溶剂，醛和苄基卤 生成相应的醇，向体系中加入催化量的l n c l 3 能使产物的产率显著升高( s c h e m e 1 2 4 ) 。 + ，人r 3x 学w r , - 7 卧+ p h 人x 赢rr ：丫 r 1a r y l ，a l k y lr 2 = h ，m er 3 = h ，m ex = c 1 ，b r s c h e m e1 2 4 试验中发现，当不向体系中加入c d a 2 时反应根本不进行，因此他们提出了 相应的反应机理，他们认为加入的c d 2 + 被锌粉还原成零价c d ，然后再失去一个 电子变成c a + ，c d + 与苄基卤结合形成c d + n 苄基卤( i ) 【蚰1 。锌插入到( i ) 的 碳卤键中形成配合物( i i ) ，最后( i i ) 再与被i n c l 3 活化了的醛加成生成相应的醇 ( s c h e m e1 2 5 ) 。 h r 、 ，f r l 3 + p o ， 婪 p a t h3 c h 2 z n xc i h 3 两】旦p a t h2 囟 r o k r 卧 叫lh 西北师范大学硕士学位论文 李德鹏等【4 1 报道了在饱和的氯化铵水溶液中锌粉促进下羰基化合物与低活 性的卤代烷烃的b a r b i e r - t y p e 反应，从羰基化合物的结构看醛比酮更有利于反 应，脂肪醛的活性高于芳香醛，锌粉的活化方法对产率也有影响。产率为 3