（应用化学专业论文）（E）α锡基αβ不饱和酯的合成及其在高选择性合成反应中的应用.pdf

硕：e 学位论文 摘要 本沦文工作首先探讨了炔酸酯的钯催化锡氢化反应，发现该反应是高区域选 择性和立体选择性的，提供了合成新型1 ，1 双官能团试剂一( d q 锡基g t ，p 不饱 和酯的方法，继而研究了它们在高选择性合成反应中的应用。 通过钯络合物催化下炔酸酯的锡氢化反应立体选择性地合成了l ，1 双官能 团试剂一( 日0 t 一锡基c t ，p 不饱和酯。利用( d ( 】【锡基o ，1 3 不饱和酯分子中锡基团和 酯基团的性质差别，研究了在钯络合物催化下( 目0 【锡基一c 【，1 3 不饱和酉自与烯基卤 化物的交叉偶联反应，提供了立体选择合成2 乙氧羰基取代的1 ，3 二烯的新方 法：研究了( d 仅锡基1 3 , ，p 不饱和酯与炔基溴的偶联反应，提供了立体选择性地 合成2 乙氧羰基取代的l ，3 一烯炔的新方法。我们还研究了炔酸酯与三丁基锡化氢 以及和烯基卤化物或烯丙基溴之阳j 的锡氢化一s t i l l e 串联反应，分别提供了“一 锟法”合成2 乙氧羰基取代的1 ，3 二烯和2 乙氧羰基取代的1 ，3 烯炔的实用方法： 关键词：锡氢化：( d a 一锡基仅，p 一不饱和酯；s t i l l e 偶联反应：2 一乙氧羰基取代的 1 ，3 二烯：2 乙氧羰基取代的l ，3 一烯炔 ( d c t 锡基一c 【，p 不饱和酯的合成及其在高选抒性合成反应中的戍川 a b s t r a c t t h i sd i s s e r t a t i o nd e s c r i b e st h es t e r e o s e l e c t i v es y n t h e s i so f1 ，1 - d i f u n c t i o n a lg r o u p r e a g e n t s - - ( e ) 一a - s t a n n y l a ，b u n s a t u r a t e de s t e r sa n dt h e i ra p p l i c a t i o n si nh i g hs e l e c t i v e s y n t h e t i cr e a c t i o n s t h ep a l l a d i u m c a t a l y z e dh y d r o s t a n n y l a t i o nr e a c t i o n o f a l k y n y l e s t e r sw i t h t r i b u t y l t i nh y d r i d eg i v e sv e r s a t i l e ( d 一( 1 s t a n n y l 一0 【，1 3 - u n s a t u r a t e de s t e r sw h i c ha r en e w d i f u n c t i o n a lg r o u pr e a g e n t s b a s e do nt h er e a c t i v i t i e sd i f f e r e n c eo ft r i b u t y l s t a n n y la n d e s t e r g r o u p s ，w e s t u d i e dt h es t i l l e c r o s s c o u p l i n gr e a c t i o n ，o f ( d 一1 3 , - s t a n n y l - c 【, 1 3 一u n s a t u r a t e de s t e r sw i t ha l k e n y lh a l i d e si nt h ep r e s e n c eo fp d ( p p h 3 ) 4 c u it oa f f o r d t h e c o r r e s p o n d i n g1 3 - d i e n y l e s t e r si n h i g hy i e l d s w e c a r r i e do u tt h es t i f l e c r o s s c o u p l i n g r e a c t i o no f ( d f t 一s t a n n y l c c ，p u n s a t u r a t e d e s t e r sw i t h a c e t y l e n i c b r o m i d e si nt h ep r e s e n c eo fp d ( p p h 3 ) 4 c u it o a f f o r d t h ec o r r e s p o n d i n gi ，3 - e n y n y l e s t e r si n h i g hy i e l d s w e a l s o i n v e s t i g a t e d 。t h et a n d e mh y d r o s t a n n y l a t i o n s t i l l e 。 r e a c t i o no fa l k y n y te s t e r sw i t ht r i b u t y l t i nh y d r i d ea n da l k e n 3 ，lh a l i d e so ra c e t y l e n i c b r o m i d e s ，p r o v i d i n go n ep o t s t e r e o s e l e c t i v es y n t h e s i so f i ，3 - d i e n y l e s t e r sa n d 1 , 3 - e n y n ) 7 1e s t e r s j k e yw o r d s ：h y d r o s t a n n y l a t i o n ；( d q s t a n n y l c 【，1 3 一u n s a t u r a t e de s t e r s ； s t i l l ec r o s s c o u p l i n gr e a c t i o n ；1 ，3 - d i e n y le s t e r s ；1 ，3 - e n y n y le s t e r s 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得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已在论文中作了明确的说明并表 示谢意。 学位论文作者鲐励参姆 签字日期：。扩i 年6t e j 7 文日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解江西师范大学研究生院有关保留、使用 学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西师范大学研究生院 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论吝作者始砌磅 签字日期：口g 年6 月j 久日 导师签名毋聊 签字日期：律月l 么日 硕士学位论文 第一章前言 1 11 , 1 双官能团试剂的合成与应用 金属和元素有机化学研究领域的不断拓展使有机反应向条件温和，高产率， 高选择性( 化学选择，区域选择，立体选择和对映选择) ，以及从计量反应到催 化反应和尽可能原子经济等方向发展。近几十年来，由于各种金属有机和元素有 机试剂的不断涌现和发展使得控制碳碳键的形成和官能团的转化更加简捷有 效，为有机合成化学家提供了许多强有力的合成手段1 1 】，丰富了有机合成方法学 的范畴，极大地推动了合成有机化学的发展。例如，新的有机锂试剂【2 1 、有机硅 试剂【34 1 、有机镁试剂阳1 、有机锌试剂1 0 3 1 】、有机铜试剂、有机锡试剂【m 15 1 、 有机硼试剂【1 6 】、有机锆试剂【1 7 - 2 0 等相继开发成功，并已广泛地应用于烯烃的立 体选择合成中。双官能化试剂对于分步形成多个碳碳键和碳一杂键具有独特的作 用【2 k 引，为各种取代烯烃的立体选择合成提供了简便的合成方法。杂原子取代炔 烃的氢金属化反应是制备1 ，1 双官能团试剂的重要方法。如炔基锡烷的锆氢化反 应可以合成含有错和锡的1 ，1 双官能团试剂，由于锆基团比锡基团活性高的多， i j 以分步被亲电试剂选择取代，立体选择性地合成多取代烯烃1 2 3 1 。 。 r 1 三- s n r 2 3 c p ：z r ( h ) c i r 度淞2 ，度s ? 一，l r 度量 h z r c p ，c i he he 1 k n o c h e l 小组研究发现，炔基锌化合物进行锆氢化反应得到含有锌和锆金属 的l ，i 双金属试齐| j 与醛在室温下反应得到联烯化合物，且醛中存在的卤索，氰基， 酯基等取代基在反应中不受影向【2 4 1 。 ? 一孙x 一( 囊鬈。l 等 h r 炔基硅烷与c p 2 t i c l 2 i p r m g b r 体系发生镁氢化反应，合成l ，1 硅镁双金属 试剂，与高烯丙基溴进行反应，再在氯化钯催化下氧化可以制得) ，硅基) ，c 5 - 不饱 ( d c 【- 锡基一a ，p 一不饱羊酯的合成及其在高选择性合成反虑中的应川 和酮 25 1 。 n - c 5 hs i m e 3 c p 2 f i c l 2 i p r m g b r n 岛h ：淬老 n - q h h x m 引：g b r p d c l 2 ，c u 1 ，0 2 n c 5 h h 2 c = c h c h 2 c h 2 b r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + c u i 含有硼和锆的1 ，1 双官能团试剂，基于锆和硼的活性不同可以化学选择性地 分别被亲电试剂取代。 ? h 7 、 z r c p 2 c i e x e i 2 x r e 2 ：泽e 。 炔基酉旨的铝氢化反应可以得到c 【一乙氧羰基取代的烯基铝试剂，该试剂与羰 基化合物作用得到b a y l i s h i l l m a n 型化合物 2 7 1 。 。 ： r h r c 。e 。里2 昙5c 丛1 ：旦唑h 海恤1 。，5 h r 1 7 c o o e t h o r 2 r 3 c = o n bu 2b o t f ( c a t ) 一7 8 0 c 含有不同杂原子的1 ，l 一双官能团试剂，在镍络合物催化下与不同的格氏试剂 进行顺序交叉偶联反应，立体选择合成了1 ，1 双取代的烯烃【2 8 】。 = s p h 坐坠 弋c i n i c l 2 ( d p p p ) 2 r z m g c i n i c i z ( d p p p ) 2 卯 一 硕士学位论文 t i n g o l i 报道了含有硒基及磺酸酯基的1 ，1 一双官能团试剂，它是通过芳基炔基 硒醚与对甲基苯磺酸在二氯甲烷中回流得到的，利用硒基和磺酸酯的活性不同合 成了三取代烯控。 r s ep h 二+ d t s o h c h 2 c 1 2 s e p h ， r m g c i - r l r i c u ( c n ) l i 7 8 含有溴和硼的l ，1 双官能团试剂用甲醇钠处理后再用醋酸处理，可以立体选 择地合成( 句二取代烯烃【3 0 ! 。 n a o m e l r m e o h r l i、 “ 最近d a b d o u b 3 1 1 报道了炔基芳基硒醚进行铝氢化反应，在o 下滴加二异丁 基铝化氢的己烷溶液，然后在t h f 中加热回流，制得了烯基硒铝1 1 双官能团 试剂，并通过水解反应制备了( z ) - 型的烯基硒醚化合物，如进行铝碲交换反应则 合成了含有硒基及碲基的l ，1 双官能团试剂。 r - - - - 一 赢thf-reflux似sephseph0 4 i - 4 ，2 】 一 目i d i b a l h 【 i i ，；r 1 、j c 4 h 9 t e r s e p h 崩 h 7 t e c 4 h 9h s e p h h 炔基硅烷和有机铜试剂加成能立体选择性地合成了1 ，1 硅铜双金属试剂，后 ( d 一1 3 一锡基c t ，1 3 一不饱和酯的合成及其在高选择性合成反应中的应州 者烷基化可制得烯基硅烷 3 2 - 3 4 1 。 h c 三c s i m e 3 r t c u m g x r i 、= 、s i m 悖 r 1，r 2 孓 s i m e 3 r l ，x 耳 s i m e 3 l igg 等研究了炔基酯与烷基铜锂的碳铜化反应，将生成的官能化的烯基铜 与手性的亚磺酰亚胺反应，非对映选择地得到了官能化的c 【，1 3 - 不饱和酯。其d e 值大于9 7 1 3 5 1 。 i r 3 2 c u l i r e 炔基膦酸酯的碳铜化反应可得到含膦酸酯的烯基铜试剂，进一步与亲电试 剂反应，立体选择性地合成了有机合成中的重要中i b j 体多取代的烯基膦酸酯 1 3 6 1 。 e t ! 0 3 p - 一r e 也艺e i 乙炔基苯硫醚和铜试剂的加成可以制得含硫和铜基的l ，l 一双官能团试剂， 它与烷基锂作用后再与亲电试剂作用可制得一定构型的取代烯烃1 。 啪一土 一， u m l v 一 刚穴 n 几 i r。八哆莎， ， ， 一夕， 硕士学位论文 r i c u h 三 s p h 一一| - ：2一i 声= 式 l h 、s p h b r a g a 等通过炔基硒醚与烷基铜锂的碳金属化反应，立体选择性地得到含硒 和铜的l ，1 一双金属中间体，该中间体进一步与亲电试剂作用，立体选择性地合 成了各种不同取代的多取代烯烃【3 引。 l j b u c u ( c n ) l i 5 0 0 c ，1h , t h f 上e r汉 & r + 。 c = = = = 、s n m e 3 p d c l 2 ( 5m 0 1 ) p h o h ，r 1 只 c c o p h 炔烃与三丁基锡的铜锂试剂反应，得到含锡和铜的双金属试剂，它与环氧丙 烷反应生成锡基取代的高烯丙醇，经过一系列转化可合成坏丁烯衍生物。 7 ( 日a - 锡基电1 3 一不饱和酯的合成及其在高选抒性合成反应中的应州 ( b l l 3 s i l ) 3 c u l i t h f ，7 0 0 c ，l h 1 t s c i e t 3 n c h ：c 1 2 2 1 3 - b u l i ，t h f k r 浮1irc2u r 2 q| f | 弋m e d a 上_ 3 | b u 3也。h 氰化亚铜催化的炔烃的锡镁化反应得到含锡基和镁基团的1 , 2 。双官能团试 剂，该试剂分步与亲电试剂反应得到多取代烯烃。 p h c h 2 0 c h 2 c h 2 一三三 一h e b u 3 s n m g m e c a t c u c n phch20ch2che泛i s h n b u ： 、 1 拦 引h ；麓海三2 e 2 1 c r 2 7 莓眦 1 3 i d c ，d 一不饱和酯及含酯基的1 ，1 一双功能试剂的合成与应用 c 【，p 一不饱和酯化合物在有机合成中具有广泛的应用。它广泛存在于天然产物 中，如昆虫幼稚激素、生物碱、糖苷酯等。它是一类用途广泛的合成子在合成 生物碱、视网醛、维尘素a 等天然产物中起着非常重要的作用。 它可以用末制备香料，也可以用来作为杀菌剂和驱虫剂及杀虫剂的稳定剂： 还是制备具有很强的抗真菌、抗病毒和抗肿瘤等许多生物活性的( + ) 一布雷菲德 菌素a ( b r e f e l d i na ) 的重要中间体。因此，这方面的研究引起了国内外化学、生物 学和药理学研究者的广泛关注。 c 【p 一不饱和酯化合物由于分子中同时存在碳碳双键和碳，氧双键而显示了多 样反应性能，已经成为有机合成中的重要中间体。a d 不饱和酯具有下列结构特 点：l 、出于分子中艏基的拉电子效应，使得共轭不饱和双键具有较强的缺电子 硕士学位论文 性，因此a ，d 不饱和酯能与一系列亲核试剂如有机金属试剂，烯醇类碳负离子等 进行共轭加成反应，所得到的含酯基化合物可以温和地通过水解脱酯，而转化为 多种有机化合物：2 、由亲核试剂与c 【，d 不饱和酯进行亲核加成所生成的c c 酯 基碳负离子，具有较强的亲核性，能进一步与亲电试剂如卤代烃进行烃化反应， 从而可得到结构复杂的有机分子，为复杂天然产物的合成提供了途径：3 、与酯 基共轭的碳碳双键也是良好的亲二烯体系和亲1 ，3 偶极体系，可以进行环加成 反应，提供了合成含酯基的六员碳环和五员杂环的良好方法；4 、g l ，d 不饱和酯 化合物分子中的酯基本身可被酸或碱存在下水解得到取代的烯烃，这些反应均具 有高度的立体选择性，从而具有较大的合成价值。 比如，史达清等【4 5 】用低价钛引起芳基二硫醚与仅，3 - 不饱和酯发生了m i c h c a l 加成反应： c 0 2 r a r s s a r+h 2 c = 占一x 三匹兰圣尘a r s c h 2 c lh 2 c 0 2 r t h f x i 又如，y e 等【4 6 】发现在三苯基磷的催化下，在n a 2 c 0 3 或c s 2 c o s 等碱存在的 下，- 0 l ，p 一不饱和酯能发生 3 + 2 环加成反应高选择性地生成不同构型的苯二环 4 , 3 ，o 化合物。 5 n a 2 c 0 3 c 0 2 r 2r = c h l 二 0 2 r 2 3 9 0 1 1 1 0 1 0 2 r 2 1 or = h 2 ：r = c h 3 c 0 2 r 8 2 9 6 y i e l d ( 3 1 4 1 9 1 8 1 ) 0 【，d 一不饱和酯在许多天然产物和药物中也有广泛用途。1 ，2 和1 ，3 氨基醇单元 结构广泛存在于如脱氧氨基糖等天然产物和药物中。其中，1 ，2 氨基醇单元结构 9 ( e ) - n 一锡基q ，p 不饱和酯的合成及其在高选择性合成反应中的应用 的合成方法已有不少报导，但1 ，3 氨基醇单元结构的合成方法还较少见。2 0 0 7 年，日本科学家【4 7 】发现了一种利用三氯乙酸甘油酯c 【，口不饱和酯的分子内共轭加 萨得到含l ，3 氮基醇单元结构的脱氧氨基糖的简单合成方法。 r 嘻哑高i 怠0 2 ： r j h 5 c c l 3 含酯基的l ，卜双功能试剂由于在0 【，p - 不饱和酯的c 【位( 还有些化合物在1 3 位) 上引入了新官能团，利用两种不同官能团的不同性质j 使之在合成上有更广泛的 应用。比如，2 0 0 8 年加拿大渥太华大学化学系j u l i es i m a r d m e r c i e r 4 8 】等人用 ( d - p c i a i c 【，p - 不饱和酯通过连续的s u z u k i - m i y a u r a 交叉偶联反应方便地合成 了四取代的烯烃。 r 3 i 展 c lc o ，e t r 2 b ( o h ) ， p d ( o a c ) 2 。rjr 2 s - p h o s 厂_ c s ，c 0 1 一 c l c 0 2 e t t o l u e n e 黑安2 r l良2 _ 裟- ，文 me3。hbf4：cojetcs 2 c 0 1 一。 2 一 正因为( 【，| 3 不饱和酯在合成中有如此广泛的用途，所以合成0 【，1 3 - 不饱和酯一 直圾引着有机化学工作者的关注。下面就对q ，b 不饱和酯最常见的合成方法作一 介绍。 l 、缩合反应 缩合反应是合成a , 1 3 不饱和酯的经典反应。1 9 4 1 年，c o p e 等人报道了用丁 醛与p 碳基丁酸乙酯合成0 【，d 一不饱和乙酯【4 9 】。 + i i c h 3 c h z c h 2 c h o c h 3 c c h 2 c 0 2 c 2 h ，一c h ：c h ! c h ：c h 三= + 5 _ 312 c h = 。 由于缩合反应鬲0 产物比较多，后来，化学工作者采用催化剂来促进反应进 l o 硕士学位论文 行。1 9 6 7 年，m e t t a l i a 等人报道了用n i ( c o ) 4 催化2 丁烯一1 ，4 一二醇或1 ，4 二氯 2 丁烯、乙炔和一氧化碳在甲醇溶液中合成c 【，p 不饱和甲酯【5 0 】。 n i ( c o ) 4 ，c o r c h 2 c h = c h c h 2 r - - - - - 。_ - r c h 2 c h c = 一c h c h 2 c h = c h c 0 2 c h 3 h c = c h ，c h 3 0 h r = c i o h 1 9 9 8 年，o b l i n 等人报道了采用l e w i s 酸催化醛、酮与烷氧乙炔反应制备得 到产率达5 6 8 8 的q ，3 - 不饱和酯【5 1 1 。 ， o e t q r zol r 。”h + 。1 l l ，i h r o e t o e t o l e d f o r t 课题组报道了在中性条件下用1 m m 0 1 r e o c l3 ( p p h 3 ) 2 催化醛、 ( e t o ) 3 p 和n 2 c h c 0 2 e t 发生h o m e r e m m o n s 反应得到a ，p 不饱和乙酯【5 2 1 。 冒l m m 0 1 r e o c l3 ( p p h 3 ) 2 r c h 面i i i - 1 9 9 8 年，v i r g i n i e 等人报导了醛糖和溴代乙酸甲酯n b u 3 p h 和锌作用下得 到了产率很高的立体选择性产物0 【，3 - 不饱和甲酯【5 3 】。 ( d c a 一锡基c c ，p 不饱和酯的合成及其在高选择性合成反应中的席剧 b r c h ：c 0 2 m e ( 2 e q ) o h n b u 3 p ( 2 e q 、 z n ( 2 e q j + c o ，m e 2 0 0 3 年，r o n s h e i m 等人利用金属锌卡宾中间体合成0 【，b 一不饱和甲酯。 a ) e t 2 z n ，c h 2 1 2 oo。o 。r 蒜一飞。r l d)dbu 2 、w i t t i g 反应 自从2 0 世纪5 0 年代w i t t i g 反应被发现以来，。它一直是合成碳碳双键官能 团最有效的方法之一，在有机合成中占据重要位置：合成c c ，3 - 不饱和酯是w i t t i g 反应的一个重要的应用。 1 9 7 6 年，s u b r a m a n y a m 等人利用稳定的乙氧羰基甲叉三苯基磷试剂合成了 新的含醚键的0 【，3 - 不饱和乙酯i 5 5 l 。 p h ，p = c h c o ，e t + h c o ，e t e t o c h = c h c o ，e t _ 一一一 当磷叶立德不稳定时，直接将膦盐加入反应体系中，磷叶立德在反应中作 为中间体出现。1 9 7 5 年，d a u b e n 等，, k s 0 用环丙烷基膦盐在羧酸钠作用下与h m p t 反应生成3 乙氧羰基二氢呋1 1 南 5 6 。 吼艮 p p h ， o 3 、h o m e r w a d s w o r t h e m m o n s 反应 由p 一羰基膦酯在碱的作用下获得的碳负离子具有很高的反应活性，与醛、 酮等亲电试剂反应生成碳一碳双键，是合成烯键的有效方法。19 7 6 年，b r a d l e y 笙- i - j - 人利用瞵酯合成了a ，1 3 - 不饱和苄基酯 5 7 j 。 o 儿 母 八 o 一 顾士学位论文 m e o + m e o ) 2 刍c h z c 0 2 c h 2 p h m 膦酯与具有旋光性的醛缩合，产物可以保持物质的旋光性。1 9 7 6 年， j o h a n s e n 等人利用这一合成方法制得菌红类胡萝卜素【5 8 】。 2 圣丫c 0 2 m e c o ，m e 最近，t o u c h a r d 等人报道了用( c f 3 c h 2 0 ) 2 p o c h 2 c 0 2 m e 或 ( p h o ) 2 p o c h 2 c o z e t 和醛犀应，合成构犁专一的( z ) 巧一不饱和酯 5 9 1 。 ， o i | o c f f 旷r 眦+ o k h m d s ，t d a 一1 t h f k 2 c 0 3 。10 1 霭冠一6 o l | r = c o m e p h c l 4 、m i c h a e l w i t t i gh o m e r 反应 1 9 9 7 年，o l i v i e r 等人利用铜锂试剂“一锅法”合成了c 【，3 - 不饱和乙酯( 6 0 】。 1 3 ( 目一c c 一锡基也8 一不饱雨晒基的合成及其在高选择性合成反应中的应删 or l r l c u l i e t ，o e 。t e o c 0 2 e t 7 r 2 c u l i r l o 5 、氧化w i t t i g 反应 1 9 9 8 年，t a y l o r 课题组以醇和稳定的磷叶立德为原料，m n 0 2 作为氧化剂， “一锅法”合成了a , 1 3 不饱和酯【6 1 - 6 3 - 。 m n 0 2 ，c h 2 c 1 2 ，r t r p o h 二 p h 3 p = c h c 0 2 r l 2 0 0 2 午，t a y l o r 课题组报道用m n 0 2s i 0 2 负载的n a l 0 4 氧化二醇得到断 裂的w i t t i g 产物【。 一 ： m n 0 2 ，c h 2 c 1 2 ，r t o h r r o h o rn a l 0 4 一s i 0 2 ，e t 2 0 ，r t 一。- - - - - - - - - - - - - - p h 3 p 2 c h c 0 2 e t 6 、脱保护一氧化一w i t t i g 反应 2 0 0 6 年，湖南师范大学化学化工学院的邓桂胜、许百华 b 5 , 6 6 等人经研究发 现，在醋酸和稳定的w i t t i g 试剂存在下，活性二氧化锰作为氧化剂时硅醚能发 生脱保护一氧化一w i t t i g 反应，陔反应使硅醚直接形成碳碳双键而得到3 - 不 饱和酯。 m n 0 2 ，h o a c a x o s i 0 2 引 p h l p = c h c o ，r 硕士学位论文 浙江大学化学系孙罗军等人在2 0 0 3 年研究发现，用膦赫或胂盐与醇在氢氧 化钠和二氧化锰存在的情况下能分步地经历去质子化反应和氧化反应，提供了一 种立体选择性地合成( 句q ，p 不饱和酯通用简单合成方法6 7 1 。 p h 3 y c h 2 c 0 2 e t + r c h 2 0 h y = p ，a s l 4 本论文工作的基本设想 n a o h ，m n 0 2 。1 。 c h 2 c 1 2 r c j - - h u h 一 c o ，e t 由于许多重要的天然产物中均含有碳? 碳双键，使得双键的立体化学控制一 直吸引着元素有机和金属有机化学家的极大关注。尽管用w i t t i g 和其一类的反应 控制双键的顺反构型己取得了不少成功的结果，但新的方法仍为人们所期待j 随 着各种金属有机试剂和元素有机试剂在有机合成中应用研究的不断深入，人们发 现含杂原子和金属的双官能团或多官能团试剂是一类具有多种用途的有机合成 试剂，通过其在过渡金属催化下分别和亲电试剂或亲核试剂进行顺序交叉偶联反 应，可提供多种立体选择形成碳碳键的新方法，尤其在烯烃立体选择合成中显 万了其独特的作甩j 从而引起了化学家们的浓厚兴趣i 迄今为止，已有文献报 道的双官能团试剂有b 卜b 【6 8 1 ；z n b ；c u b 【6 9 ) ；s n b f 7 0 1 ；l i b 川：z r - b 7 2 1 ： c u s 【7 3 】；s n z r 【7 4 1 ；a 1 t i 7 5 1 ； a 1 z r 【7 6 1 ：z n z r 旧：t e z r 7 8 1 ；l i m g ：s n - s e 8 0 等 1 ，1 双官能团试剂和s e z r 8 1 】；t e b r 【8 2 】；s e b s 3 , 8 4 1 等1 ，2 双官能团试剂以及一些 1 ，3 双官能团试剂m 川，这些双官能试剂在应用于烯烃的立体选择合成中均获得令 人满意的结果。 我们课题组已丌发s i z r ，t e z r 和s i m g 等双宫能团试剂，例如：炔基硅烷 进行镁氢化反应可制得l ，1 双官能团试剂( z ) a 硅基烯基镁化合物。并且应用于 合成一系列的烯基硅烷及烯烃化合物 8 6 , 8 7 】。 r 罾_ s i m e 3 + i - b u m g b r c p ，t i c l 2 ( 5m 0 1 ) e t 2 0 0 2 5 h s i m e 3 m g b r 我们考虑到烯基锡化合物及a ，p 不饱和酯化合物都是重要的有机合成中间 ( d c c 锡基电b 一不饱和酯的合成及其在高选择性合成反戍中的应用 体，可以发生多种化学反应。因此，我们拟设计将上述两种结构单元结合在同一 分子中，即设计合成( d 一0 【锡基一c l ，p 不饱和酯双官能团试剂。 c o ，e t s n b u 3 l 由于碳一碳双键上连有锡基团和酯基团的化合物既可以被看成是q ，d 不饱和 酯化合物又可被看成是烯基锡化合物。因此，可以预料它们应当可以发生i j ，d 不饱和酯化合物及烯基锡化合物的许多反应。烯基锡化合物最重要的反应之一便 是在过渡金属络合物催化下，烯基锡化合物作为亲核试剂可与亲电试剂反应，这 些交叉偶联反应是形成碳碳键的最有效的方法之一。因此，研究( d a 锡基0 【， p 不饱和酯化合物参与的s t i l l e 交叉偶联反应，找出合适的反应条件使偶联反应 能够有选择地发生在碳锡键上，从而开发其在有机合成中的应用。 j， e x 卜 p d h c o ，e t e 从以上过程来看，e 为亲电试剂，由于上述反应具有高度立体选择性，所以 能成为立体选择合成多种取代烯烃的有效方法。由于亲电试剂可以是多种多样 的，我们利用上述模式应该可以开发出双取代烯基酯，含酯基的共轭二烯烃，共 轭烯炔烃及1 ，4 二烯烃等的立体选择合成的新方法。我们首先要研究制备含酯基 和锡基的i ，1 双官能团试剂的方法。继而拟研究1 ，1 一双官能团试剂( d q 锡 基c t ，p 。不饱和酯与烯基卤化物在p d ( p p h 3 ) 4 c u i 催化下的交叉偶联反应，预计可 以提供立体选择合成2 乙氧羰基取代的l ，3 二烯的新方法：拟研究在 p d ( p p h 3 ) 4 c u i 催化下，( 日c 【一锡基a ，d 不饱和酯和炔基溴的反应，预计可以提 供2 一乙氧羰基取代的1 ，3 烯炔的新方法。我们拟探索通过炔酸酯与三丁基锡化氢 及烯基卤化物或炔基溴化物之问的锡氢化一s t i l l e 串联反应，有可能提供“一锅 法”立体选择合成2 一乙氧羰基取代的l ，3 二烯和2 乙氧羰基取代的l ，3 烯炔方便 实用的途径。 眈 旭 只 硕二卜学位论文 第二章( d 一仅锡基仅，1 3 一不饱和酯的合成及其在 高选择性合成反应中的应用 2 1 ( d q 锡基q ，d 不饱和酯的制备 2 1 1 引言 烯基锡化合物作为一类重要的合成中间体己广泛地被用于碳碳键的形成。 人们努力地去寻找一条更有效的途径进行立体选择性地合成( 动型或( 日型的烯 基锡化合物：最常用的方法有下列几种： ( a ) 锡氢化反应：炔烃锡氢化反应是一条最直接的途径，它既可通过自由基 引发，又可通过过渡金属络合物的催化。自由基引发的反应导致了产物是顺反锡 氢化产物的混合物l s s , s 9 j ；而过渡金属催化的锡氢化反应是以顺式加成进行的，所 以更具有实用价值【9 0 税】。 二i 鲁，三泛麓s n b u 3 h ( b ) 锡金属化反应：三丁基锡的金属试剂对三键的加成反应用于合成烯基锡 化合物是- - 且l 仲远 p 择性的，使用的炔一般为端基炔烃【9 3 。9 5 】。 1 ) b u 3 s n m t 2 ) h 3 0 + m t h s d b u 3 ( c ) 有机金属试剂与三丁基氯化锡的交换反应。 1 7 ( 毋一o f 一锡基- c 【b 不饱和酯的合成及其在高选抒性合成反应中的应用 h r l m t r l s n b u 3 由于锡化合物易于保存，人们常把一些敏感的锂镁等试剂转化为烯基锡化 合物。例如：含氟的烯基锂化合物在低温下与三丁基氯化锡反应制得了含多官能 团的烯基锡化合物【9 6 】。 x 洲卧2 一庐棚鲁滓： 端基炔在铜盐的存- 在- - v ，于低温与g r i g n a r d 试剂进行反应，然后再与三丁 基氯化锡发生铜锡交换，也可制备烯基锡化合物9 7 1 。 陪- 三 h + r j m g b r b u 3 s n c i - - - - 2 1 2 一q 一锡基o t ，p 不饱和酯化合物的合成 入地b r ：2 s 我们日，j - 面已经介绍了炔烃的锡氢化反应是合成烯基锡化合物最常用最直接 的方法。近几年来，杂原子取代的炔烃进行的锡氢化反应更加引起人们的兴趣， 这主要是因为反应具有区域选择性和立体选择性。我们根据文献方法得知制备 ( d c 【锡基烯基硫醚的方法，即炔基硫醚在钯络合物催化下进行锡氢化反应为顺 式加成，锡基团区域选择地加成到连有硫宫能团的烯碳上【1 0 5 加7 1 。 p d ( p p h 3 ) 4 c 6 h 6 ，r t 因此我们推i n t 暂- 炔酸酯在钯络合物催化下进行锡氢化反应，同样也有可能发 r 3 甜 心 k h 硕：l 学位论文 生区域选择性的顺式加成，得到( d c l 一锡基一a ，p - 不饱和酯。 首先我们以1 乙氧羰基1 己炔( 1m m 0 1 ) 和三丁基锡化氢( 1 0 5m m 0 1 ) 为 反应底物，在室温下，分别以四氢呋哺和苯作溶剂，p d ( o ) 署f lp d ( i i ) 配合物为催 化剂来进行实验，研究反应的最佳条件( s c h e m e1 ) 。其反应结果列于表1 。 s c h e m e1 表1 催化剂和溶剂对1 乙氧羰基1 己炔的锡氢化反应的影向 从表l 可以看出，锡氢化反应在p d ( p p h 3 ) 4 催化下，以四氢呋哺和苯作溶剂 时，反应都能顺利进行，但是在以苯作溶剂时反应结果是最好的。 因此，我们在室温下，以苯作溶剂，将各种炔酸酯和三丁基锡化氢在 p d ( p p h 3 ) 4 催化下进行加成反应，结果以良好产率生成了相应的( d a 锡基一q ，p 不饱和酯。我们考察了含不同取代基的炔酸酯与三丁基锡化氢的反应( s c h e m e 2 、，其结果列于表2 。 r c o ，e t + h s n b u ，! 塑坠王， 。 c 6 h 6 ，r t s c h e m e2 1 9 h c o ，e t s n b u 3 艮 吣 眈 以 x h ( e ) 一c 【锡基- c 【，d 一不饱矛酯的合成及其在高选择性合成反应中的应刖 表2 ( 毋q 锡基c t ，p 不饱和酯的合成 8 所有产物均采用1 hn m r 、1 3 cn m r 、i r 、m s 和元素分析进行了表征 6 分离产率以炔酸酯为基准 从表2 可知，各种炔酸酯和三丁基锡化氢在钯络合物催化下都能进行顺式加 成反应，而且该反应区域选择性好，三丁基锡基团加在连有酯基的碳原子上，以 良好产率得到了( 目0 t 锡基c c ，b 不饱和酯。 从l a ，l b 的hn m r 谱来看，66 7 p p m 的烯氢出现三重峰，偶合常数j 为 6 8 7 2 h z 左右，这是碳亚甲基对烯氢的偶合，说明锡原子加到与羰基相连的烯 碳上o 另外，从l a 1 c 的1 hn m r 谱上可知，0 l l7 s m h 的偶合常数均为6 4 h z ，说 明s n 与h 处于顺式位。由此可知，炔酸酯和三丁基锡化氢的加成反应是高区域 选择性和高立体选择性的。 硕士学位论文 2 22 乙氧羰基取代的1 ，3 二烯的立体选择合成 2 2 1引言 许多天然产物含有一个或多个二或三取代的双烯【9 8 1 ，通常表现为1 ，3 共轭系 列，有一个特殊几何构型的双键来满足其生物活性的需要。因此，立体和区域专 一地合成共轭双烯化合物具有重要的意义，同时共轭双烯还可应用于其他反应如 d i e l s a l d e r 反应中。传统的有机实验技术对在两个不饱和单元之问立体选择形成 碳碳键无能为力，合成共轭双烯的一个简便、直接的途径是两个烯烃单元之间的 直接偶联，特别是过渡金属络合物催化的立体限定的烯基会属试剂与立体限定的 烯基亲电试剂，如卤代烯烃的偶联反应i 烯基硼试剂与b 溴代氨基酸衍生物在醋酸钯催化下，在9 5 乙醇溶液中发 生偶联反应可用以制备共轭烯烃删。 穿翟即? p 蕊d ( o a c ) 2 10 竺 乙烯基g r i g n a r d 试剂与烯基碘化物在钯络合物催化下发生偶联反应，立体 选择地合成了1 ，3 共轭的烯烃化合物】。 飞。呈螋 弋m g c l +气叫。，n 景气c 6 h 伊n 烯基铝试剂与烯基碘化合物在钯络合物存在下可发生偶联反应，得到构型保 持的共轭烯烃【1 0 。 +、pdcl2(pph3)al(ib u ) 2 r z 一 、 l 2 i ( l 3 - r j 锡基，d 不饱和酯的合成及其住高选择性合成反应中的应用 烯基铜锂试剂与烯基碘化物也能发生偶联反映。例如烯基铜锂试剂与烯基碘 化物发生反应得到共轭二烯烃，该反应由钯络合物催化，溴化锌对此反应有促进 作用，反应具有选择性好、产率高的特点( 尬】。 h ) 2 c u l i + i = kr 而z n 罚b r 2 p d ( 0 ) 。i r rf = 一 在钯络合物催化下烯基锡化合物与碘代烯烃立体选择地发生交叉偶联反应， 合成了1 ，3 一共轭烯烃 o3 i 。 丫丫2 既+ 心s n b u 3+ 。 i k h a c m e 3 s i 2 2 22 一乙氧羰基取代的1 , 3 二烯的合成 s i m e 3 c o ，e t a c 近年来，立体选择性地合成含有杂原子取代的1 ，3 共锯二烯越来越受人们的 关注。由于其含有共轭双键及杂原子官能团，故能发生多种有用的反应。例如， 舻发生d i e l s a l d e r 反应，或杂原子取代反应，已成为一种非常有用的有机合成 中间体。因此，人们对于合成含有杂原子的l ，3 共轭二烯的研究在不断的深入， 现已合成了含有硅原子取代的1 ，3 共轭二烯【1 0 4 1 ，含有硒原子取代的1 ，3 共轭二 烯 1 0 5 1 ，以及含有锡原子取代的1 ，3 共轭二烯 1 0 6 1 。 我们课题组也已丌发了一系列含有杂原子的l ，3 共轭二烯的立体选择合成 方法。例如： hp + 尸打印乒1 旦 c p 2 t i c l 2 ( 5t 0 0 1 ) e t ，o ，0 2 5 h s i m e 3 m g b r 硕士学位论文 p d ( o ) 然而，有关立体选择合成2 乙氧羰基取代的1 ，3 二烯的报道还比较少见。因 此，我们推测如果用l ，1 一双官能团试剂( d 一0 【锡基o 【，1 3 - 不饱和酯与卤代烯烃进行 钯催化交叉偶联反应，就有可能合成含有酯官能团的共轭二烯。为此，我们在钯 络合物的催化下，探讨了( d - a 锡基一o 【，1 3 - 不饱和酯与卤代烯烃的交叉偶联反应， 以制备2 乙氧羰基取代的l ，3 - 2 烯( s c h e m e 3 ) 。 i p d ( o ) i c u i r - - - - - d m f h 2 s c h e m e3 我们发现室温下，以d m f 作溶剂，( l 3 0 【锡基0 【，d 不饱和酯和卤代烯烃在 p d ( p p