（有机化学专业论文）αα二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究.pdf

岛铲二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究 中文摘要 中文摘要 钐试剂在有机合成中的应用是当前有机化学的研究热点之一。发展钐试剂介 入的高选择性有机合成反应，对进一步认识与开拓钐试剂在有机合成中的应用有 着重要的意义。 本文主要研究了烯丙基溴化钐试剂的新应用以及参与的新反应。 1 烯丙基溴化钐试剂与传统的格氏试剂相比，具有不易自身偶联、选择性好 等优点。我们用不同的方法合成了一系列的铲二卤代酮，考察了这些二卤代酮 与烯丙基溴化钐试帮的反应。发现：( a ) 反应生成了两类不同的新的多官能团化合 物，潜在应用价值极大；( b ) 反应生成的化合物是多个官能团连接在同一个碳原子 上的化合物，通常难于合成，该反应为该类化合物的合成提供了一锅化的合成方 法；( c ) 烯丙基溴化钐试剂与隔铲二卤代酮反应，化学选择性地进攻羰基；( d ) 铲 二溴代酮是一种具有较大位阻的酮，烯丙基溴化钐可以与其发生加成反应；( e ) 提 出了该反应可能的反应机理，并对其进行了深入的研究。 2 研究了n a b r 0 3 n a h s 0 3 或k c l 0 3 n a h s 0 3 体系与1 ，3 一二羰基化合物的反 应，提供了一种1 ，3 一二羰基化合物二卤代反应的新方法。 关键词：烯丙基溴化钐、二卤代酮、1 ，3 一二羰基化合物、二卤代 i 作者：狄聚财 指导教师：张松林 a a r - - - 卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究 英文摘要 a b s t r a c t t h ea p p l i c a t i o no fs a m a r i u mr e a g e n t si no r g a n i cs y n t h e s i sh a sb e e na t t r a c t e dm o r e a t t e n t i o n i tb e n e f i t st od e v e l o pf u r t h e rt h eh i 9 1 ls e l e c t i v er e a c t i o nb ys a m a r i u m r e a g e n t s t h et h e s i sc o n s i s t so ft h ef o l l o w i n gt w os e c t i o n s 1 c o m p a r e dt oa l l y l m a g n e s i u mb r o m i d e ，a l l y l s a m a r i u mb r o m i d eh a sm u c hl o w e r r e a c t i v i t y , a n d i td o e sn o tg i v er i s et o c o u p l i n gb y p r o d u c td u r i n gp r e p a r a t i o n e s p e c i a l l y , i th a se x c e l l e n ts e l e c t i v i t y as e r i e so fa , c t - d i h a l ok e t o n e sw e r ep r e p a r e da s s u b s t r a t e ，a n di t sr e a c t i o nw i t ha u y l s a m a r i u mb r o m i d ew a sc a r r i e do u t t h ee x p e r i m e n t s h o w e dt h a t ：( a ) t h e s er e a c t i o n sp r o d u c et w ok i n d so fu n k n o w nc o m p o u n d sc o n t a i n i n g d i f f e r e n tl a b i l ef u n c t i o n a lg r o u p s ；( b ) t h ep r o d u c t sc o n t a i n i n gac a r b o na t o mb e a r i n g t h r e eo rf o u rd i f f e r e n tl a b i l ef u n c t i o n a lg r o u p s ，t h e s ec o m p o u n d su s u a l l yd i f f i c u l tt o p r e p a r e ，ao n e - p o tm e t h o df o rp r e p a r a t i o no ft h i sk i n do fc o m p o u n d si sd e v e l o p e d ；( c ) a l l y l s a m a r i u mb r o m i d es e l e c t i v e l ya t t a c k st h ec a r b o n y lg r o u p ；( d ) a l l y l s a m a r i u m b r o m i d ei sa d d e dt o0 【，a - d i h a l ok e t o n e sd e s p i t et h es t e r i ch i n d r a n c e ；( e ) ap o s s i b l e m e c h a n i s mo ft h et r a n s f o r m a t i o ni sp r o p o s e d 2 n a b r 0 3 n a h s 0 3 o rk c l 0 3 n a h s 0 3s y s t e mr e a c t e dw i t h 1 , 3 - d i c a r b o n y l c o m p o u n d s i s d e v e l o p e d an e wm e t h o d f o rh a l o g e n a t i o no f 1 , 3 一d i c a r b o n y l c o m p o u n d si sp r o p o s e d k e y w o r d s ：a u y l s a m a r i u mb r o m i d e ；d i h a l ok e t o n e s ；1 , 3 一d i c a r b o n y lc o m p o u n d s ； d i h a l o g e n a t i o n w r i t t e n b y ： s u p e r v i s e db y ： d ij u c a i z h a n gs o n g l i n 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏 州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本 声明的法律责任。 研究生签名：丞型 e 1 期：这显：亟：埠 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论 文合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论 文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的 保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的 全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名：盏滏盟日期：迎星：竺：墨 导师签名：盈丕如期：埋型珥 a t , a - 一- - 卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究 序言 序言 稀土化合物在有机合成中的应用，很早就得到了化学家们的关注。八十年代 以前，稀土化合物在有机合成中的应用局限于四价铈的氧化能力上。到了八十年 代，各种类型的稀土化合物开始被广泛地应用于有机合成中。其中对以二碘化钐 为代表的低价稀土化合物的研究尤为活跃。高烯丙基化合物是重要的有机合成中 间体，常用的引入该基团的方法是利用金属试剂与亲电试剂的加成反应。烯丙基 溴化钐试剂与传统的格氏试剂相比，由于s m 2 + 离子半径比m 9 2 + 大，配位能力高， f 轨道对。键和7 1 ；键的成键有一定的贡献，所以烯丙基溴化钐比相应的格氏试剂稳 定，不易生成自身偶联产物，而且选择性好。但是，目前的反应仅局限于格氏类 型的反应，继续发展该试剂参与的新反应是必要的。我们试图考察该试剂对多反 应中心分子的选择性，同时从合成的角度看，尽可能的生成多个官能团连接在同 一个碳原子上的化合物，这一方面的研究具有重要理论价值。我国具有丰富的稀 土资源，此类反应的研究也有很大的现实意义。同时，研究了n a b r 0 3 n a h s 0 3 或k c l 0 3 n a i - i s 0 3 体系与1 ，3 一二羰基化合物的反应，提供了一种1 ，3 一二羰基化合 物二卤代反应的新方法。 第一部分a ；a - - - 卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究 文献综述 第一部分a , a - 二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙 基钐反应研究 第一章文献综述 1 、引言 钐( s a m a r i u m ，元素符号s i n ) ，原子量1 5 0 3 6 ，属于元素周期表镧系元素，是 铈族稀土元素。钐的外层电子排布为4 f 6 5 s 2 5 p 6 6 s 2 ，易失去电子生成+ 2 、+ 3 价态， 其中+ 3 价是稳定价态。钐是一个活泼的金属元素，其第一离子化势为5 6 4e v ， 矿s m 3 + s m 一2 4 1v ，与金属镁相当。金属钐有金属光泽，在空气中较稳定，但 是于空气中放置过久，其金属光泽易失去。 三价钐的无机盐和氧化物在空气中十分稳定，其外观为黄色，如s m 2 0 3 、 s m c l 3 、s m b r 3 、s m l 3 等；但是二价钐的无机盐对空气及水非常敏感，常表现为深 蓝色，如二溴化钐、二碘化钐。 自从k a g a n l 将二碘化钐应用于有机合成以来，二碘化钐作为一种醚溶性的优 良单电子转移试剂在有机合成中得到了非常广泛的应用。同时，二碘化钐的研究 也进一步推动了化学家对其它钐试剂应用于有机合成的研究，发现了一些新反应、 新方法。国内外学者对钐试剂在有机合成中的应用做了许多综述z 。 有机钐试剂是具有s m - co 键的化合物，其性质与格氏试剂类似。二价有机钐， 由于s m 2 + 离子半径比m 9 2 + 大，配位能力高，f 轨道对。键和7 t 键的成键有一定的贡 献，所以有机钐试剂比相应的格氏试剂稳定，不宜生成自身偶联的副产物，而且 选择性好3 。三价有机钐试剂，主要是二碘化钐和卤代物形成的三价钐格氏试剂。 由于在二碘化钐、卤代物和底物三组分的钐b a r b i e r 类型反应中，二碘化钐可以引 起一些副反应，所以，先形成三价钐格氏试剂，再与底物反应会得到比较单一的 产物加。 2 、三价有机钐试剂 1 9 9 2 年，k a g a nh 。b 等用氘代乙醇终止卤代物与二碘化钐的混合物，得到氘 代产物，从而证明三价有机钐中间体的存在4 ( s c h e m e1 ) 。 2 第一部分珥伊二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究文献综述 o r 1 八n ，r 3 + 2 分，s m b r ! 竺旦璺二 r 2 h o 、 n 殳 h a r 二幸 通过烯丙基溴化钐对a ；p - 不饱和亚胺的1 , 2 一加成，得到了高烯丙基a ；p - 不饱和 胺4 2 ( s c h e m e2 8 ) 。 r 、nr 、n h 心沙h + 加s 惴t h f r t ，心人飞 s c h e m e2 8 发现在烯丙基溴化钐催化下溴化酰氧基三苯基膦能使四氢呋喃开环生成羧酸 4 一溴代丁酯4 3 ( s c h e m e2 9 ) 。 p h a p + b r 2 j ) o n a r c o o n a 型c h 2 c 竺1 2 r t 呲。怖r | + c o = ：+ ir c n n 古h p 五rl+ fo 一9 一 加s m b r1 1 3 r c o o c h 2 ( c h 2 ) 2 c h 2 b r + p h 3 p - o s c h e m e2 9 4 、多个官能团连接在同一个碳原子上的化合物的合成 多个官能团连接在同一个碳原子上的化合物是多个不同类型官能团连接在同 一个碳原子上的化合物，特别是这些官能团是羰基，卤素原子，含氮官能团( 如： 硝基，胺基，叠氮基) ，含氧或硫官能团如( 如：羟基，巯基，亚砜基等) 的化合 物。这类化合物的通常难于合成。 如果能够制备新的这类化合物，就能期望开发有意义的有机合成新方法。因 为： 首先，这类化合物具有多个在合成中能被操作的官能团，官能团转化操作的 组合数目繁多，能生成的化合物亦数目繁多。 其次，这类化合物一个官能团的性质可能与它的通常性质不同，因此新的化 1 1 第一部分o a - - 卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究文献综述 学性质可能在这类化合物中被发现。 再次，当连接在同一个碳原子上四个基团各不相同时，这一个碳原子是手性 碳原子，可以成为辅助手性中心。 t a k e u c h id 报道了通过铲硝基羧酸酯制备四个官能团连接在同一个碳原子 上的化合物的方法4 4 ( s c h e m e3 0 ) 。 h 0 2 n c h 2 c o o e t 0 2 卅 咖日 卜f b r 0 2 n c i c o o e t b r 3 s p h 1 0 2 n 一9 一c o o e t h 4 p h s s p ho r 4 s p h 1 0 2 n c l c o o e t 卜3 训鞠 m r 4 j 0 2 n c i c o o e t 第一部分o r , g - - - 卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究文献综述 0 2 n c h 2 c o o e t 望翌一 p h s c i ，2 k f h 1 0 2 n c l c o o e t x p h s c i ，2 k f s p h o , a n 一6 一c o o e t 鳖 h s r i h c c o o e t f x = b r , fr = e t 。c h 2 p h n b s s r b r c c o o e t 专 n a n 3 e t o h s c h e m e3 0 1 3 h f 0 2 n c i c o o e t f j n b s , a i b n 0 2 n c i c o o e t s r n 3 一c i c o o e t f 第一部分馐争二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究 结果与讨论 第二章结果与讨论 自从1 9 7 7 年k a g a n 将s m l 2 应用于有机合成以来，经过不懈探索，现在s m l 2 已成为广泛使用的单电子转移还原剂和偶联剂，涉及它的大多数反应都具备条件 温和、反应速度快、对映选择性及立体选择性高等特点，可用于构造复杂的有机化 合物，特别是在成环反应中得到广泛的应用。1 9 9 6 年，张永敏教授第一次合成烯 丙基溴化钐试剂，并且对其类似格氏试剂的性质进行了比较系统的研究。与镁、 锌、锡、铟等其它的烯丙基化合物相比，研究还不够深入、全面，底物与反应类 型还有待进一步扩展。 1 、c e - 一- - 卤代酮反应生成萨卤代一伊烯丙基醛 通过文献的阅读注意到：烯烃制备方法的其中一种是通过格氏试剂加成到铲 卤代酮，再经锂粉脱卤素生成有机锂化合物，然后经p 消除可以有效的制备各种 取代的烯烃4 5 ( s c h e m e1 ) 。 琳o m g 即b r 一 矿平气矗4 一 烯丙基溴化钐不仅是烯丙基化试剂，还可以表现出单电子转移试剂性质。我 们课题组就曾发现烯丙基溴化钐与口一卤代酮的反应生成了1 ，4 - - - 烯( s c h e m e2 ) 。 r ，r 2 + 2 分脚b 案八息r 2 。 r ，r 2 + 2 加s m b 呻 从r 2 。 i x s c h e m e 2 。 我们设想：是否可以将这一反应扩展到口_ 二卤代酮，从而生成卜溴代 一1 ，4 一二烯( s c h e m e3 ) 7 o p h b r i b r 2 加s m b r s c h e m e 3 首先，以2 , 2 二溴苯乙酮为底物，尝试了这个反应( s c h e m e4 ) 。 1 4 。时 第一部分a , c z - 二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究结果与讨论 p 凡卧 i b r 1 ) 加s m b r ，t h f 2)h20 结果显示，即在室温( 2 0 - 2 5 ) ，2 ，2 一二溴苯乙酮与烯丙基溴化钐反应加水 淬灭反应后，没有检测到预期的卜溴代一1 ，4 一二烯。但是以9 2 的产率得到了1 , 1 一 二溴- 2 - 苯基q 一戊烯- 2 - 醇。 对此，我们给出一个猜测性的解释：溴原子数目的增加使溴原子的活性降低， 难以离去。 我们以2 ，2 二溴苯乙酮为底物，又尝试了这个反应。即2 ，2 一二溴苯乙酮与烯 丙基溴化钐反应1 0r e _ i n 后，加入无水三乙胺继续反应，结果得到了2 一溴- 2 - 苯基 一4 一戊烯醛( s c h e m e5 ) 。 o p 凡町 b r 1 ) 分s m 8 r ，t h f ，1 0m i n 2 ) e t 3 n s t h e m e 5 2 溴- 2 - 苯基一4 一戊烯醛是三个官能团连接在同一个碳原子上的化合物，含有 多个在合成中能被操作的活泼的官能团，潜在应用价值极大，而且这类化合物的 合成尚未报道。为此，我们对这个反应进行了研究。首先，我们对这个反应中所 使用的碱做了筛选( 表1 ) 。 表1 烯丙基溴化钐与2 ，2 一二溴苯乙酮在不同的碱存在条件下的反应4 洲舡 cyi 第一部分g l z - - 卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究结果与讨论 8 所有反应均在室温下进行。 b 以2 ，2 二溴苯乙酮计算，柱层析产率。 。在加入碳酸钾的同时加入了1 0m l 甲醇。 d 在加入碳酸钾的同时加入了1 0m l 叔丁醇。 。经氢化钙或钠处理后使用。 。在加入氢化钙的同时加入了1 0m l 二甲亚砜。 从表中可以看出，室温( 2 矿2 5 ) 烯丙基溴化钐与1 , 2 - 一- - 溴苯乙酮反应， 当加入h m p a ，d m f 或d m s o 时得到了较高产率的2 - 溴- 2 - 苯基- 4 - 戊烯醛，加 入d m f 时产率最高。 该反应在室温( 2 矿2 5 ) 下，在较短时间内基本结束，我们尝试用降低温 度的方法设法提高产物产率，但遗憾的是：在0 时，产物产率几乎没有得到任 何改善。所以我们认为：室温( 2 矿2 5 ) ，烯丙基溴化钐与底物比例为1 ：1 ，反 应中使用d m f ，是最优的反应条件。 接着，在优化的条件下，把该反应扩展到不同的底物，得到下面的结果( s c h e m e 6 ，表2 ) 。 只1显r 2 1 ) 加s m b r , t h f , 1 0 m i n 儿v r b r 八2 ) d m f ，1 5 m i n s c h e m e 6 r ! x 硝r 2 o 表2 烯丙基溴化钐与必仿二卤代酮的反应生成铲卤代一旷烯丙基醛 1 6 第一部分西仿二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究结果与讨论 a 以0 ，仅- 二卤代酮计算，柱层析产率。 从上表可以看出：一般地，烯丙基溴化钐与t ：t , a - - - 卤代酮反应能得到目标产 物。由于溴原子比氯原子有较好的离去能力，所以以衍溴代芳酮为反应底物要比 以劳氯代芳酮为反应底物的产率高。芳环上的取代基团对产率的影响不明显，当 反应底物的r 2 基团不是氢原子而是甲基时，亦能得到预期产物。芳环上的取代基 团为硝基时，不能得到预期产物，t r , a - - 溴代邻氯苯乙酮作为底物时亦不能得到 预期产物。 我们又尝试以2 ，2 - 二溴苯乙酮为底物与常用的有机金属试剂反应，结果发现： 2 ，2 一二溴苯乙酮与烯丙基溴化锌或者烯丙基溴化铟反应，产物很复杂，不含醛类 化合物；而2 , 2 - 二溴苯乙酮与r e f o r m a t s k yr e a g e n t ( b r z n c h 2 c 0 2 e t ) 或格氏试剂 ( ，l c 6 h 1 3 m g b r , p c h 3 c 6 h 4 m g b r ) 不发生反应。 2 、o r - - - 卤代酮反应生成伊卤代一沪烯丙基醛的反应机理研究 我们提出了可能的机理：( s c h e m e7 ) 1 7 第一部分t z , t z - - 卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究结果与讨论 即：首先，一分子烯丙基溴化钐化学选择性地进攻羰基碳生成中间体b ，然 后中间体b 中的钐原子与d m f 中的氧原子配位，中间体b 中的氧原子发生亲核 取代反应，邻位上的一个卤素原子离去，从而得到一个环氧化合物d 。紧接着环 氧化合物d 发生分子内重排，得到最终产物e 。 s m b r s c h e m e 7 为了验证这个机理，我们以2 ，2 - 二溴苯乙酮为底物，尝试了以下几个反应。 首先，在室温( 2 矿2 5 ) 时，2 ，2 一二溴苯乙酮与烯丙基溴化钐反应加水淬灭 反应后，得到了1 , 1 一二溴一2 一苯基一4 一戊烯一2 一醇( s c h e m el o ) 。 p 凡b ， i b r 1 ) 加s m b r ，t h f 2)h20 o h p h 打e r 旷 町 s c h e m e 8 其次，1 ，1 一二溴一2 一苯基一4 一戊烯一2 一醇和无水d m f 在四氢呋喃中无反应，没 有得到了2 - 溴一2 一苯基一4 一戊烯醛( s c h e m e9 ) 。 h 卜剥 r 弋 沁 攀举 一 第一部分西口二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究结果与讨论 p 弦 巴 再次，1 ，1 一二溴- 2 - 苯基- 4 - 戊烯一2 一醇先与烯丙基溴化钐在四氢呋喃中反应， 再加入无水d m f 继续反应得到了2 - 溴一2 一苯基一4 一戊烯醛( s c h e m e1 0 ) 。 d m f r r h f s c h e m e1 0 由上面的反应( s c h e m e8 ，9 ，1 0 ) 可以知道，在室温( 2 矿2 5 ) 下，2 ，2 一二溴苯 乙酮与烯丙基溴化钐反应，生成一个氧钐盐，氧钐盐在d m f 的作用下生成一个 环氧化合物d 继而发生分子内重排，最后得到最终产物。而这个氧钐盐得到活泼 质子生成的1 ，1 一二溴- 2 - 苯基- 4 - 戊烯一2 一醇与d m f 不反应。因此要得到最终产物， 生成氧钐盐是必要的。 3 、o s , 伊二卤代酮反应生成矿羟基一驴烯丙基缩醛 在上一个反应中我们注意到这样一个现象：2 ，2 一二溴苯乙酮与烯丙基溴化钐 反应1 0m i n 后，加入甲醇和无水碳酸钾继续反应1 0h ，结果得到了l ，1 一二甲氧基 一2 _ 苯基一争戊烯一2 一醇。最终产物也是一个多个官能团化合物，于是我们对这一反 应进行了研究( s c h e m e1 1 ) 。 1 ) a l l y l s m b r ，t h f ，r t - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _ 2 ) k 2 c 0 3 ，m e o h ，t h f ，r t s c h e m e1 1 h r o ，义v c h ( o m e ) 2 表1 烯丙基溴化钐与2 , 2 - - - 溴苯乙酮生成舒羟基一伢烯丙基缩醛。 1 9 町厨 洲丫町 01个j qp 洲i o筹 洲舡p 卧 。x 第一部分馐俨二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究 结果与讨论 a 所有反应均在室温下进行。 b 柱层析产率。 从上表可以看出：芳环上的取代基团对产率的影响不明显，脂肪族也能取得 很好的产率。当x = c 1 时，也能取得很好的产率。当用乙醇代替甲醇时，也能以 很好的产率得到对应的二乙基缩醛。 4 、o r - - - 卤代酮反应生成驴羟基一伊烯丙基缩醛的反应机理研究 为了研究这个反应的机理，我们以2 ，2 - 二溴苯乙酮为底物，尝试了这几个反 应。 首先，在室温( 2 旷2 5 ) ，2 ，2 - 二溴苯乙酮与烯丙基溴化钐反应加水淬灭反 应后，得到了1 , 1 一二溴- 2 - 苯基- 4 - 戊烯- 2 - 醇( 产率：8 4 ) ( s c h e m e1 2 ) 。 p h b r 1 ) 加s m b r , t h f , r t , 1 0 m i n 由2 )h 2 0 p s c h e m e1 2 其次，2 , 2 - - 溴苯乙酮与烯丙基溴化钐反应1 0m i n 后，加入甲醇和碳酸钾继 续反应，反应1h 得到了2 - 溴一2 一苯基一4 一戊烯醛( 产率：3 9 ) 和1 ，卜二甲氧基 一2 - 苯基一4 一戊烯一2 - 醇( 产率：5 ) 。延长反应时间至1 2h 只得到了1 ，1 - - - 甲氧 基一2 _ 苯基一4 - 戊烯一2 _ 醇( 产率：8 4 ) ( s c h e m e13 ) 。 第一部分g , a - - 卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究 结果与讨论 p 如篡蠡p b rc h o + p h 娥oc h(ocbr k 蝴2 2 ) 2 c 0 3 ，c h 3 0 h ，p n 。崎 p h ，v t i m e ：1h3 9 5 0 0 t i m e ：1 2 h 08 4 0 0 s c h e m e l 3 再次，在室温( 2 矿2 5 ) ，1 ，1 二溴- 2 - 苯基一4 一戊烯一2 一醇与碳酸钾在甲醇中 反应，反应半小时得到了2 - 溴一2 一苯基- 4 - 戊烯醛( 产率：3 4 ) 和l ，卜二甲氧基 一2 - 苯基一4 - 戊烯一2 - 醇( 产率：4 ) 。延长反应时间至1 0 h 只得到了1 ，卜二甲氧 基一2 _ 苯基一4 - 戊烯一2 _ 醇( 产率：8 8 ) ( s c h e m e1 4 ) 。 p 舡卧景 p b r c 瓜h o + p h h q 义c h 飞( o c h 3 ) 2 t i m e ：1 2h 3 4 0 0 4 0 o t i m e ：1 0h 08 8 s c h e m e1 4 最后，我们又以2 溴- 2 - 苯基- 4 - 戊烯醛为底物，尝试了这个反应：即在室温 ( 2 0 - 2 5 ) ，2 一溴- 2 - 苯基一4 一戊烯醛与碳酸钾在甲醇中反应，反应1 2 h 得到了 1 ，卜二甲氧基一2 - 苯基一4 戊烯一 醇( 产率：9 3 ) ( s c h e m e1 5 ) 。 b r 、 p h x c a h o 百丽k 2 町c o 而3 p h h o , c h 飞( o c h 3 ) 2 s c h e m e1 5 综合上面的实验结果，我们提出了可能的机理：( s c h e m e1 6 ) 即：首先，一分子烯丙基溴化钐化学选择性地进攻羰基碳加入甲醇后生成中 间体b ，然后中间体b 中的钐原子与d m f 中的氧原子配位，中间体b 中的氧原 子发生亲核取代反应，临位上的一个卤素原子离去，从而得到一个环氧化合物d 。 紧接着环氧化合物d 发生分子内重排，得到最终产物e 。 2 1 第一部分隔僻二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究结果与讨论 1 ) a l i y l s m b r 2 ) m e o h h r o 一_ c h ( o c 丽m e o h 瀚 嚣 ed s c h e m e1 6 小结：( a ) 反应生成了两类不同的新的多官能团化合物，潜在应用价值极大； ( b ) 反应生成的化合物是多个官能团连接在同一个碳原子上的化合物，通常难于合 成，该反应为该类化合物的合成提供了一锅化的合成方法；( c ) 烯丙基溴化钐试剂 与t ：g 口- - - 卤代酮反应，化学选择性地进攻羰基；( d ) 毋二溴代酮是一种具有较大 位阻的酮，烯丙基溴化钐可以与其发生加成反应；( e ) 提出了该反应可能的反应机 理，并对其进行了深入的研究。 oh c c l x林= 即 h 丫x o少bo秽b b x r x o = a 吨 r x 第一部分a ；a - - 卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究 实验部分 1 、仪器和试剂 1 1 、所用主要原料 第三章实验部分 第一部分a , o t - - 卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究 实验部分 笫一部分珥仿二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究实验部分 1 。2 、溶剂和试剂的处理 所有操作均在氮气保护下进行。 四氢呋喃( 唧) 、三乙胺：加钠回流至加入二苯甲酮后呈蓝紫色，蒸出备用。 二乙胺：加钠回流，蒸出备用。n ，n 一二甲基甲酰胺( d m f ) 、二甲亚砜( d m s o ) 、 六甲基膦酰胺( 如订p ! a ) ：经氢化钙处理后使用。其它所有试剂均直接使用。 1 ，3 、仪器 熔点由显微熔点测定仪( 四川大学科仪厂，w c 一1 型) 测定，温度计未校正。 红外光谱由m a t t s o na l p h a - c c n t a u r if t - i r 仪( c h c l 3 ) 测试。n m r 由v a r i a ni n o v a 4 0 0 型核磁共振仪或v a n a nm e r c u r y - p l u s3 0 0 型核磁共振仪测定。柱层析和薄层层 析硅胶( 2 3 0 3 0 0 目) 为青岛海洋化工厂生产。质谱由o a - t o f 高分辨质谱仪测 定。 2 、实验操作： 2 1 、二溴代苯乙酮类化合物的制备4 6 ( 表1 ) 代表程序：二溴代苯乙酮的制备( s c h e m e1 ) 岔c o c h a 杀岔c 。c 慨 s c h e m e l 向5 0m l 的圆底烧瓶中，加入苯乙酮( 1 0r e t 0 0 1 ) 和冰乙酸( 1 1m l ) 加热至 5 0 。溴( 2 0 m m o l ，3 2 9 ) 溶解在2 m l 冰乙酸，加入恒压滴液漏斗中，缓慢滴 加到烧瓶中。当滴入的溴不再褪色，分批加入无水乙酸钠o 7g ，溴滴加完毕后， 继续搅拌1 5m i n ，将烧瓶置于冰浴中放置2h ，将反应混合物倒入冰水中，过滤， 用水洗涤沉淀，晾干，得无色晶体。产率：8 7 。 表1 溴代苯乙酮类化合物的制备 第一部分儡铲二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究实验部分 2 2 、2 一溴一2 - 氯一1 ，2 一二苯基乙酮类化合物的制备( 表2 ) 代表程序：2 一溴一2 一氯一1 ，2 一二苯基乙酮的制备( s c h e m e2 ) b r 2 a c o h 卜 a c o n a ，5 0 0 c s c h e m e 2 向5 0m l 的圆底烧瓶中，加入2 一氯1 ，2 一二苯基乙酮( 5r e t 0 0 1 ) 和冰乙酸( 1 1m l ) 第一部分珥仿二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究 实验部分 加热至5 0 。溴( 5 m m o l ，o 8g ) 溶解在2 m l 冰乙酸中，加入恒压滴液漏斗中， 缓慢滴加到烧瓶中。当滴入的溴不再褪色，分批加入无水乙酸钠0 7g ，溴滴加完 毕后，继续搅拌1 5m i n ，将烧瓶置于冰浴中放置2h ，将反应混合物倒入冰水中， 过滤，用水洗涤沉淀，用9 5 乙醇重结晶，晾干，得无色晶体。产率：8 7 。 相同的方法可以制备2 一溴2 氯一( 4 氯苯基) 乙酮，产率：8 9 。 2 3 、1 , 1 - 二溴代二辛酮的制备4 7 ( s c h e m e3 ) oo i i c hk 坐罂妻壁kc h 3 ( c h 2 ) p 丫卧3 ( c h z ) ( 瓦丽6 + 洲3 m 5 王， s e h e m e 3 溴酸钠( 2 4 m m 0 1 ) 溶于6 m l 水中并用2 m 硫酸调节至p h = l ，滴入2 - 辛酮 ( 1 0r e t 0 0 1 ) 的2 0m l 乙腈溶液。滴加完毕后，缓慢滴加2m 硫酸钠溶液( 2 0n a t , ) 。 在室温下搅拌反应2h 。反应完毕后，反应液用乙醚萃取( 1 5m l 3 ) ，合并有机 相，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏，柱层析纯化( 展开剂：石油醚) 。 2 4 、烯丙基溴化钐与o r , a - - - 卤代酮反应生成矿卤代一沪烯丙基醛( s c h e m e4 ) 1 ) 加s m b r ，t h f ，1 0 m i n 2 j d m f 。1 5m i no r1 0h s c h e m e 4 在氮气保护下，把a - z 卤代酮( 1m m 0 1 ) 溶解在四氢呋喃( 5m l ) 中，搅 拌下滴加到刚制备好的烯丙基溴化钐( 1 1m m 0 1 ) 四氢呋喃溶液中，搅拌反应1 0 r a i n 。然后加入无水d m f ( 1 0r r t t , ) ，搅拌反应1 5r a i n ( 当x = c 1 时，搅拌反应 1 0h ) 。然后，将反应液倾入冷水( 5 0m l ) 中淬灭反应，乙醚萃取( 1 5m l 4 ) ， 合并有机相，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏，柱层析纯化( 展开剂：石油醚) 。 2 5 、烯丙基溴化钐与a - - - 卤代酮反应生成a 一羟基旷烯丙基缩醛( s c h e m e5 ) 1 ) a l l y l s m b r ，t h f ，r t 2 ) k 2 c 0 3 ，r 2 0 h ，t h f ，r t s c h e m e 5 h r o x c h 飞( o r 2 ) 2 在氮气保护下，把促毋二卤代酮( 1m m 0 1 ) 溶解在四氢呋喃( 5m l ) 中，搅 拌下滴加到刚制备好的烯丙基溴化钐( 1 1r e t 0 0 1 ) 的四氢呋喃溶液中。搅拌反应 。义 带 。x 第一部分珥静二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究 实验部分 1 0r a i n ，然后加入甲醇( 1 0m l ) 和碳酸钾( 5r e t 0 0 1 ) ，搅拌反应1 2h 。然后将反 应液过滤，滤液减压蒸馏，柱层析纯化( 展开剂：石油醚) 。 2 6 、烯丙基溴化钐试剂的制备4 8 ( s c h e m e6 ) 夕，b r + s m 三分s m b r r t 氮气保护下，向5 0m l , 的干燥烧瓶中，加入钐粉( 2 0m m 0 1 ) 、四氢呋喃( 1 0 m l ) 、烯丙基溴( 2 1r e t 0 0 1 ) 。剧烈搅拌，溶液开始变紫，继续搅拌直至钐粉消 失，所得深紫色溶液即烯丙基溴化钐四氢呋喃溶液。 3 、化合物表征数据 2 - b r o m o - 2 p h e n y l p e n t - 4 e n a l1 hn m r ( 4 0 0m i - i z ，c d c h ) ：j9 4 7 ( s ，l r t ) ，7 4 4 - 7 3 4 帆5 i - i ) ，5 7 4 - 5 6 0 ( i n ，l x ，5 1 1 5 0 5 ( n l 2 圃，3 1 1 ( d ，2 h ，j ；9 2h z ) ；1 3 cn m r ( c d c l 3 ，1 0 0 m h z ) ：j1 9 0 3 7 ，1 3 5 6 3 ，1 3 2 6 1 ，1 2 9 2 3 ，1 2 9 2 9 ，1 2 8 5 8 ，1 2 0 2 3 ，7 4 0 6 ， 4 3 3 9 r m m s ( e y ) c a l c df o rc 1 l h n b r ( 81 ) o 似+ ) ：2 3 9 9 9 7 3 ；f o u n d ：2 4 0 0 0 3 8 ，c a l c d f o rc l l h l l b r ( 7 9 ) o ( m + ) ：2 3 7 9 9 9 3 ；f o u n d ：2 3 8 0 0 0 6 i r ( k b r ) v ( c m 1 ) ：17 2 0 2 - b r o m o 2 - p t o l y l p e n t - 4 e n a l1 hn m r ( 4 0 0 m h z ，c d c l 3 ) ：f 59 4 4 ( s ，i n ) ，7 3 2 - 7 1 7 帆4 h ) ，5 7 3 5 6 3 l x ，5 1 0 5 0 5 帆2 h ) ，3 1 0 ( d ，2 h ，= 6 8r t z ) ，2 3 5 ( s ，3 h ) ； 1 3 cn m r ( c d c l 3 ，1 0 0 m h z ) ：d1 9 0 4 1 ，1 3 9 2 7 ，1 3 2 7 7 ，1 3 2 7 0 ，1 2 9 9 2 ，1 2 8 4 3 ，1 2 0 0 0 ， 7 4 0 6 ，4 3 2 2 ，2 1 4 4 h r m s f e r ) c a l c df o rc 1 2 h 1 3 b r ( 8 1 ) oo 讧+ ) ：2 5 4 0 1 2 9 ；f o u n d ： 2 5 4 0 1 3 0 ，c a l c df o rc 1 2 1 4 1 3 b r ( 7 9 ) o 似+ ) ：2 5 2 0 1 5 0 ；f o u n d ：2 5 2 0 1 6 2 f 2 - b r o m o 2 ( 4 f l u o r o p h e n y l ) p e n t - 4 e n a l1 hn m r ( 4 0 0m h z ，c d c l 3 ) ：( ：9 4 6 ( s ，1 h ) ， 7 4 4 7 0 6 ( m ，4 h ) ，5 7 2 5 6 3 ( m ，1 h ) ，5 1 3 5 0 6 ( m ，2 h ) ，3 1 0 ( d ，2 h ，；3 2a z ) 1 3 c 2 8 第一部分珥铲二卤代羰基化合物的合成及其与烯丙基钐反应研究实验部分 n m r ( c d c l 3 ，i o o m h z ) ：d1 9 0 2 3 ，1 6 3 1 4 ( 1 垴= 2 4 8 2h z ) ，1 3 2 3 6 ，1 3 1 6 6 ，1 3 0 。5 8 ( 3 垴= 8 4h z ) ，1 2 0 5 3 ，1 1 6 2 6 ( 2 j c f = 2 1 7h z ) ，7 3 1 1 ，4 3 4 7 h r m s ( e i + ) c a l c df o r c 1 l h l o o f b r ( 8 1 ) ( m + ) ：2 5 7 9 8 7 9 ；f o u n d ：2 5 7 9 8 8 4 ，c a l c df o rc n h l o o f b r ( 7 9 ) 似+ ) ： 2 5 5 9 8 9 9 ；f o u n d ：2 5 5 9 8 7 4 2 - b r o m o - 2 ( 4 c h l o r o p h e n y l ) p e n t 4 一e n a l1 hn m r ( 4 0 0m h z ，c d c l 3 ) ：j9 4 5 ( s ，i n ) ， 7 3 7 帆4 n ) ，5 7 1 - 5 6 1 帆1 均，5 1 3 - 5 0 6 帆2 i - i ) ，3 0 9 ( d ，2 h ，j = 3 2m ) 1 3 c n m r ( c d c l 3 ，1 0 0 m h z ) ：占1 9 0 0 6 ，1 3 5 4 8 ，1 3 4 3 3 ，1 3 2 2 1 ，1 3 0 0 6 ，1 2 9 4 4 ，1 2 0 6 6 ， 7 3 0 6 ，4 3 3 6 r m m s o 三f ) c a l c df o rc 1 1 h 1 0 0 c l ( 3 5 ) b r ( 7 9 ) 似+ ) ：2 71 9 6 0 4 ；f o u n d ： 2 71 9 5 9 9 ，c a l c df o rc l l h l o o c l ( 3 5 ) b r ( 81 ) + ) ：2 7 3 9 5 8 3 ；f o u n d ：2 7 3 9 5 6 7 2 - c h l o r o - 2 - ( 4 - c h l o r o p h e n y l ) p e n t - 4 - e n a l1 hn m r ( 4 0 0m h z ，c d c l 3 ) ：69 3 9 ( s ，1 h ) ， 7 3 8 ( 弛4 1 4 ) ，5 7 0 5 6 1 ( m ，l h o ，5 1 3 5 0 8 帆2 h o ，3 0 1 ( d ，