绿色反应介质乳酸乙酯在有机合成中的应用研究进展

1、有机化学Chinese Journal of Organic ChemistryREVIEWProject supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 21562025 and the Natural Science Foundation of Jiangxi Province (No.20151BAB203008. 国家自然科学基金(No. 21562025和江西省自然科学基金(No. 20151BAB203008资助项目.Chin. J. Org. Chem. 2016, 36, 954961

2、69; 2016 Chinese Chemical Society & SIOC, CAS http:/sioc- 954DOI: 10.6023/cjoc201512014 综述与进展绿色反应介质乳酸乙酯在有机合成中的应用研究进展韦 丽 陈绪文 刘云云 万结平*(江西师范大学化学化工学院 南昌 330022摘要 生物质来源的乳酸乙酯作为一种新型的绿色有机反应介质逐渐受到人们的关注. 这一溶剂具有无毒、生物可降解、廉价易得、沸点高、同时对水和多数有机物的优秀互溶性等各种符合理想绿色介质的优点. 近几年来, 以乳酸乙酯为溶剂成功实现了包括Suzuki 偶联反应、Glaser 偶联反应以及

3、各类具有生物活性杂环化合物的串联合成等反应. 本文结合我们自己的研究工作和兴趣, 系统综述了近年来以乳酸乙酯为反应介质的有机合成反应研究进展. 关键词 绿色介质; 乳酸乙酯; 偶联反应; 缩合反应; 串联反应Recent Advances in Organic Synthesis Employing Ethyl Lactate asGreen Reaction MediumWei, Li Chen, Xuwen Liu, Yunyun Wan, Jieping *(College of Chemistry and Chemical Engineering , Jiangxi Normal Un

4、iversity , Nanchang 330022Abstract The biomass-derivable ethyl lactate has been attracting daily increasing attention as a green medium in organic synthe-sis. The unique advantages of nontoxicity, low cost, complete biodegradability, high boiling point, and excellent compatibility towater and most o

5、rganic compounds of this solvent cater well to the property of a green reaction medium. In recent years, ethyl lactate (EL has been successfully used as medium in different types of organic reactions, including Suzuki-Miyaura reaction, Glaser reaction as well as cascade synthesis of heterocyclic com

6、pounds with biological activities. Based on our own research in-terest in this issue, the advances in organic synthesis employing EL as a green medium are summarized. Keywords green medium; ethyl lactate; coupling reaction; condensation reaction; cascade reaction绿色化学(Green chemistry又称环境无害化学、环境友好化学、清

7、洁化学, 是指在制造和应用化学产品时应有效地利用(最好是可再生的原料, 消除废物和避免使用有害的和/或危险的试剂和溶剂1. 这一理念在过去的十几年里已经得到人们的广泛认可, 而发展环境友好的有机合成方法是目前绿色化学领域最重要的研究课题之一24. 在有机合成过程中, 反应介质扮演着至关重要的角色, 它能促进反应物之间及反应物和催化剂之间的接触, 甚至改变反应历程. 因此, 寻求环境友好的绿色溶剂替换有机反应中传统使用的毒性大、易挥发、难以回收、不可降解的有机溶剂是使有机化学绿色化的重要研究方向510. 在过去的几十年里, 绿色溶剂如 水1114、离子液体1519、超临界CO 22024、聚乙二

8、醇(PEG25,26低共熔溶剂27等被应用于化学反应并取得了重要的研究进展, 但大部分绿色溶剂都仍旧有或大或小的局限性, 如通用性差、成本高或者性质不稳定等. 因此, 寻找更多具有独特性质和功能的新型绿色反应溶剂仍然是当前绿色有机合成研究的核心内容28.生物质是一种可持续性资源, 数量巨大、价格低廉, 可被生物降解并且可不断再生的化学物质, 由于可持续发展的内在要求, 这些物质在能源、材料以及化学化工等产业的应用代表了当前化学研究领域的一大前沿课题. 在已知的多种生物质来源的有机溶剂中, 乳酸、甘油、聚乙二醇、葡萄糖酸等已经作为介质或催化剂被广泛应用于有机合成当中2932. 作为另外一种常见的

9、生物质来源溶剂, 乳酸乙酯(图1具有无毒(作为添加剂应用在食品工业中33、低生产成本34、可完全生物降解35以及优秀的有机物/水溶解能力36等特性, 是理论意义Chinese Journal of Organic Chemistry REVIEW Chin. J. Org. Chem. 2016, 36, 954961 © 2016 Chinese Chemical Society & SIOC, CAShttp:/sioc-955上的优秀绿色溶剂37. 纯净的乳酸乙酯是一种无色透明液体, 其分子式C 5H 10O 3, 结构式见图1, 沸点154 , 密度1.031 g/c

10、m 3, 与水混溶, 可混溶于醇、芳烃、酯、烃类等有机溶剂38. 乳酸乙酯作为一种高沸点的极性质子溶剂, 可替代多种有机溶剂用于涂料等工业. 乳酸乙酯和其它常见有机溶剂如N-甲基吡咯烷酮、乙醇、乳酸等物理性质的相关数据比较在Silva 等28的工作中有较详细的报道.图1 乳酸乙酯的分子结构及基本物理常数Figure 1 Structure of EL and its fundamental physical con-stants有趣的是, 尽管这一溶剂在化学以及相关领域广受关注34,3641, 采用乳酸乙酯作为绿色介质进行有机合成方面的研究工作却是在近几年才起步. 经过几年时间的发展, 乳酸乙

11、酯已经被成功地应用到许多不同类型的有机反应中, 如碳-碳键交叉偶联反应、多组分反应等. 在一些反应中, 乳酸乙酯作为有机反应的绿色介质, 不仅便于反应产物的分离和溶剂的回收循环使用, 同时还能够提高反应的效率. 由于目前尚没有基于乳酸乙酯为介质的有机合成方面的综述报道, 本文结合我们自己的研究兴趣和近期相关工作, 对近几年来乳酸乙酯作为绿色溶剂在有机合成中的应用进行总结和介绍. 根据相关反应的主要特征, 分别介绍其在偶联、缩合等有机合成反应中的应用.1 以乳酸乙酯为反应介质的偶联反应1.1 Suzuki-Miyaura 反应Suzuki-Miyaura 偶联反应是钯催化下卤代芳烃或烯烃与有机硼

12、试剂之间的反应, 它为sp 2型碳-碳键的构建提供了一个普适的方法, 具有优秀的底物适应性及官能团容忍性. 在过去的几十年里, Suzuki-Miyaura 反应的研究已经有了迅猛的发展, 如今, 这一成果被广泛应用于天然产物、农药、临床医药、化工中间体以及功能材料的合成中. 目前, 设计对环境友好的Suzuki-Miyaura 反应实现其应用符合绿色化学的原则是合成化学研究的重要方向, 主要包括无配体催化或者发展新型配体替代传统的有机膦配体、反应催化剂用量少、使用可重复利用的负载催化剂、较温和的反应条件、利用绿色反应介质等.基于以上理念, 2012年, 我们课题组42报道了首例无配体参与的水

13、-乳酸乙酯绿色催化体系中的Suzuki 偶联反应. 该方法是以Pd(OAc2为催化剂, K 2CO 3为碱, 在无任何配体的条件下, 60 反应2 h 即可实现. 在最佳反应条件下, 首先, 利用取代的碘苯与芳基硼酸为反应底物, 产率良好至优秀(60%99%. 由于溴的电负性大于碘, 不易离去, 芳基溴的反应活性较芳基碘低, 利用溴代芳烃作原料时, 将反应温度提高到80 , 得到中等至优秀的产率(43%96% (Scheme 1. 值得一提的是, 利用传统的有机溶剂如DMF, DMSO、乙酸乙酯、二氧六环与水共溶作为反应溶剂, 产率都相对较低, 这可能由于乳酸乙酯一方面作为溶剂,另一方面作为配

14、体和钯形成配合物催化反应.图式1 乳酸乙酯水溶液介质中的Suzuki-Miyaura 偶联反应 Scheme 1 Suzuki-Miyaura cross coupling reactions in aqueous ethyl lactate2014年, Edwards 等43以廉价易得的三聚氰胺为配体和钯盐形成配合物在绿色反应溶剂乳酸乙酯或水中高效催化Suzuki 交叉偶联反应. 如在110 加热条件下, Na 2CO 3作为碱, 三聚氰胺-钯配合物为催化剂, 对乙酰基溴苯与苯基硼酸在乳酸乙酯中反应2 h, 以97%的高收率生成产物; 而以Pd(OAc2为催化剂, 其它反应条件相同时, 同一

15、反应产率仅有61%. 研究表明, 在空气中, 该乳酸乙酯的绿色催化体系具有广泛的底物和官能团容忍性, 以良好至优秀的产率生成产物(57%99% (Scheme 2, 如酮羰基、酰胺基、氰基取代的溴苯可与苯基硼酸高效偶联; 而含有吸电子基团(如醛基、三氟甲基、氰基的苯基硼酸甚至噻吩硼酸也可以在此催化体系下发生反应. 进一步研究发现, 催化剂三聚氰胺-钯配合物可与甲醛交联生成高分子聚合物, 是一种新型高效的Suzuki 交叉偶联催化剂, 该催化剂不溶于水并且可以回收重复使用.1.2 端炔的Glaser 偶联反应Glaser 偶联反应是合成共轭二炔的经典方法, 通常在氧化剂和铜催化条件下进行. 通过

16、对反应介质、配体以及催化剂进行改进, 建立绿色反应催化方法是当前Glaser 偶联反应研究的热点方向之一. 2014年, 我们课题组44发展了以乳酸乙酯为绿色介质的Glaser 偶有机化学 综述与进展 956 http:/sioc- © 2016 Chinese Chemical Society & SIOC, CASChin. J. Org. Chem. 2016, 36, 954961图式2 乳酸乙酯体系中钯-三聚氰胺催化的Suzuki-Miyaura 偶联反应Scheme 2 Melamine-Palladium-catalyzed Suzuki-Miyaura cou

17、pling reactions in ethyl lactate联反应来合成1,3-共轭二炔的方法. 该方法中无需用到任何配体, 在氧气为氧化剂, 四氢吡咯为碱以及CuI 为催化剂的条件下, 以50 加热就可高效实现. 反应具有良好的底物适应性, 产率从中等到优秀(30%90%, 值得一提的是, 在上述反应条件下脂肪族端炔与芳香族端炔都可以以良好的收率转化为相应的共轭二炔. 同时, 进一步研究发现, 在同一反应中加入不同的端炔还可实现交叉偶联, 得到两端具有不对称结构的共轭二炔. 但由于自身偶联副反应的发生, 交叉偶联仅有中等收率(26%69%. 在反应过程中, 我们设想乳酸乙酯一方面作为反应

18、溶剂, 另一方面因为其结构中含有1,4-位的氧-氧(O,O结构, 可以同时作为配体和铜盐形成配合物促进催化反应的进行(Scheme 3.R 2R 1CuI,pyrrolidineEL,50°C,O 2R 1R 2R 1or R 1R 112examples 30%90%yield9examples 26%69%yieldR 1,R 2=aryl,alkylR1CuLCu L =OOO CuR 1CuL R 1LCuCuLR 2CuLR1R2EL +CuI R1Propsed reactionmechanism:R2R1CuI,pyrrolidine EL,50°C,O 2图

19、式3 乳酸乙酯介质中的Glaser 偶联反应及可能的反应机理Scheme 3 Glaser coupling reactions in EL and the proposed reaction mechanism1.3 硫醇/酚的偶联反应二硫化物在自然界中广泛存在, 除在工业上用作橡胶和高弹体的硫化剂外, 还是合成含硫化合物的重要中间体. 因此如何有效地形成二硫键引起了合成工作者极大的兴趣. 2013年我们课题组45发现以乳酸乙酯为反应介质, 在无任何催化剂和添加剂的空气条件下, 硫醇在60 加热可氧化偶联生成相应的二硫化物.而以DMF 和甲苯为反应溶剂时,相同的反应条件下产物的产率较低. 反

20、应具有良好的底物适应性, 包括芳基硫酚、杂环芳基硫酚甚至烷基硫醇均以良好至优秀的产率生成相应的二硫化物(57%97% (Eq. 1.因此,我们建立了一种简便的合成二硫化物的方法. 通过进一步研究我们推断氧气在乳酸乙酯中有较好的溶解性, 溶解在乳酸乙酯中的氧气(来源于空气催化硫醇的氧化偶联, 因而乳酸乙酯是硫醇偶联良好的反应介质.2 以乳酸乙酯为反应介质的缩合反应2.1 亚胺及肟的合成乳酸乙酯和水及常见的有机溶剂互溶, 通过改变乳酸乙酯与共溶剂的混合比例可以得到一系列极性大小不同的反应介质, 这将为反应提供理想的反应条件而提高反应效率. 根据这一理念, Bennett 等46报道了一种高效绿色的

21、合成亚胺的方法. 该方法是在室温条件下, 以乳酸乙酯为溶剂, 水作共溶剂调节反应介质的极性, 数分钟内产物亚胺直接从反应体系中结晶出来, 产物无需进一步纯化, 产率高达90%99% (Scheme 4.图式4 室温下乳酸乙酯或乳酸乙酯-水体系中亚胺的合成 Scheme 4 Synthesis of aryl aldimines in EL or EL-H 2O system最近, 我们课题组47证实了乳酸乙酯是合成醛肟或酮肟及Beckmann 重排反应的良好介质. 我们利用醛或酮和盐酸羟胺在绿色反应介质乳酸乙酯中50 加热以优秀的产率(80%91%成功合成了相应的肟 Chinese Journ

22、al of Organic Chemistry REVIEW Chin. J. Org. Chem. 2016, 36, 954961 © 2016 Chinese Chemical Society & SIOC, CAShttp:/sioc-957(Scheme 5. 在反应过程中, 乳酸乙酯除作为溶剂外, 乳酸乙酯中的羟基及羰基通过氢键活化羟胺, 从而促进了羟胺与底物羰基的加成.另外, 在Lewis酸催化下, 酮肟可在乳酸乙酯中发生Beckmann 重排得到酰胺(Eq.2.图式5 乳酸乙酯中醛/酮肟的合成及可能的反应机理 Scheme 5Synthesis of keto

23、- and aldoximes in EL and the pro-posed reaction mechanism2.2 Biginelli 反应3,4-二氢嘧啶酮及硫酮因具有非常丰富的生物活性而被广泛研究, 在经典的合成化学中, 以硫脲、醛和1,3-二羰基化合物的三组分Biginelli 反应合成这类化合物是最为常见且为人们熟知. 尽管许多新的合成方法已进一步拓展了这类杂环化合物的结构多样性, 但寻求绿色清洁的Biginelli 反应体系仍是当前合成化学的研究热点之一. 2014年, 我们课题组48报道了在乳酸乙酯绿色反应介质中的Biginelli 反应. 该反应是以乳酸乙酯为溶剂, 乙酰

24、乙酸乙酯、芳醛和硫脲在TMSCl 的催化和90 加热条件下, 生成3,4-二氢嘧啶硫酮及其衍生物, 产率从良好至优秀(59%89% (Eq. 3. 这一以乳酸乙酯为绿色介质的新合成体系为合成3,4-二氢嘧啶硫酮提供了一种新的环境友好合成法. 2.3 Hantzsch 反应1,4-二氢吡啶类化合物是一类非常有价值的小分子杂环化合物, 具有极高的生物学和药物学的研究价值. 相关合成方法研究也因此广受关注. Hantzsch 反应是合 R 1+OEtO ONH 2NH S R 2TMSCl,90°C ethyl lactateEtOON NH S R 2R 1EtOO N H NH SEt

25、O ON H NH SEtO ON H NH SEtO ON H NH S EtOO N H NH S EtOON H NH SEtOON H NH SEtOO N H NH SEtO ON NH SEtOON NH SOMeOHCl CF 3NO 2Cl BrCF 373%76%71%59%80%83%89%66%81%85%(3成1,4-二氢吡啶(1,4-DHPs的经典的方法之一. 尽管结构多样化的1,4-二氢吡啶化合物的合成已经受到极大的关注, 发展绿色高效的方法合成1,4-二氢吡啶化合物仍然是合成化学研究的主要内容. Ghosh 等49以1,3-二羰基化合物、醛以及铵为原料, 在以乳酸

26、乙酯-水体系为反应介质及可见光照射条件下, 实现了对称及不对称的1,4-二氢吡啶类化合物的合成. 该反应具有良好的底物和官能团适应性, 含有给电子或吸电子取代基的苯甲醛、杂环芳甲醛以及脂肪醛、-酮羰基酯、1,3-二酮等均可作为底物, 以优秀的产率(80%92%得到对称的1,4-二氢吡啶. 在反应过程中, 1,3-二羰基化合物和醛在可见光的照射下经历Knoevenagel 反应及Michael 加成生成中间体, 该中间体在氨作用下关环, 最后甲酸作用经历质子转移及失水生成1,4-二氢吡啶. 进一步研究发现, 在统一反应器中加入不同的1,3-二羰基化合物, 还可实现具有不对称结构的1,4-二氢吡啶

27、(74%81%的合成(Scheme 6. 通过可见光催化和生物质溶剂EL 的使用, 这一体系具有绿色环保、反应过程简单、无任何催化剂、反应时间短并且产率优秀等优点. 有机化学 综述与进展958 http:/sioc- © 2016 Chinese Chemical Society & SIOC, CASChin. J. Org. Chem. 2016, 36, 954961visible lightO OO ONH 3RR1R 1OON OHCOOH1ROH H R N H R 1R 1OO OH -H 2OR1OO +RCHO HCOONH 4visible light50

28、%Ethyl-L-lactate in water NHO R 1OR 1RR =aryl,alkylR 1=OEt,OMe,Me20examples 80%92%yieldR 1R 1RR2OO +RCHO HCOONH 4N HO R 2O R 1RR =aryl R 1=OEt R 2=Me3examples 74%81%yield visible light50%Ethyl-L -lactate in water+R1OO R 1O O +RCHO HCOONH 4visible light50%Ethyl-L -lactate in waterN HO R 1RR =aryl4exa

29、mples 83%91%yieldR 1=OEt,OMe,Me+OOO+图式6 乳酸乙酯-水体系中1,4-二氢吡啶类化合物的合成及可能的反应机理Scheme 6 Synthesis of 1,4-dihydropyridines in EL-H 2O and the proposed reaction mechanism2.4 3+2环加成反应氧化吲哚螺环是一类重要的类药性骨架, 具有广泛的生物活性及潜在的治疗用途. 因此发展绿色高效的合成方法用于构建氧化吲哚螺环类化合物具有重要意义. 2013年, Dandia 等50以乳酸乙酯为反应介质, 在无催化剂空气中室温的条件下, 利用靛红、脯氨酸、

30、1,4-萘醌为原料, 通过1,3-偶极环加成反应巧妙地构建了一类螺环骨架的化合物, 改变靛红上的取代基, 均以优秀的产率生成相应的化合物(88%93% (Scheme 7. 该反应若使用甲苯、乙腈、THF 、DMF 、甲醇、乙醇等作溶剂, 产率较低或者不反应. 通过对反应机理的研究发现, 靛红和脯氨酸首先缩合生成甲亚胺叶立德中间体, 此中间体再与1,4-萘醌发生1,3-偶极环加成反应, 最后氧气氧化得最终产物.2.5 苯并噻唑类化合物的合成苯并噻唑类化合物被广泛应用于生物医药及功能材料, 因而是一类非常重要的杂环化合物. 最近, Yu 等51报道了一种简单、高效、环境友好的合成2-取代苯并噻唑

31、类化合物的方法. 该方法是在脯氨酸类离子液体N 2222Pro (N 2222=tetraethyl ammonium, Pro =prolinate为催化剂, 以乳酸乙酯为反应溶剂以及空气中的条件下, 邻氨基苯硫酚与醛类化合物80 加热4 h 可高效生成2-取代苯并噻唑类化合物, 产率从良好到优秀(55%92%. 反应利用传统的有机溶剂如苯、二甲苯、1,4-二氧六环、甲醇、乙醇等, 产率则相对较低. 反应过程中, 氧化缩合是生成产物的关键步骤, 空气中的氧气能较好地溶解在乳酸乙酯中, 因而乳酸乙酯是该反应良好的介质(Scheme 8. 此外, 在此反应体系中, 催化剂可回收重复使用数次未见其

32、催化活性降低. 2.6 反式4,5-二胺基-2-环戊烯酮化合物的合成 2013年, Procopio 等52报道了糠醛和二级胺在绿色反应介质乳酸乙酯中, 在室温及三氯化铒的催化下, 非对映选择性的合成了反式4,5-二胺基-2-环戊烯酮类化合物. 该催化体系具有廉价、高效、绿色可持续等优点. 利用不同的二级胺均得到优异的收率(88%>99%, 反应的非对映立体选择性优秀, 仅得到两个手性中心为trans 构型的产物(Eq. 4. 有趣的是, 利用一级胺如苯胺或苄胺作为底物时, 产物产率较低或者不反应.3 以乳酸乙酯为反应介质的其它反应3.1 1,2-二酮化合物的合成1,2-二酮类化合物因含

33、有两个相邻的羰基而具有很高的反应活性, 被广泛用在如-羟基酮、含氮杂环、糖类等化合物的合成中. 构建新颖、可持续、高效易操作Chinese Journal of Organic Chemistry O O + N R1 - H2O - CO2 R 2 REVIEW O r.t., air O ethyl lactate aqueous solution (80% O R2 8 examples 88% 93% yield H N N O R1 R 2 O N H COOH + O2 O O O O R2 H H N N O R1 N O N + H R1 Azomethine ylide Sc

34、heme 7 图式 7 乳酸乙酯-水中螺杂环化合物的合成及可能的反应机理 Synthesis of spiroheterocycles in EL-H2O and the proposed reaction mechanism NH2 + R CHO SH R = aryl, alkyl Proline-based ILs ethyl lactate, 80 °C, air S R N 10 examples 55% 92% yield Propsed reaction mechanism: S R N O2 H2O S R N H O N H O N2222 R CHO O O N

35、 R N H N2222 H S O N R NH O N2222 SH R N H O O N2222 NH2 SH Scheme 8 图式 8 乳酸乙酯中 2-取代苯并噻唑的合成及可能的反应机理 Synthesis of 2-substitututed benzothiazoles in EL and the proposed reaction mechanism 的 1,2- 二酮化合物的合成方法引起了合成化学家的重 视 . 最近 , 我们课题组 53 报道了以乳酸乙酯为反应介 质, 基于烯胺酮中碳-碳双键的断裂的方法合成 1,2-二 羰基类化合物 . 该方法无需金属催化 , 仅可见光照

36、射 , 以玫瑰红试剂为催化剂 , 室温搅拌即可高效实现转化 . Chin. J. Org. Chem. 2016, 36, 954961 含有不同官能团的芳香族取代的烯胺酮在上述反应条 件下均得到相应的 1,2-二羰基化合物, 产率从良好到优 秀 (61% 95%( 当 Ar1 Ar2 4-CH3OC6H4 时 , 产率仅 27%. 而在相同反应条件下, 脂肪族取代的烯胺酮则不 能发生反应. 进一步研究发现, 当上述生成 1,2-二酮的 反应结束后, 直接向反应体系中加入 1,2-二氨基取代苯, 室温搅拌, 1,2-二酮和 1,2-二氨基取代苯发生反应生成相 应的喔喹啉, 因而建立了一种绿色简

37、便的合成喔喹啉类 化合物的方法. 反应的可能机理是玫瑰红在光照条件下 成为激发态, 该激发态可以将大气中的氧气高效转化为 单线态氧, 高活性的单线态氧和烯胺酮中的碳-碳双键 快速加成得到活泼的过氧四元环中间体, 该中间体通过 http:/sioc- © 2016 Chinese Chemical Society & SIOC, CAS 959 有机化学 快速的 OO 和 CC 键均裂和重组, 最终生成产物邻 二酮(Scheme 9. O Ar 1 综述与进展 N Ar2 15 W white LED bulb Rose Bengal EL, r.t. O Ar 1 Ar2 O

38、 14 examples 27% 95% yield N Ar1 NH2 R1 NH2 EL, r.t. R 1 N Ar2 18 examples 47% 90% yield Propsed reaction mechanism: visible light RB* 3 1 图式 10 乳酸乙酯-水体系中噻唑啉酮衍生物的合成 Scheme 10 Synthesis of thiazolidinones in water-EL system RB O Ar 1 O2 Ar 1 O N Ar2 O O2 EL O O N 经脱水及氧化石墨烯的脱氢氧化而生成 5-羟甲基糠醛, 摩尔产率达 76.3

39、% (Eq. 5. 同时, 氧化石墨烯被还原为 六层的片状石墨烯, 作为溶剂的乳酸乙酯可高纯度的回 收重复使用. Ar2 Ar 1 Ar2 O + N CHO RB = Rose Bengal EL = ethyl lactate 图式 9 可见光催化乳酸乙酯中 1,2-二酮类和喹喔啉类化合物 4 结论 的合成及可能的反应机理 Scheme 9 Visible light-catalyzed synthesis of 1,2-diketone and quinoxalines in EL and the proposed reaction mechanism 3.2 噻唑啉酮衍生物的合成 噻唑

40、啉酮类化合物是一类重要的杂环化合物. 它具 有抗 HIV 抗癌抗结核等活性, 毒性较低, 有些化合物 甚至可以作为食品的调味剂. 2014 年, Choudhary 等54 报道了一种在乳酸乙酯-水/水体系中高效合成噻唑啉酮 衍生物的方法. 该方法在室温条件下, 用硫脲或者硫脲 衍生物和丁炔二酸酯为原料, 以水为溶剂, 乳酸乙酯作 共溶剂调节反应介质的极性, 数分钟内产物直接从反应 体系中析出, 含有不同取代基的硫脲均可高效反应, 产 率高达 91%100% (Scheme 10. 3.3 5-羟甲基糠醛的制备 5-羟甲基糠醛是重要的化工原料, 常用于合成新型 的高分子材料 , 包括树脂类塑料

41、、柴油燃料添加物等 . 它通常由生物质来源的糖类化合物制备 . 2014 年 , Mondal 等55报道了一种简便绿色的由生物质来源的果 糖制备 5-羟甲基糠醛的方法. 该方法是以绿色反应介质 乳酸乙酯为溶剂, 氧化石墨烯为酸催化剂, 氯化胆碱或 者甜菜碱盐酸盐为添加剂, 100 下微波 30 min, 果糖 从相关研究结果可以发现, 自 Bennett 等46首次将乳 酸乙酯用作反应介质合成亚胺类化合物以来, 在不长的 研究时间里, 乳酸乙酯作为一种新型的绿色反应介质已 经成功地应用到多种不同有机反应中, 并且在一些反应 中展示了对反应的促进作用. 由于其廉价、 无毒、 可生物 降解等环境

42、友好的内在特性, 乳酸乙酯无疑是一种理想 的绿色有机反应介质, 可望在未来的研究中得到更广泛 和高效的应用. 另一方面, 由于相关研究开展的时间较 短, 当前已知的通过乳酸乙酯介质的有机合成反应类型 还不够丰富, 同时对于大多数反应, 其作用机理还需要 更深入的研究和探索. 这一研究现状也从另一方面说明 乳酸乙酯在可持续有机合成研究的巨大空间和广阔前景. References 1 Anastas, P. T.; Warner, J. C. Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford Science Publications, New York, 1

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