（有机化学专业论文）联烯化学及其在有机合成中的应用.pdf

壁墨呈盔堂堡主塑! 丝兰垡堡壅 中文摘要： 本论文主要研究联烯化学在有机合成中的应用，并主要集中在联烯酮，联烯酸酯 联烯醇上。 。一吡晡酮是一类发现既早又一直受关注的杂环化合物。合成方法虽然很多，但 由于六元环上取代基的组合也很多，因此即使众多方法也难以满足人们提出不同取代 要求的a 一吡哺酮，尤其是多取代的a 一吡喃酮衍生物。我们发现在碳酸钾催化下联烯 酮与吸电基子取代的乙酸乙酯发生1 ，4 一亲核加成反应，在延长反应时间的情况下生 成了多取代的c i - n t l , 南酮衍生物，在吡喃酮环上不同位置引入丰富多样的取代基包括 烷基，芳基，烯丙基，氰基，乙酰基和酯基。反应简单，产率较高，有些底物产率达 到9 2 。反应在不同的溶剂里产率变化明显，不同底物的最佳溶剂也不同，以丙酮和 乙醇的适用面最广。) 卜 b ，y 一不饱和羰基化合物双键受羰基的影响容易迁移到q ，b 位，因此这类化 合物合成起来往往得到的只是a ，b 位的双键，我们利用联烯结构上的特点，用碱催 化联烯酮与吸电子基取代的乙酸乙酯发生l ，4 一共轭加成反应，较高产率地得到p ， y 一不饱和羰基化合物，反应底物结构，反应时问的改变引起产物双键位置的改变。 不同反应溶剂里反应的速度不一样。3 ，4 - 戊二烯酮在不同溶剂里都比较高产率地得 到8 ，y 一不饱和羰基化合物。b ，y 一不饱和羰基化合物碳碳双键的几何构型经n o e s ? 谱确定为户型。、) 联烯醇是非常有用的一类联烯化合物，因此它的合成方法很多，我们发展了从易 得的多取代联烯酸酯在一7 8 下用d i ：b a l h 还原制备多取代联烯醇的方法，产率从 4 2 、8 5 ，该反应的溶剂效应非常明显，反应体系要求甲苯做溶剂。联烯酸用同样条件 还原，只得到很低产率的联烯醇( 3 5 ) ；联烯酸的盐与d b a l h 不反应。本方法 结合联烯酸的拆分技术将有可能比较容易地制备重要的合成中间体一手性联烯醇。 关键词：联烯，联烯酮? 联烯酸酯，“联烯醇，。一吡喃酮衍生物，j 亲核加成反应，。还原反应。 复旦大学硕士研究生学位论文 s t u d i e so ns y n t h e t i ca p p li c a t i o no fa il e n e s a b s t r a c t t h em a i nt o p i co ft h i st h e s i si sf u n c t i o n a l i z e da 1 1 e n e ss u c ha sa l l e n i c k e t o n e s a 1 1 e n i ca c i de s t e r sa n da l l e n o l s d u et ot h eb r o a dr a n g eo fb i o l o g i c a la c t i v i t i e sa n ds y n t h e t i ci m p o r t a n c e i no r g a n i cc h e m i s t r y ，m u c ha t t e n t i o nh a sb e e np a i dt ot h es y n t h e s i so f a p y r o n e s w ed e v e l o p e dab a s e c a t a l y z e dr e a c t i o no fa l l e n e i ck e t o n e sw i t h e l e c t r o nw i t h d r a w i n g g r o u ps u b s t i t u t e da c e t a t e s1 e a d i n gt op o l y s u b s t i t u t e d q p y r o n e s t h er e a c t i o nw a sb e l i e v e dt op r o c e e d t h r o u g ham i c h a e l a d d i t i o n c cd o u b l eb o n dm i g r a t i o n l a c t o n i z a t i o np r o c e s s f o rd i f f e r e n t s u b s t r a t e ，d i f f e r e n tr e a c t i o np a r a m e t e r sa r er e q u i r e d d i f f e r e n tk i n d so f s u b s t i t u e n tg r o u pi n c l u d i n ga r y l ，a l k y l ，a l l y l ，c y a n o ，a c e t y le t h o x y c a r b o n y l a n dm e t h o x y c a r b o n y li ss u c c e s s f u l l yi n t r o d u c e di n t ot h ed i f f e r e n tl c o a t i o n o fq p y r o n e b ，y u n s a t u r a t e dc a r b o n y lc o m p o u n di sn o te a s i l ya v a il a b l ed u et oe a s y m i g r a t i o no fc a r b o n c a r b o nd o u b l eb o n df r o mt h eb ，y p o s i t i o nt ot h ea 0 一p o s i t i o n h o w e v e r ，t h e r e a c t i o no f a l l e n e i ck e t o n e sw i t h e l e c t r o n w it h d r a w i n gg r o u ps u b s t il u t e da c e t a t e sb r i r i g sa ne f f i c i e n tm e t h o d f o r t h es y n t h e s i so fb ，y u n s a t u r a t e dc a r b o n y lc o m p o u n d t h ep o s i t i o no f c a r b o nc a r b o nd o u b l eb o n dd e p e n d e do nb o t ht h er e a e ti o nt i m ea n dt h es t r u cl u r e o ft h es u b s t r a t e t h er e a c t i o ng i v e st h ee - t y p ec a r b o n c a r b o nd o u b l eb o n da s d e t e r m i n e db yn o e s ys p e c t r a i nt h es e c o n dp a r t ，2 ，3 - a l l e n o l sw e r ep r e p a r e d c o n v e n i e n t l yf r o mt h e r e d u c t i o no f2 ，3 一a l l e n o a t e sw i t hd i b a l h ( d ii s o b u t y l a l u m i n u mh y d r i d e ) t h e s o l v e n te f f e c ti sd r a m a t i ci nt h i st r a n s f o r m a t i o n k e y w o r d ：a l l e n e ，a l l e n i ck e t o n e ，a l l e n i ca c i de s t e r ：a l l e n o l ，o p y r o n e n e u c l e o p h i l i ca d d i t i o n ，r e d u c t i o n 参复旦大学硕士研究生学位论文 日0若 有机化学的一个重要任务便是发展各种有效的合成方法，为人类提供所需的分子， 因此，有机合成方法学已经成为有机化学家研究的热点。联烯化合物由于其结构上的 特殊性，正越来越受到合成化学家的青睐，联烯化合物成了合成化学家完成分子设计 及制造的常用工具和材料。近年来国内外在联烯化学领域不断地“出彩”也f 好反映 了这一点。 中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室麻生明小组在联烯 化学领域中的深厚的研究基础和成就吸引了我，使我对联烯化学有一个入门的机会。 i l l 复旦大学硕士研究生学位论文 第一章联烯化学简介 联烯( c = c = c ) 是指一类含有1 ，2 一丙二烯官能团的化合物，1 8 8 7 年b u r t o n 和 p e c h m a n 制备了第一个联烯化合物，而这第一个联烯化合物却被错误地认为是戊炔二 酸”1 ， 直到1 9 5 4 年才由j o n e s 等根据其紫外光谱确定了其联烯的结构”1 。 峨。- 、 = c c 0 2 h 堕h 0 2 c c ；c 0 2 h c 1 7 h h 2 h 0 2 c c 0 2 h 长期以来人们往往错误地认为这种累积双烯体系不可能稳定存在，因此也很难制 备。s t a u d i g e r 和r u z i k a 于1 9 2 4 年第一次从自然界中分离得到联烯化合物 p y r e t h r o o n e ”1 ，1 9 5 2 年化学家从自然界中分离得到的m y c o m y c i n 也含有联烯结构 。联烯化合物的不断发现逐渐改变了人们的观念，也引起了科学家们更多的兴趣， 这反过来又促进了联烯化学的发展。 i j ；i 一一2 2 1 2 3 ； h o o c h 2 c 一 第一节联烯化学的结构特点 ：导蹦 联烯由两个碳碳双键并列而成，中心碳原子为s p 杂化，两端碳原子为s 杂化， 存在两套相互垂直的”轨道，他们角度不匹配因此也不共扼，但其中任何一个都会与 直接和它相连的z 体系共扼，比如联烯的羰基化合物，联烯醛1 ，酮，酸，酯，酰 胺，联烯砜和联烯亚砜”“，联烯腈23 等等。联烯骨架不仅能构承载这些共扼 基团，也能承载其他基团，最常见的有：联烯卤素化合物“3 。，联烯醇，联烯胺m ， 杂原子如磷，硅，硒”等等。 最简单的联烯即i ，2 - 丙二烯与丙炔是同分异构体，事实上，这种结构上的相似 性在所有联烯类化合物与其对应炔类化合物都存在，结构上的相似性往往带来性质的 相似性，因此两者的性质往往可以相互比较和借鉴，给研究工作带来启发；许多联烯 化合物是通过炔类化合物的重排而来，当然联烯化合物又有更多自己的特色，其一， 复旦大学硕士研究生学位论文 因为联烯有两套相互垂直的z 轨道；其二，联烯上可以引入四个不同的取代基，这种 取代基的多样性是炔类化合物所不具备的，这种多样性又决定了联烯化合物自然而然 地成为一类重要的有机合成中间体。 第二节联烯化合物的图谱特征”o 联烯化合物的第一个特征是红外谱在1 8 7 0 2 0 5 0 c m l 有较强的吸收峰，这是联烯 键( c c c ) 的不对称伸缩振动( ua o ) 的特征频率。 联烯一端全部是氢原子时，在8 5 0c m l 处有强吸收。 联烯上氢原子的氢谱特征为：84 5 - 5 5p p m ：窜l ：”。 “h 6“f i - c 3 h 7 。，= = 2 = i i 2 1 3 。 c o o h。7 2 = = i v 。h “i i h “l _ o h 化合物化学位移，8 ( p p m ) ( t m $ s t a n d ) h 。h 。 第三节联烯化合物的轴手性问题”2 3 联烯化合物产生轴手性的条件是什么? 。：鱼薹 只要r 1 r 2 且r 3 一，联烯将具有轴手性，不符合该条件的联烯没有轴手性， 那么轴手性如何判断呢? 这可分为三种情况： ( 1 ) 当四个取代基各不相同时，具有手性，可以将联烯三个碳原子“缩”为一个碳原 子根据c a h n i n g o l d p r e l o g 规则来判断。比如以下化合物具有s 构型。 戊戌 复星大学硕士研究生学位论文 “。0 2 c 一 m e c 】2 c 一 。尸。，一。企e r ( 2 ) 对于r 1 = r 3 ，r 1 = 时，r 2 = r 3 ，r 2 = r 4 四个条件中只满足一个的情况下，可 以用如下简便的方法判断：即从联烯的一端沿轴向看过去，前面的基团始终大于 后面的基团，然后将联烯三个碳原子“缩”为个碳原子根据c a h n i n g o l d p r e o g 规则来判断，以下化合物则具有斤一构型。 l p h 6 。厂、，一笨 从含溴的一端看过去，则有如下的大小关系：b r 旷 m e h “因此具有厅一构型 ( 3 ) 下面的化合物也可用上面的办法来判断： 型 “p 驴叭一6 m - 尸_ m 。一舻釜m e 6 从含m e6 的一端看过去，则有如下的大小关系：m e 6 h 6 m e “ 因此具有厅一构 鱼墨呈查兰堡主堕塞皇兰垡堡壅 一。一 第二章联烯酮和吸电子基取代的乙酸乙酯亲核加成一分子内环化反应研究 第一节 l ，2 - 联烯基酮的合成方法及其在有机合成中的应用 l ，2 一联烯基酮( 英文名：1 ，2 - a l l e n i ck e t o n e ) 是指羰基旁边直接连有丙二烯基 基团的化合物，与其他联烯化合物比较，它性质比较活泼，结构上又有独到之处，因 此它成为联烯化学的一块热门研究领域。 1 i ，2 - 联烯基酮的合成方法 0 r 1 、一 。： = 8 0 本法有两步反应，但总产率很高。 ( b ) j o n e s 氧化：炔醇在j o n e s 试剂引的氧化下得到较高产率的炔酮”。 ( 2 ) 反应。 o h c r 0 3 ，h 2 s 0 4 一- c 州l 。三三一弋磊五赢- 百琶 l h ，0 n 七6 h l ：l ! 一+ 6 2 1 ，2 一联烯基格氏试剂或炔丙基格氏试剂与酯”7 。“或n ，n 一二甲基酰胺”“2 = = = = 。= = = 3 r c 0 2 e t m g x 一7 8 3 0 6 5 r l c h b r r 2 + p h c o n m 。2 ! ! + 本法只有一步反应，但产率因取代基不同而相差较大( 3 0 6 5 ) i 笋。 一 y 叫 罟 心竺 乏 复旦大学硕士研究生学位论文 ( 3 ) 有机锂试剂和n ，n - 二甲基酰胺反应。 ：江：，等。：江堕：乏一 r 1 = r 2 = r = m e ，r 3 = h ，产率7 8 r 。= r 2 = r 4 = m e ，科= ，r b u ，产率8 3 r 。= r = h ，r 3 = n c 8 h r 4 = m e ，产率6 2 上述反应的联烯基锂有两种获得方式：a ) i = h ：直接将联烯锂化，当联烯上有三 个烷基取代基时就必须用叔丁基锂来实现锂化b ) x = b r ，c 1 这种情况是通过x l i 交换获得联烯基锂试剂。 ( 4 ) 2 ，3 一联烯醇氧化合成 ( a ) 过氧化镍( n i o ，) 氧化”。”1 。 r 。= r 2 = e t ，r 。= h ，r 4 = m e7 4 r 。= r ! = m e ，r 3 = h ，r 4 = m e8 9 r 1 = e t ，r 2 = r 1 = m e ，r 3 = h ，8 5 ( b ) s w e r n 氧化： 二甲基亚砜和草酰氯在二氯甲烷中作为一类很好的醇的氧化试剂”。 簿萨一潜萨 ( 5 ) w i t t i g 反应旧3 。 长+ 9 e t 龇3 np h 。寺 w i t t i g 反应还应用于其他联烯化合物”“中碳碳双键的构成，尤其是l ，2 - 联烯基 羰基化合物( 联烯酸酯的合成将在第三章中讨论) 。 ( 6 ) 利用取代乙酰丙酮溴化产物的消除反应旧】。 坠 毒 复旦大学硕士研究生学位论文 r = h ，产率：7 5 ：r = e t 产率：7 0 r = 俨b u 产率：5 4 r ：b n 产率：7 7 乙酰丙酮的亚甲基上很容易引入各种取代基，因此这是制备端基联烯酮的好办法 产率较高，步骤简单。 ( 7 ) 重排反应 丙炔醇接受卡宾的插入生成丙炔氧基甲基酮( 产率：6 1 7 3 ) ”1 ，与t m s c l 反 应生成的三甲基硅醚中间体发生c l a is e n 重排，p t s a 催化下脱三甲基硅基后氧化生成 联烯酮”“。 n 2 c h c o o r lt m s c l 8 一f 洲i i 面云i a 一 一o c n z c o r l i j i _ 蒜 p t s a c h o hh 2 0 该法步骤比较长，但可以用于合成四取代的联烯酮，且产率较高。 2 1 ，2 一联烯基酮在有机合成中的应用： l ，2 - 联烯基酮的结构上有两个特点：( 1 ) 两个互相垂直的轨道；( 2 ) 联烯 上连有吸电子的取代基。这两个特点决定了它具有较高的反应活性。联烯酮的反应主 要有以下几种： 1 分子内环化反应： 联烯酮发生分子内的环化反应用于合成呋喃化合物m ，。 一詈。- 鎏。 譬。 一 f 饱和b 一卤代烯酸，b ，v - t 饱和d 卤代烯酸酶”0 1 ，s ， y 一不饱和0 一卤代烯酰胺，0 ，y 一不饱和0 一赢代烯磷氧化物，b ，y 一不饱和 b 一卤代烯腈的办法。 联烯酮的氢卤化反应”： 父一竺 一= = h o a c2 5 联烯磷氧化物的氢卤化反应”4 溅盔。溅丽_ ，隔2 联浠躐豹氢卤纯反应1 ： 8净“上。rr2s 0 2 r ， 联爆亚蹶竣氢蠹化反应9 8 ；：。 一s 0 2 r r l 矿x 一s o r r 1 x = c 1 b r r 1 = h ，m e ；r 2 = h ，m e ，n - b u ：r 3 = h ，m e ，n - b u r = m e ，p h 联烯酰胺的氯卤化反应”“： 8 商。旦k 。 r 3 b 4 h “ n “ 该反应产率很高，但立体选择性不是很好。 1 9 矿 毗 盯 啪 。、厂。 复旦大学硕士研究生学位论文 能不能将联烯酮的氢卤化反应推广到其他亲核试剂，反应究竟如何? 能不能 在反应中控制双键的位置? 我们选择丙二酸二乙酯和1 ，2 - 壬二烯一4 一酮( 1 b ) 作了如下的实验设计： 0 i i ：、c 5 h l l 0 l 。q 。i 。k 2 c 0 3 e t 0 2 c a c 0 2 e t 2 d t a b l e1 弋八”c 5 h _ j 啪。c 人。墨 n h 州”顶吖” e t 0 2 c 7 、0 2 e t e t 0 2 c 7 c 0 2 e t 不反应 2o 1 “ r e f l u x 4 5 m f n2 8 3o 1 d m f8 03 6 40 5 d m f5 0l l 。 5 1 0 a c e t o n er e f l u xl 。 “a c e t o n e h 2 0 = i 0 ：l ；63 1 成环产物( 6 b d ) ： 3 1 成环产物( 6 b d ) ；。6 7 成环产物( 6 b d ) 试验结果表明 l 碳酸钾催化下于室温不反应，升高温有利于反应发生。 2 随着反应时间延长双键发生迁移，并发生分子内缩合反应。 3 与用丙酮作溶剂比较，d m f 做溶剂的反应体系反应速度加快的同时副反应增 加。表现为体系颜色变黑，薄板跟踪时原点沉积杂质增多。 虽然( 3 b d ) 的产率不高，但这并不让我们气妥，至少我们对这一类型产物 讲 复旦大学硕士研究生学位论文 的氢谱特征以及在薄板层析上的位置已经心中有数，任何蛛丝马迹都将有利于下 面的实验工作。 理论上，从底物的选择来看，非氢的r 1 ，r 2 将有利于产物( 3 ) 的形成，到 底事实是不是这样的呢? 用如下的底物试验： e t 0 2 c c 0 2 e t 2 d m e ：r 2 = m e ：r 3 = h ：r 4 = n - c 6 h = m e ：r 2 = m e ：r 3 = h ir 4 = c h ， e n t r y 1 s o l v e n tt t i m e y i e l d ( ) ( )( h ) 345 l 1 j a c e t o n er e f l u x2 l 5 8 ( 3 j d ) 2l k a c e t o n e r e f l u x9 7 5 ( 3 k d ) 3 1 j e t o h r e f l u x2 4 “ 4 i kd m f 5 51 1 8 3 ( 3 k d ) 。得到i 0 的化合物a e 从以上实验数据可以看出：由于两个甲基对双键的稳定作用使得5 - 甲基一3 ， 4 - 己二烯一2 一酮( 1 k ) 和2 - 甲基一2 ，3 一十一二烯5 一酮( 1 j ) 都能顺利地生成b ，y 一 不饱和羰基化合物。 那么，r 1 ，r 2 ，r 3 ，r 4 四个都是非氢取代基联烯酮也可能容易地生成化合物 ( 3 ) 。到底是不是这样昵? 我们作如下试验： h 2 0 e t b a s e h 2 0 2 e t s o l v e n t 2 a 美 r r ：kl i 2ebat 冷 镱移复黾大学硕士研究生学位论文 la c e t o n e k ：c o 。( 0 0 5 ) 5 5i 4 2d m f k ：c o ，( o 0 5 )6 08 3d m f n a h ( 0 2 0 )5 02 3 不反应 不反应 反应复杂 实验发现事实并非如此，这是由于四取代联烯酮的大的空间位阻所导致 的。当用强碱( n a h ) 来催化时由于副反应太多生成了一个复杂的体系，没有分 离得到主要产物。 既然非氢的nr 2 能顺利的进行反应而且可以控制双键的位置，而叭一都 是氢的联烯酮的反应还没有找到控制双键位置的最好条件，由此我们自然的想到 如果r 1 ，r 2 中一个为氢，另一个位非氢的取代基的情况最可能成为我们下一步能 实现的目标。思路明确以后，我们以3 ，4 - 壬二烯一2 一酮( 1 f ) 和3 ，4 十二二烯一2 一 酮( 1 m ) 为底物进行了下面的实验： i f ：r 1 = n - b u ：r 2 = h ：r 3 = h ：r 4 = c h 。 l m ：r 1 = 矿c ，h 1 5 ：r 2 = h ：r 3 = h ：r 4 = c h ， 一 站 壁壅呈查兰堡主里壅皇兰垡堡壅一 e n t r y 1s o l v e n tt ( ) t i m e! ! ! 型 ( h )3 45 。另有3 8 成环产物( 6 f d )“另有6 成环产物( 6 f d ) 另有2 7 成环产物( 6 f d ) ”x ”- c 啪8 h 1 7 酊矧 o b 实验结果表明： l 在不同的溶剂中反应速度有如下的关系：乙醇 丙酮 乙醚。我们认为这 是与溶剂的极性大小有关，极性越大反应越快，在所有应用过的溶剂中以在d m f 最快。 2 随着反应时间延长b ，y 一不饱和羰基化合物( 3 ) 将发生双键的迁移并进一步 发生分子内的环化反应。因此根据反应的速度选择一个恰当的时间终止反应显得 非常重要。这也同时对反应的温度和溶剂有了选择要求。反应越快薄板层析跟踪 的时白j 洲隔也越短。 3 在氮气保护下的对照实验发现空气环境对反应没有影响。 4 当r 、r 2 时生成的双键就有一个顺反异构的问题到底是生成顺式还是反式 的双键呢? 9 在这里我们得到的结果与联烯酮的羟卤化反应中的结果完全相同 卢 泠、 鱼墨呈查堂堡圭堕塞生兰垡堡壅 其顺反异构是通过n o e s y 谱确定的。碳碳双键上的氢( h 8 ) 原子和丙二酸- 7 , 酯的亚甲基上的氢原子( h 勺存在n o e 效应。 我们认为联烯酮与丙二酸二乙酯的反应是在碱性条件下进行的，碳负离子从 较大基团的反式位置进攻位阻较小，形成反式的加成产物。 e t 0 2 c 八c 0 2 e t 初步的总结：该反应的影响因素主要有以下几个：时间，温度，溶剂，联烯 酮的结构及其活性。 从电子效应上来看由于联烯上没有给电子取代基，最简单的联烯酮l ， 2 一戊二烯一3 酮在所有的烷基取代联烯酮中具有最高的反应活性，从动力学的角 度来看，它与丙二酸二乙酯的反应有可能比较容易地生成b ，y 一不饱和羰基化合 物( 3 c d ) 。实验结果令我们感到合成化学非常的奇妙。我们终于能够把双键完全 地控制在口，y 一位。氢谱上5 3 0 p m 左右的两个等面积的单峰是这个化合物最大 的特征，表明末端双键成功地保持住，并没有迁移。 以下是实验结果： 0 h 、一m e 1 2 2 2 1 。2 一 h l c h 01 e q k 2 c 0 3 e t 0 2 c 八c 0 2 e t 2 d h “a r 丫” 2 c 人2 墨 她殛潞 潼 复旦大学硕士研究生学位论文 t a b l e5 c h ：c i ： c h ：e l ： c h 2 c l ： c h 。c i ： e t o h e t o h e t 潍 c h ：，c n 0 1 0 。5 0 。0 5 0 1 0 1 0 。1 0 1 。 0 1 r e f l u x 1 5 8 4 ( 3 e d ) 1 5 r t r e f l “x 1 3 1 3 r t r e f l u x 3 d5 1 ( 3 c d ) “ 6 ( 】 6 1 ( 3 c d ) i 4 。 1 ，5 7 2 ( 3 c d ) 3 d 。 0 5 1 s 反应复杂 发应复杂 9a c e t o n e 0 ，lr e f l u x1 2 。 8 i 亓f 收4 8 丙二酸酯：6 总产率5 5 ，n m r 比例：( 3 ) ( 5 ) = 2 ：1 另有4 成环( 6 c d ) ：+ 总产率1 9 n m r 比例：( 3 c d ) ( 4 c d ) = l ：1 而其中( 4 ) 的顺反比例又为1 ：l ：“加入0 i e q u i v ， 吡啶：1 少鬣成环产物( 6 c d ) ：( 4 c d ) 和( 5 c d ) 总产率4 4 箕他联烯酮的反应结采剜表如下 0 t s o l y e n e t 0 2 c 0 2 e t 2 d l e ：r l i ：r 1 i n ：r l a ：r t = h ：r 2 = h = h ：r 2 h ： = h ：r 2 = h = h ：r 2 = h 4 5 r 3 = h ：r 4 = b n r 3 = a 1 l y l ：r 4 = c h l r 3 = h ：r 4 = n - c 7 h i s r 3 = t a b u ：r 4 = c i i ， 疑。 吣 壁墨呈盔兰堡主竺窒生堂垡堡兰 t a b l e6 “心1 0e qk z c o ，作催化剂， 保护f 进行：。用0 0 5e q ( 5 a d ) = 1 ：1 ：9 3 0 成环( 6 n d ) ： k ：c 0 ：，作催化剂 6 _ l f j1 0e q n a h 作催化剂： + 反应住氮气 总产率6 5 n m r 比例：( 3 a d ) ：( 4 a d ) ： _ c 7 h 1 5 联烯酮与其它吸电子取代亚甲基反应初探 既然联烯酮的结构对反应结果有非常明显的影响，如果在亚甲基上改变吸电 子取代基，是不是也会对反应有意想不到的影响呢? 比如增加亚甲基上的取代基 的吸电子效应或减弱其吸电子效应。我们用( 2 e 一2 h ) 进行实验，遗憾的是，尽 管我们用不同的底物，也试了很多反应条件，却没有发现令人满意的结果。 e t 0 2 c 八e w g 2 2 b ：e w g = c n ：2 e ：e w g = 一c h 3 c o m e ：2 e ：e w g = b r ： 2 f ：e w g2p h s 0 2 c h z c 0 2 e t ：2 9 ：n 0 2 c h 2 c 0 2 m e ：2 h ：c h 。c oc h ：c h ，；c o 小结：联烯酮与吸电子取代的乙酸乙( 甲) 酯反应中，底物结构是影响双键位置 的最主要因素，非氢的r 1 ，r 2 有利于生成b ，y 一不饱和羰基化合物。这是烷基 取代基对双键的稳定作用所致。但当r 1 = r 2 = r 3 = h ，r 4 = m e 时却是个例外， 不同反应条件都能较高产率地得到8 ，y 一不饱和羰基化合物，四取代联烯酮在温 和条件下不反应，用n a h 做碱则反应复杂。反应在不同溶剂中速度不同，在d m f 中最快，反应时间延长，0 ，y 一不饱和羰基化合物将发生双键的移位。 疑。 鲤! 墨呈查兰堡主墅窒皇堂竺堡苎 第三章联烯酸酯的还原联烯醇制备新方法 第一节联烯醇在有机合成中的应用 2 ，3 一联烯醇是指q 一位直接连有丙二烯基团的醇类化合物，它是一类重要的 有机合成中间体，2 ，3 一联烯醇经常应用于如下的反应中： l 环氧乙烷( o x i r a n e s ) 化合物的合成”“。 p h 2 i b f 4 p d ( 0 a c ) 2 p h 3 p k 2 c 0 3d m f 6 0 3 h 时无论用碳酸铯还是碳酸钾都得到三元环 分兮 而r = a l k y l 时，用碳酸铯得到三元环，用碳酸钾得到的是五元环。 r = n - c 5 h i - p r ，c - h e x 上海有机所麻生明小组发现联烯醇在p d ( p p h 。) 。催化下，用碘苯反应得到反式 为主的烯基环氧乙烷衍生物”“。 5t 0 0 1 p d ( p p h 3 ) 4 p h 2 i + p h i 一 、十 。广+ q 5 5 器1 4 0 m h 9 颞h - c 4h o o 2 2 ，5 - 二氢呋哺的合成。 ：x 二n 。lx 4 。 r 3 7 r 5 r 3 吾6 3 其中r 4 = r 5 = h 的情况下产率只有2 0 3 5 。 3 联烯醇与烯丙基卤化物的偶联关环反应： 上海有机所麻生明小组发现”引： 4 h 9 曲 卟一 孙。 肜 r 专 鱼堡里查兰堡主堑窒生兰生堡塞 一一 ，卜c 4 h o 厂_ b be q u l v 5 1 p d s o l v e n t r t 5f l l 0 1 p d c l 2 5e o u i v d m a ，r t 6 3 t 6 4 h 9 + 4 “g 7 6 9 7 ： 3 e z = 1 ：1 4 上海有机所麻生明小组还发现了d 一或y 一的氨基醇的高区域及立体选择性 合成”1 。 + r 2 i 十15e o u i vr 3 r 4 n h 5m 0 1 p d ( p p h 3 ) 4 r e t q n r 2 = 全氟烯基，烯基，烷基 5 o 6 一不饱和酮的合成”。 + r 2 x 旦 n r 。 e z r 8 n 一一 如占h 。0 1 h1 0 h 冬小。- 一。u ： 乩 h “ 髟 了 了 j 萨 壁墨呈盔兰堡圭堕窒生兰竺堡兰 一 第二节2 ，3 - 联烯醇的合成方法 2 3 - 联烯醇的常见合成方法有以下几种： 13 - 环氧基取代丙炔醇在铝锂氢作用下的开环反应”3 。 l l a l 1 4 t h f 24 一羟基一2 一炔基氯与格氏试剂的反应1 。 叭一；i 一。可1 2 r m g x h 2 0 ) h 2 矗 2 ) 厂_ 0 h r + r c = 一c h 2 o h 2 7 该反应当中，低温有利于联烯醇的生成，温度升高对炔醇有利。 32 ，3 - 联烯溴的水解反应”。 9 9 ：1 ，而且产率也比较高。 7 端基炔醇与多聚甲醛在溴化亚铜催化下的反应”。 。- c 6 h i 3 h c h o h n ( i r ) 2 一。夕一焉孓磊 1 7 t s h l 3 h o 一 如果我们能够用易得的联烯酸及其衍生物( 酯，三乙胺盐，辛可宁定盐) 直接还原成醇， d i b a l _ h r 1厂0 h r 2 尸、3 r 2r 3 基于( 1 ) 多取代联烯酸及其酯容易制备，( 2 ) 联烯上可以引入四个不同的取代 基( 3 ) 利用联烯酸手性拆分的新技术”，将有可能容易地获得光学活性的不同 取代的联烯醇，并进一步将光学活性和取代基团的多样性转移到联烯醇参与的反 应中。 d i b a l hr 厂o h r d 尸气k 3 。n h 3 + c h 2 p h c h 3 心 畸砑 r r f f 。k萨 “一 h 复旦大学硕士研究生学位论文 第三节联烯酸和联烯酸酯的合成 i ) 不含取代基的2 ，3 - 丁二烯酸的合成有两种方法： a ) 从1 ，2 ，3 - 三溴丙烷出发通过两次消除得到最简单的联烯( 丙二烯) ，再 与正丁基锂发生去质子化反应，形成联烯基锂与c o 。反应即生成2 ，3 - 丁二烯酸 9 7 0 b l r n a o h b 【rz n b r - j - b r b r 太一 1 ) n - b u l i 一一2 2 2 弋 2 ) c 0 2 c o o n b ) 从丙炔醇出发经过四步反应得到2 ，3 一丁二烯酸”1 。 p b r 3 i ；p y ( c a t ) 1 ) a 1 o n 。；。；：_ b ，j j 。：；i i i 2 2 2 ，o “ 竺：竺4 一兰堕 58cooh9 8 c o o h 2 ) 4 - 烷基取代的2 ，3 一丁二烯酸的合成。 低温下格氏试剂与炔丙基溴发生s n 2 1 反应制备得到联烯，联烯的末端位氢经 过丁基锂锂化与c o z 反应即可得到4 位烷基取代的2 ，3 一联烯酸。 弋，詈8 一尝8 气。 3 ) 多取代联烯酸酯的合成： 多取代联烯酸酯用前面的办法不易合成，而通过酰氯与含酯基的叶立德反应 却能很好地实现它的合成，反应简单，产率较高。 r 3 一c h 2 c 0 2 h b r 2 e s t e r i f i c a t i o n t p p h 3 一r 。一c 聃r c 0 2 e t n a o h a ) r 3 = h8 7 b ) r 3 = c h 3c ) 6 0 8 3 = n p r 5 2 r 。汽叫：矗i 胡 。 啦 妒 镥参复旦大学硕士研究生学位论文 r 1n - h e x ，r 2 = h ，r 3 = m e r 1p h ，r 2 = h ，r 3 = m e r 1 ：1 - n a p h t h y l ，r 2 = h ，对= r 1p h ，r 2 = h ，r 3 = a l l y r 1 = h r 2 = h 一= r 1 = 刀一b u r 2 = h r 3 = m e 其中含苄基和烯丙基的叶立德是通过如下反应制备的 p h 3 p 、 c 0 2 e t 下面的方法可以方便地在酰氯的a 位引入甲基“” 8 2 7 6 5 8 8 2 6 3 7 0 p h c h 2 , c n 兰l p h g 埘e ) c n ! 磐p h c h ( m e ) c o o h 墼9 “_ naoh m 一 l ：号：矗i 瑚 r r 5 e t i k 2 c 0 3 r ，r 产气= 一净气 r 2 t 0 2 h d m f r d c 0 2 e 联烯酸及其酯的相互转化可以利用上面的办法方便地实现。 )1) ) nuun订儿 复旦大学硕士研究生学位论文 第四节还原反应实验结果和讨论 我们首先选用4 一苯基一2 一甲基一2 ，3 - 丁二烯酸为底物试了一系列条件： 9 。! 、： 儿、。h ! ! ! ：竺：! + 9 b 、。，( ，一。“ t a b l e l 、 8 8 、 e n t r y r e d u c t a n t s o l v e n tt e m p t i m e y i e l d ( ) ( e q u i v ) ( )(h)8a l n a b h 4 ( 2 1 )c h z c l ：07 5 不反应 2 l i a i h ( 2 0 )e h t e r0 2 5 反应复杂 3 ( m e ) z sb h 一，l o 0t h f r t2 5 反应复杂 4 d i b a l h 0 l2 2 c y c l o h e x a n e ( 2 1 ) “无溶剂 从表中可以看出：联烯酸的还原反应对还原剂的选择性要求较高，用n a b h 。 l i a i h “，( m e ) ：s b h 。作还原剂结果都不好，而用d i b a l h c - h e x a n e 能得到2 2 产率的联烯醇，我们对条件进# g t 进一步摸索。 0 i ld i b a l h 9 ：r k 佣睾9 涛f “ t a b l e2 e n t r y d i b a l h s o l v e n t t e m p t i m ey i e i d ( ) 旦坐! ： ! 竺! ! ! ! 呈 一_ h _ 一_ _ 一一 1 2 1 t o l u e n e一7 8 1 l4 22 1 c - h e x a n e 8 5 1 5 反应复杂 34 0 c - h e x a n er t 1 1 3 44 0 c - h e x a n e r t3 4 反应复杂 5 2 2 t o l u e n e 一7 81 0m i n s 61 0 0 t o l u e n e 一7 8 8 6 7 7 0 t o l u e n e 一7 8l 反应复杂。 1 加入1 0e q u i v a g n o ，生成a g 沉淀： 加入1 - 0e q u i vc u b r ，生成5 0 的4 - 苯基一2 甲基一3 一r 烯醇( b ) ：。加入1 0 e q u i va i c i 。 复旦大学硕士研究生学位论文 r 、n 从表中可以看出：改变反应的温度，溶剂，时间以及加入路易斯酸都没有 得到理想的产率。我们认为反应不好是由于联烯酸的酸性干扰，能不能用联烯酸 的盐或酯来进行反应呢? 抱着希望，我们用4 一苯基一2 一甲基一2 ，3 一丁二烯酸的辛可宁丁盐和三乙胺 盐做底物，结果依然不好。 t a b l e3 d i b a l h + 一盐c-h，e：xanebase 9 1 d 一叫 + 一盐7 一= 气 n 2 ，h 7 8 a 、m e 最后发现与d i b a l h 的反应溶剂效应非常明显，当用d i b a l h 的甲苯溶液 反应在甲苯中进行时可以以8 3 的产率得到相应的联烯醇( 8 a ) ( 见t a b l e4 ) 。 m e t n 2 a n h y d r o ：s t o l u e n e 2 d i b a l h c y c l o h e x a n e ( 3 0 ) 3d i b a l h t o l u e n e 一7 85 8 3 t o l u e n e ( 2 1 ) 擎 壁墨里查堂堡主翌塞兰堂垡丝壅 i 封0 咄墨南洲 7 a n h y d f o u s t o l t l e n e e n t r y 7d i b a l hs o l v e n t t i m ey i e l d ( e q u i v ) ( h )( ) l 7 b2 2 t o l u e n e1 52 5 ( 8 b ) “ 27 b 2 1t 0 1 u e n e1 2l l ( 8 b ) 3 7 c5 3t o l u e n e 22 5 ( 8 c ) 6 6 另得到1 7 2 - 甲基一3 一癸烯醇( c ) ：6 加入1 6e q u i v a i c l ， n - c 6 hl 厂丫 、叫 c 7 b ：r 1 = n - c 。h l3 ，r 2 = m e ，7