（有机化学专业论文）13鋯硅双官能团试剂的制备及其在有机合成中的应用.pdf

浙江太学蠛学博士学位论文 摘要 本文，研究了l ，3 铸、戢双金属试剂的制备反其在有机合成中的应用。 首先，我们通过炊丙基硅烷的锆氢化反应制备了3 - 量甲基硅基1 丙烯基二 茂烯基锆化物。研究了它们与l ，5 一位篇取代的1 , 4 - 戊二烯3 酮的反应。 结果发现：可能由于曼甲基磕甲熬稳定负离子及l ，5 二取代的1 , 4 戊二 烯3 酮的双键与铜配位共同作用，在c u b r s m e 2 催化下，3 三甲基硅基1 丙烯基二茂烯基锆化物能与l ，5 二取代的l ，4 戊二烯。3 酮发生共轭加成 反应并高收率的高立体和高区域产生e 巧2 的官能化的烯丙基硅，后者在 t i c l 4 的催化下能够发生分子内成环反应筠立体选择地形成3 ，4 ，5 位取 代的环己酮。拳工作为官能化的烯丙基硅及嗣：己酮的合成提供了撕的方 法。温扣的反应拳传，箕便的操作，高立体选择性是这项工馋的特点。 其次，我们通过3 三甲基酸基取代的联烯的锆氢化反应稠备了v - 三甲基 硅基烯丙基二茂镑化物。研究了它们与醛的反应，研究发现，y 三甲基硅 基浠雨基化物与醛在y 住反应一步形成1 ，3 末端共轭二浠，为立体选择合成 l ，3 末端共轭二烯掇供了新方法。我们还研究了它们能句a ，p 不饱合酮的反应， 首次发现在在催化蚤的c u b r d m s ( 1 5 t 0 0 1 ) 存在下它们能与农c 【位与。【，d 1 一 不饱合筹基酮发生共轭加成反应离立体地形成形成官能化地烯基硅炕。后者经过 过氯化反应和水解反应廖可形成1 , 6 。二酮。为1 ，6 一盘酮的合成提供了新方法。 轰詹，我翅遵逮3 三甲基硅甲基取代的聪烯秘铸氢纯反应割备了v - 三甲基 硅甲基烯惹基二茂锫纯骆。研究了英与。【，不魄匆醛，黼秘反应。研究发 现，磺究发琨，- , 。三甲基礁甲豢烯雨基结纯物鬣与，一不饱和醛黼藏应形成 l ，5 二烯3 醇。垮1 ，5 二浠3 醇秘稍备援供了新方法。我们还研究了所镧备昀 1 ，5 ，二浠3 蜉的o x y - c o p e 蘩排反应，稍备了官能化酌浠雨基硅烷，君者在在 b u 4 n f 的锋用下可以顺利的发生分子内的成环反应高立体逸择地产生多取代的 还茂醇，为官穗仡的浠雨基聩炕及多取代的还戍醇的合成提供了己新途径。 湃汪走擘理学博士学论走 a b s t r a c t t h ed i s s e r t a t i o n , c o n s i s t i n go ft h r e ep a r t s ，f o c u s e so nt h ep r e p a r a t i o no f 1 , 3 - b i f u n e t i o n a tr e a g e n t so fs i l m o na n dz i r c o n i u ma n dt h e i ra p p l i c a t i o n si no r g a n i c s y n t h e s i s f i r s t l y , ( e ) - 3 - t r i m e t h y l s i l y l - l - p r o p e n y l 毯r c o n o c e n e ，p r e p a r e db y t h e h y d r o z i r c o n a t i o no fp r o p a r g y l t r i m e t h y ls i l i a n e ，u n d e r g o e sc o n j u g a t ea d d i t i o nt o d i v i n l y k e t o n e si nt h ep r e s e n c eo fc u b r * s m e 2t oa f f o r d - a l l y l s i l a n e sc o n t a i n i n g ( 司a ，p u n s a t u r a t e dc a r b o n y lm o i e t yu n d e rm i l dc o n d i t i o n sw i t hg o o dy i e l da n d t h e r e s u l t i n gf u n c t i o n a l i z e da l l y l s i l a n e su n d e r g oh i 曲l ys t e r e o c o n t r o l l e ds i l i c o n - a s s i s t e d i n l x a m o l e c u t a r c y l i z a t i o nw h e n t r e a t e dw i t ht i c l 4l e a d i n gt o p o l y s u b s t i t u t e d c y c l o h e x a n o n e s s e c o n d l y , p t r i m e t h y l s i l y l - s u b s t i t u t e da l l y l z i r c o n c e n e s ，p r e p a r e d b y h y d r o z i r c o n a t i o no f t r i m e t h y l s i l y l s u b s t i t u t e dt e r m i n a la l l e n e s r e a c tw i t l la l d e h y d e s a t 7p o s i t i o nt og i v e1 3 - b u t a d i e n e si no n es t e pw i t hg o o ds t c r e o s e l c c f i v i t ya n du n d e r g o c o n j u g a t ea d d i t i o nt o 位1 3 一u n s a t u r a t e da r o m a t i ck e t o n e sa t 蠛p o s i t i o nt os e l e c t i v e l y a f f o r df i m c t i o n a l i s e dv i n y t s i l a n e si nt h ep r e s e n c eo fc a t a l y t i ca t l o l m to fc u b r - s m e 2 ， t h er e s u l t e df u n c t i o n a l i z e dv i n y l s i l a n e sc a nb ec o n v e r t e di nt o1 , 6 一d i k e t o n e sv i a e l m x i d a f i o nw i t hm p b af o l l o w e db yh y d r o l y s i sw i t ht r i f l u o r o a c e t i ca c i di nm l n x i n g m e t h a n 0 1 f i n a l l y , 7 - t r i m e t h y l s i l y l m e t h y l a l l y l z i r c o c e n e 璐p r e p a r e dt h r o u g ht h e h y d r o z i r c o n a t i o n o f3 - t r i m e t h y l s i l y l m e t h y l a l l e n e i t s c o n d e n s a t i o n w i t h b - u n s a t u r a t e dc a r b o n y tc o m p o u n d sf o l l o w e db ya n i o n i co x y c o p er e a r r a n g e m e n t p r o v i d e dan o v e lm e t h o df o rt h es y n t h e s i so ff u n c t i o n a l i s e da u y l s i l a n e sc o m p o u n d s p o s s e s s i n gac a r b o n y lg r o u pi nt h es a m em o l e c u l e w h i c ha r ev e r s a t i l ei m e r r n e d i a t e s f o ri n t r a m o l e c u l a ra l l y l s i l y l a t i o n g i v i n gc y c t o p e n t a n o l s0 1 1t r e a t m e n tw i 魄b u 4 n f 渐江大学理学博士学位论文 前言 元素及金属有机化学已经成为有机化学的一f 1 独立分支，对整个有机化学的 发展起着巨大的推动作用。元素及金属有机化学研究领域的不断发展使有机反应 向条件温和，高产率，高选择性等的方向发展。近年来，由- t - & 种金属有机试剂 的不断涌现和发展，使得控制碳一碳键的形成和官能团的转化更加简便有效，为 有机化学家提供了许多强有力的手段，丰富了有机合成方法学的范畴，极大地推 动了有机合成的发展1 。 官能化的金属试剂近年来在有机合成中得到了广泛的应f f l 。这类试剂多种 多样，但可以按两个官能团所处的位置来进行简单分类。现将官能化的金属试剂 在有机合成中应用作一简述。 1 1 ，1 - 双官能化金属试剂的合成及其在有机合成中的应用 官能化炔烃的氢金属化反应是制备1 ，1 双官能化试剂的重要方法。如炔基锡 的锆氢化反应可以合成含有锆和锡的l ，l 一双官能化试剂，由于锆基团比锡基团的 活性高得多，可以分别被亲电试剂选择取代，立体选择地合成多取代烯烃 ( s c h e m e1 ) 3 。 。，一s n r ；。蛭型坠弋限2 s 生墨? 限2 。旦= ( 酽 “ 、z r c d ，c i i色1 一 、e 1 s c h e m el d a b d o u b 等通过炔基硒醚与d i b a l h 的铝氢化反应，合成了1 1 硒铝双金 属中间体，该中间体与砖溴反应，立体选择地合成了含碲和硒的三取代烯烃 ( s c h e m e2 、4 。 r s 。c 。型生n 配b 叱 o h a l ( i - b u ) 2 j r = 彳虻4 h z r c p 2 c i 。 r _ 三三三一s e t i +1 c p 2 z r ( h ) c l 。t h f r t c 4 h 9 t e b r r s e c 4 h 9 广气 h t e c 4 h 9 s c h e m e3 n h z - r 乩c p i 2 、c i 】翌 lj 合成的烯基碲可发生转金属化反应形成锂盐，再与亲电试剂作用，合成各 类不同取代的烯烃。如与醛反应得到衍硒代烯丙醇；与氯甲酸乙酯反应则生成毋 硒代口，肛不饱矛口酯( s c h e m e4 ) 5 。 c 4 h ? s e c 4 h 9 n b u l l c 4 h 9 s e c 4 h 91 爿一l _ = = 、 h t e c 4 h 9 t h f 8 。c 【 “b j n - c 4 h g c h o c4 h 9 , s e c 4 h 9 ， = = h | 卜c 4 h g - n h o c 4 h 9 , s e c 4 h 9 声文 hc o o e i s c h e m e4 炔基碲醚的锆氢化反应得到1 ，1 碲锆双官能化试剂，在c u i 催化下与酰氯反 应生成( 3 - 碲代m 肛不饱和羰基化合物；与其他亲电试剂反应则生成多取代的烯基 碲醚( s c h e m e5 、6 。7 。 c p 2 z r ( h ) c i r - 三三三_ t e r t h f i r t e = r s e br ，r t e b r ，n b s 1 2 n嘏1等嚣。hz r c p 2 c ij 、 k n 嘏1 s c h e m e 5 炔基酯的氢铝化反应可以得到伊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 型产物( s c h e m e6 ) 8 。 r _ 兰三一c o o e i d i b a l - h m p a 2 5 0 c 15 h f 1 8 。1 、 i r lc o o e t j r 2 r 3 c = o n - b u 2 b o t f ( c a t ) 7 b o c s c h e m e6 d e l o u x 等利用炔基硼酸酯的锆氢化反应，制备了含硼和锆的l ，l 一双官能化试 芝 h r 浙江大学理学博士学位论支 剂，基于碳硼键和碳锆键的不同反应活性，i 亥- l # j 在钯催化下可选择地分步与 不同的亲电试剂反应，可立体选择地合成不同构型的多取代烯烃( s c h e m e7 19 。 一填一【 z n c l 2 1 e q j p d ( p p h 3 ) 40o s e q p d ( p p h 3 ) 4o 0 5 e q p d ( p p h 3 ) 4o0 5 e q s c h e m e7 p d ( p p h 3 h 0o s e q b up h 耳 “庐 k n o c h e l 小组研究发现，炔基锌化舍物进行锆氢化反应得到的舍有锌表锆金 属的1 ，1 双金属试剂与醛在室温下反应得到1 , 2 双烯化合物，且醛中存在的卤素 氰基，酯基等取代基在反应中不受影响( s c h e m e8 ) 1 0 。 一x 一 磁z r 1 1 盖2 5 0 c 9 c 太 o h hb 炔基硅醚与c p 2 t i c l 2 i p r m g b r 体系发生氢镁化反应，合成1 1 - 硅镁双金属 试剂，与高烯丙基溴反应，再在氯化钯催化下氧化可以制得严硅基”乒不馋和酮 ( s c h e m e9 ) 1 1 。 n c 5 h 1 ，s 旦型丝竺生一”c n c 5 h 1 s i m e 3 i 芹夕 5 弋一声洲h 2 c = c h c h 2 c h 2 b r 一m a b r 面一 p d c l 2 c u l 0 2 s c h e m e 9 n c 5h 11 s i m e 3 _ o 官能化的炔烃的碳金属化反应是制备l ，1 双官能化试剂的另一重要方法。如 乙炔基苯硫醚和铜试剂的加成可以制得含有硫和铜基的i ，1 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( s c h e m elo ) 1 2 。 禽 街扛起擘理学博七学柱论爻 h s p 。堂乙。譬“_ ! l h s p h s c h e m e1 0 f 臂嫒21u 。 o hs p h o b r a g a 等通过炔基硒醚与烷慧铜锂的碳金属化反应，立体选择地得到含硒 务锅鼹 ，1 双金属中阗体，该中耀落选一步与亲电试裁镩餍，立氧逮挣魄舍或 了各种不同取代的多取代烯烃( s c h e m e1 1 ) 1 3 。 r 三三一s e r + 1 5 0 0 c ，l h ，t h f 。e 邸r 1 嘲! 上。嘏1 m a l o ro rs o l e rn h 4 c i ，$ 铆b r o m i d e ；p h s e b r 。p h t e b r ，n c s ，n b s ，b r 2 s c h e m e1 1 b a c k 爷通过1 苯硒基。2 对甲苯砜基乙炔与烷基铜锂的碳铜化反应，立体及 区域选择地合成了萨硒基簿基蕊拖舍耱，该纯合物与另一统基鞫毒篁试赛发生镐联 反应，得到三取代烯烃。与烷基铜锻反应次序不同可以得到不同的立体异构体 z 或互型产物( s c h e m e1 2 ) 疆。 1 l 。f 0 2 s s e p hm e c u ( c n ) l it o l 0 2 s = ( p h 0 c c o p h 最近，je b f i c k v a l l 等报道了炔烃的硅铜化反应，得到含硅基和铜隳的1 ，2 。 双全属试搿，该试荆与烯丙基麟酸酯或烯两基藏磷酸翡反应，得到硅基取代的 1 , 4 二烯化合物( s c h e m e20 2 2 。 s ，一& z 詈k 。j 酽 0 r s 夕弋r 。 r 1r 2 双， p h m e 2 s i ) 一酽 r 3k 4 x p 。p p 婶2 x = p ( o ) p h 2 二硫醚和二硅烷在零价铂的催化下岛炔烃区域和立体选择地发生硫硅化反 应，在双踺鳃礴个碳躁予上嚣时霸八萄个条豫子，得到含硫和壤的三取代浠避 ( s c h e m e2 2 ) 2 3 。 n - c m 。一一+ ( p - c i c 6 h 4 s ) 2 * 铀，。墨薰囊娶弗最 s c h e m e2 2 m i t c h e l l 营掇蓬了炔烃绔镑壤化反应，台成了舍锈基争硅基纷双官纯三取 代烯烃f s c h e m e2 3 ) 2 4 。 7 ， 慨 钝 糕r ( s。s 醛 i 糖江太学理学博士掌接论丈 r 一兰兰! j h + r 。3 s n s i m e 3 一 r h 岗 r 3 s s i m e 3 s c h e m e2 3 氰化亚铜催化的炔烃的锡镁化反应得到合锡基和镁藏团的l ，2 双官能团试 剂，该试剂分步与索电试剂反应得到多取代烯烃( s c h e m e2 4 ) 2 5 。 p h c 一h ! 幽业坠r 洲：h z 洲釜 1 9 “。“z o c “2 c “2 。5 2 一h i i i i i i 丽一【m 。m 。，2 。，s n 日。， 期酬2 。也e 飞，p 瀚。) 4 嘴嘞o c h 2 洲2 、，h e 1 s n ”b u ，e 2e 1謦 ，、。+ ，：a s c h e m e2 4 综上所述，富能化的烯基金属试剂充分叛示了它们的多样反应性，在有机合 成中具有非常重癸的作用。近年来，我们课题组开发了多种舍硫，硒，碲等元素 及镣，镑或硼琢予等金属敏l ，1 。或1 , 2 双富缝化试裁，并研究了它们在多取代螃 烃，共轭二烯，联烯及g 弘不饱和羰基化合物等的立体选择性合成中的应用2 6 。 最近，我们蛆发现炔基硅缀锆氢化制备的1 ，1 硅锆双官能试剂能与龋肛不饱 毒尊羰基纯合造行共轭加成反应形成蒺基宫能纯秘臻基硅烧，詹者可进一步转换成 l ，4 二酮( s c h e m e2 5 ) 2 7 5 a ” z r c p 2 c i r ， o s 气u 一1 ) m c p s a 2 ) t f a 2 c h 3 0 hs 1 赶 。 一 t# m sa二 s c h e m e2 5 莰靛经还爱璇炔基砜通过磁镁化反应能产生l ，2 一硒镁试刘，后孝能每装基化 合物反应高立体选释的形成多取代烯烃，且这一反应可以以三纽份的方式进行 ( s c h e m e2 6 ) 2 8 从 浙江大学理学博士学位论文 s c h e m e2 6 n 时我们组还把炔基瞵化物通过硒锂化，硫锂化反应产生的1 , 2 硒锂，硫锂 试剂用于联烯的合成( s c h e m e2 7 ) 2 9 民i 卧2 杀- 2 0 。c , r p 0 9 8 p r h ：1r m l i 1 1 r “ 2 r 2 c h o r 、1，r 2 。1 2 2 = 一 r m 7 作为本组工作的延伸，本论文在本组以前工作的基础上，开发了新的1 3 硅， 锆双官能化的金属试剂，并研究了它们在有机合成中的应用。主要包括以下几个 方面的内容：1 、以炔丙基硅烷为原料，通过炔丙基硅的锆氢化反应，制备了 型的舍硅、锆的1 , 3 双官能化试剂：3 - 三甲基硅基1 丙烯基二茂烯基锆化物， 该1 ，3 双官能化试剂在c u b r d m s 催化下能与取代的1 , 4 戊二烯一3 一酮的发生共 轭加成反应，立体及区域选择地合成e 型的官能化的烯丙基硅烷，后者在l e w i s 酸的的催化下高立体选择的地产生多取代环己酮。2 、瞄硅基取代的联烯为原 料，通过锆氢化反应，制备了y 三甲基硅基烯丙基二茂锆化物，该1 ，3 双官 能化试剂能与醛反应，立体选择地合成e 型的1 ，3 共轭二烯，同时该1 ，3 - 双官 能化试剂在c u b r d m s 催化下能与g 肛不饱和芳基酮发生共轭加成反应，立体 及区域选择地合成e 型的官能化的烯基硅烷，后者可吼进一步转换成1 , 6 一二酮。 3 、以三甲基硅甲基取代的联烯为原料，通过锆氢化反应，制备了v 三甲基硅 甲基烯丙基二茂基锆化物，该1 ，3 - 双官能化试剂能与醛反应，立体选择地合 成1 ，5 一二烯3 - 醇，通过o x y c o p e 重排合成了官能化的烯丙基硅炕，后者在l e w i s 酸的催化下高立体选择的地产生多取代的环戊醇。 飞 重1 蠹| 锄 小啪 耆， 亨洲 ” 卧 浙江太学理学博士学住论文 第一章3 三甲基硅基1 丙烯基二茂烯基锆中间体的制 备及应用 引言 由于有机铜试剂在有机合成中地广泛应用，锆和铜之间有机配体的转金属化反 应得道了广泛的研究3 0 , 3 1s h w a r t z 于1 9 7 7 年首次报道了烯基从锆到铜的转换。 在烯基化物中加入c u c l 得到了黄氯色的有机铜化物，热分解后产生铜镜和共 轭二烯3 2 。但是加入l i i 使烯基锆化物转化成相应的离子络合物后，在一价铜的 存在下烯基化物化物可与a ，b 一不饱和酮发生共轭加成反应( s c h e m e2 8 ) 。值得 指出得是在此过程中铜是化学量的，并且烷基锆化物相应的反应因转换速度太- 陵 没有任何合成上的应用的意义。 t - e z r c 陡a 等等卜锄| 罢v v s c h e m e 2 8 继s c h w a r t z 的工作后，许多锆，铜之间转换的其他方法相继报道。l i p s h u t z 和w l l s w o r t h 用m e 2 c u ( c n ) l i 2 来实现烯基锆化物于c 【，口一不饱和酮发生共轭加成 反应( s c h e m e2 9 ) ” 、燮 z r c p 2 a t h 5 s c h e m e2 9 其他铜锂试剂如二炔基铜锂，噻酚甲基铜锂也被用于锆，铜之间的转换 ( s c h e m e2 9 s c h e m e3 0 ) 3 4 , 3 5 浙江走学理学博士学位论吏 於撕倒塑 忙扣 u 2 t h f - 2 3 0 c s c h e m e2 9 e 垫一，丫趴一 雁如。 s c h e m e3 0 尽管如此，在这些过程中化学量的铜是必要的且强碱性的铜锂试剂的使用使过 程复杂并制约了其应用范围。 1 9 9 1 年w i p f s m i t r o v i c h 首次报道了在催化量的c u b r d m s 的存在下烷基 锆化物与旺，o 不饱和酮发生的共轭加成反应( s c h e m e3 1 ) 3 6 。 o ，文 2c u b r s m e 2 ( c a t ) 4 0o c1 0 m m7 8 s c h e m e3 1 虽然如此，在相同条件下的烯基锆化物与c 【，d 一不饱和酮发生的共轭加成反应 的例子极少。d r l o u s 等于1 9 9 6 年发现含硼硅的烯基锆化物在c u b r d m s 催化下 能与旺，d ? 不饱和酮发生共轭加成反应( s c h e m e3 2 ) ”。 c u b rd m s ( 1 0 m 0 1 ) s c h e m e3 2 最近，我们组发现伐硅基烯基锆化物在同样的条件下亦可与n ，p 一不饱和 酮发生共轭加成反应并成功的用于l ，4 二酮的合成( s c h e m e3 3 ) 3 8 。 1 甜 n p a 羚 浙江走学理学博士学位论丈 a 瓜惦 z r c p 2 c j 1 ) m c p b a r 2 2 ) t f a c 峰h 3 0 h s c h e m e3 3 对于上述反应的异常特点，我4 r l - ；, k 为是由于硅基能稳定其a 位负离子而使反 应得以实现3 9 。三甲基硅基甲基是一极易极化的基团，具有供，受电子的双重能 力。它即可向缺电子中心提供电子，亦可向富电子接受电子”。因此可以推测， 在烯基锆化物中引入三甲基硅甲基有可能促进上述发应的发生。3 三甲基硅基 1 一丙烯基二茂烯基锆化物可以非常方便地通过3 一三甲基硅基1 一丙炔的锆氢 化反应制得。如果3 三甲基硅基1 丙烯基二茂烯基锆化物能如c 【，b 不饱和 酮发生共轭加成反应，则可把烯丙基硅引入羰基化合物中为合成环丁醇或环己烯 醇提供新途径( s c h e m e 3 3 ) ；如能与1 4 戊二烯3 酮发生共轭加成反应，则可把烯 丙基硅引入，b 不饱和酮之中为合成环己酮提供新方法( s c h e m e3 4 ) 。 ”、寻飞飞上且 n _ i r w s 、飞人人 r n r ： t i c l 4 q rb u 4 n f “q r 2 伊：o rq 。 “飞j 芙r 、r s c h e m e3 3 榔以。：一。 s c h e m e3 4 * 浙江大学理学博士学位论文 第一节c u b r d m s 催化的3 三甲基硅基1 一丙烯基二茂烯基锆 与取代的1 , 4 戊二烯3 酮的共轭加成反应 锆和铜之间有机配体的转金属化反应虽然得到了深入的研究，但是铜催化的 锆化物与吼b 不饱扣酮发生共轭加成反应的仍然机理不清楚。从引言中我们可以 看出，它不但与催化剂有关，锆化合物中的官能圆也起着重要作用。如果有能稳 定负离子的取代基存在，铜催化的共轭加成反应易于发生。因此稳定反应中铜中 间体是锆和铜之间有机配体的转金属化反应的关键。基于这一观点出发，我们的 问题是在铜催化的锆化合物与c 【，8 不饱和酮发生共轭加成反应中，底物是否能促 进反应的发生呢? 在有机铜锂试剂与旺，b 一不饱和化合物的共轭加成反应中，底物中的一些宫能 团往往促进反应。n a o k i a s a o 等报道了j i ：- t 螯合促进的二甲基铜锂于c 【，p - 饱和酯 的加戍反应( s c h e m e 3 4 ) “。 厂、“8 一，厂一c 。m i：竺：。fm 。u f 、u 。 l 毽 、 、 趣 s c h e m e 3 4 他们发现化合物含三键的c 【，d 不饱和酯于二甲基铜锂反应时收率几乎高达 1 0 0 ，而与不舍三键的，b 不饱和酯反应的收率只有5 0 。很显然底物中三键 与双键之间开7 【螯合促进了反应。( s c h e m e3 5 ) 。一” 5 雠 s c h e m e3 5 当二甲基铜锂与1 ：1 的含三键的a ，b 一不饱和酯和不舍三键的旺，p 一不饱和酯混 合物反应时前者产物的收率是8 5 ，而后者产物的收率只有1 2 。这进一步证 浙江大学理学博士学住论文 明了冗- 兀螯合促进了反应( s c h e m e3 6 ) 。 +r r ，v “8 竺! l v s c h e m e3 6 + ，v o q u 1 2 当三键处在对位时，由于空间关系不能形成兀- 7 i 螯合，所以当1 ：1 的对位与 邻位混合物与二甲基铜锂发应时前者产物的收率是8 9 ，而者产物的的收率只 有1 0 ( s c h e m e3 7 ) 。 吣。p h 正三e r 。0 2 8e 嗡8 + d b 啡2 8 9 、p h p ， 1 g s c h e m e3 7 有趣的是他们还观察到了取代基对反应的影响( s c h e m e3 8 ) 。 + 一哎 b 人 认c l 久 s c h e m e3 8 在1 , 4 ：二烯基酮中有两个双键并可形成许多稳定的过渡金属络合物。因此可以 设想如用二烯基酮作底物，由于可能存在的兀呱螯合有可能使铜催化的烯基锆化 物与c 【，b 不饱和酮发生共轭加成反应更易进行。我们首先调查了不同的烯基锆化 物与( e ，e ) 一二苯亚甲基丙酮的c u b r d m s 催化下的反应。 我们发现以四氢呋喃为溶剂，三甲基硅基1 _ 丙炔的锆氢化反应在室 温下很快即可顺利完成，可以观察到混合物由白色悬浊液渐渐变成黄色 澄清溶液，通过t l c 监测分析，原料反应完全后，加入l ，5 二苯基1 ，4 4 浙江大学理学博士学位论之 戊二烯一3 酮及15 m 0 1 c u b r m e 2 s ，2 5 。c 下4 - 6 小时反应可完成，得到烯 丙基硅官能化的a ，p 不饱和酮：8 - 三甲基硅基一1 ，5 一二苯基1 ，6 辛二烯一3 酮( s c h e m e3 9 ) 。 。v k ， c u s r 8 m e 2 p hr 1 惟v y l 八夕、p h s c h e m e3 9 为了弄清是三甲基硅甲基的作用还是1 , 4 二烯基酮本身促进了反应，我们又 进行了两纽试验。 一组是用其他的烯基锆化物与1 ，5 二苯基一i 4 一戊二烯- 3 - 酮进行反应。结果 表明在相同的条件下，共轭加成反应不能发生。这表明了三甲基硅甲基在反应中 的作用。( t a b l e l ) 。 t a b l e1 c u b r s m e 2c a t a l y z e dc o n j u g a t ea d d i t i o no fa l k e n y l z i r c o n o c e n e st od b a 。 o p h ，n 儿氓p h c u b rs m e 2 ( c a t ) 4c a r r i e do u tw i t h1 5m o l a r e q u i v o f a l k e n y l z i r c o n o c e n e ，1 0m o l a re q u i v o f d b a , o 0 1 5m o l a re q u i v o f c u b r s m e 2i nt h fa tl o o mt e m p e r a t u r ef o ro v e r n i g h t 。i s o l a t e dy i e l d s 。 4 。b yt l c 一组是用苯亚甲基丙酮与3 一三甲基硅基1 丙烯基二茂烯基锆化物在 相同条件下进行反应。、虽然共轭加成反应发生，但是收率不高( s c h e m e 卫坠塑塑塑堡坠 4 0 ) 。 m 8 、 z 吧p 2 c l c u e rs m e 2 ( c a t ) s c h e m e4 0 从士述试验结果看，c u b r d m s 催化的3 一三甲基硅基1 丙烯基二茂烯基锆 化物与l ，4 二烯基酮的共轭加成反应是三甲基硅甲基稳定负离子及二烯 酮的双键与铜配位共同作用的结果。 & 4 r l 对反应的温度效应也进行了调查。试验表明温度在反应种起着重 要作用。我们发现当反应在6 0 0 c 度进行时，反应收率极低且o 5 小时后 观察铜镜的产生。这表明稳定铜中间体在反应中极其重要。但是当反应 在低温下进行时，反应需更长时间得以完成。 t a b l e2 c u b r 。s m e z c a t a l y z e d c o n j u g a t e a d d i d o no f r e 、3 t r i m e t h y i s i l y l l p r o p e n y l z i r o c o n o c e n e t o ( e 毋一d i b e n z y l i d e n e a c e t o n eu n d e rv a r i o u s t e m p e r a t u r e 8 h “ z r c p 2 c i c u b rs m e 2 ( c a t ) 7 s e n t r y e m p e r a t u r e t i m e ( h ) y e l d l r p l o v e r n i g h t8 52 0 o 2 0 4 0 6 0 8 6 8 4 7 9 n oc o n j u g a t ea d d i t i o n 。 6 一 s妓 卧 始 浙江太学理学博士学位论文 g - 节烯丙基硅基官能化的伍，b 不饱和酮的制备 碳环体系的合成，特别是立体选择地合成碳环一直是有机合成的热点。在构 造碳环的策略中有机硅试剂和中间体经常被作为一重要工具4 2 1 9 8 2 年s a k u r a i 首次报道了烯丙基硅基官能化的口，p 一不饱和酮在l e w i s 酸催化下的分子内成环反 应( s c h e m e4 1 ) ” s c h e m e4 1 随着这一反应的发现，烯丙基硅基官能化的，b 一不饱和酮成为了有机合成中 一类非常重要的化合物。很多报道涉及到烯丙基硅基官能化的，b 不饱和酮的合 成。 s a k u r a i 利用烯基酯的h o m o c l a i s e n 重排为核心技术制备烯丙基硅基官能化 的a ，b 一不饱和酮( s c h e m e4 2 ) 4 4 。 g o 。m 0 3 s i c h 2 m g c i 、u s 一办r 乩4 吣。 s c h e m e 4 2 在s t o r k 研究p 烷氧基n ，p 不饱和酮的反应后，烯丙基硅基官能化的格氏试 剂和烯丙基硅基官能化的碘化物与d 烷氧基旺，p 一不饱和酮的反应成为烯雨基硅基 官能化的c c ，b 不饱和酮的制备的主要方法4 5 ( s c h e m e4 3 ) 。 。 浙江大学理学博士学注论文 s c h e m e4 3 有时w i t t g 反应也用于烯丙基硅基官能化的0 【，p 一不饱和酮的制备( s c h e m e 4 4 ) 4 7 。 ，￥兰r 八。 。7 飞 ? 人， p p 2 ；、 。皮下。； s c h e m e4 4 从上述事实我们不难看出提供新的烯丙基硅基官能化的c q 3 一不饱和酮的制 备方法在合成上具有重要意义。 接着，我们调查了3 三甲基硅基1 丙烯基二茂烯基锆化物与不同的取 代的l ，4 一戊二烯一3 一酮的共轭加成反应( s c h e m e4 5 ) ，试验结果见表( t a b l e 3 ) 丁m s h c 1 7 z 吧p 2 c u b rs m e 2 ( c a t ) s c h e m e4 5 3 牿 浙江大学理学博士学位论文 一一- _ _ - - _ _ _ - - _ h - _ _ _ - _ _ _ _ _ - 一 p - c 1 c 6 h 4 - h h p c h 3 c 6 h 4 hh p - c h 3 0 c 6 h 5 - h h p - b r c 6 h 5 一 hh p - - ( c h 3 ) 2 n c 6 h 5 - - h h p - f c 6 h 4 一h h c6h5一hc h 3 c 6 h 5 一c h 3c h 3 4a 1 lt h e p r o d u c t sw e r ec h a r a c t e r i z e db yi r 1 hn m r 3 cn m ra n dm ss p e c t r o s c o p y “i s o l a t e dy i e l d 结果表明，3 一三甲基硅基一l 一丙烯基二茂烯基锆化物与不同的1 ，4 一二烯 酮的共轭加成反应能够顺利进行并高收率的高立体和高区域得到e 一型 的官能化的烯丙基硅，当使用不对称的取代1 ，4 一戊二烯一3 一酮时，反应在 位阻小的位点进行。由于位阻的原因，当2 - 位或2 , 4 一位上有取代基时 反应难以发生。 第三节多取代环己酮的立体选择合成 在前面我们已经提到烯丙基硅基官能化的d ，b 。不饱和酮在l e w i s 酸存在下 可以进行分子内的成环反应。我们调查了此反应，我们发现在t i c i 。的催化下在 c h 2 c 1 2 中在7 8 0 c 度的温度下。得到的烯丙基硅基官能化的c 【，b 不饱和酮能发生 分子内成环反应高立体选择地形成多取代环己酮，在得到的多取代环己酮中烯基 与小基团r 1 呈c 西关系，而与大基团呈t r a n s 关系( s c h e m e4 6 ) 。试验结果见表 t 拍l e4 鹳 虬 为 叭 观 两 o o 曲 孔 挝 强 竹 毡 ；写 魏 2 3 4 5 6 7 8 9 浙江大学理学博士学位论文 t i c t 4 c h 2 c 1 2 7 8 0 e 、r 2 3 4 s c h e m e4 6 t a b l e 4i n t r a m o t e c u l a rc y c l i z a t i o no f 3t o4 e n t r y a rp r o d u c t 8 y i e l d6 ( ) 4a nt h e p r o d u c t sw e r ec h a r a c t e r i z e db yi r 、1 hn m r ，3 cn m r a n dm ss p e c t r o s c o p y 6i s o l a t e dy i e l d 理论土讲即使在r ，好摺圜时，在或环后会产生三个蟥反异构体( s c h e m e 4 7 ) 。但除了异构体4 外我们没有分离到其他异构体，这表明该反应具有极高的 立体选择性。 34 5 6 s c h e m e4 8 2 0 。 y 浙江大学理学博士学位论文 产物的立体化学是在1 h n m r ，c o s zn o e s y 的基础上建立的。如当r t , r 2 都是苯基时，1 h n m r 表明在得到的多取代环己酮中有三个不同的单氢，这意味 着得到的化合物不可能是具有对称结构的异构体5 , 6 。此外，在n o e s y 镨中h 3 和h 一5 没有相关。这进一步地表明得到的产物是具备不对称结构地异构体4 。 本章小节 在本章里，我们研究了3 三甲基硅基1 丙烯基二茂烯基锆化物与1 ，4 - 戊 二烯3 一基酮在c u b n d m s 催化下的的共轭加成反应，研究发现，由于三甲 基硅甲基稳定负离子及1 ，4 戊二烯3 酮的双键与铜配位共同作用的结 果使得反应能够发生并高收率的高立体和高区域得到e 一型的官能化的 烯丙基硅，后者在t i c l 4 的催化下能够发生分子内成环反应高立体选择 地形成3 ，4 ，5 - 位取代的环己酮。本工作为官能化的烯丙基硅及环己酮的 合成提供了新的方法。温和的反应条件，简便的操作，高立体选择性是 这项工作的特点。 渐江太学理学博士掌垃