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1、FeBr3催化下(E)-3-苯乙烯基异香豆素的合成,有机化学论文摘 要： 以CH sub 2 /sub ClCH sub 2 /sub Cl作溶剂, (E) -1, 4-二芳基烯炔在FeBr sub 3 /sub 催化下, 能够顺利发生分子内环化反响, 得到 (E) -3-苯乙烯基异香豆素 (2a2c) , 产率42%60%, 其产物构造经 sup 1 /sup H NMR、 sup 13 /sup C NMR和GC-MS表征。本文关键词语： 溴化铁; 1, 4-二芳基烯炔; 酯环化; (E) -3-苯乙烯基异香豆素;Abstract： FeBr sub 3 /sub -catalyzed i
2、ntramolecular cyclization reactions of (E) -1, 4-diarylenynes were carried out smoothly so as to produce 3-styrylisocoumarins in 42%60%yields using CH sub 2 /sub ClCH sub 2 /sub Cl as solvent.The chemical structures were characterized by sup 1 /sup H NMR, sup 13 /sup C NMR and GC-MS.Keyword： ferric
3、() bromide; 1, 4-diarylenynes; cyclization; 3-styrylisocoumarins;(E) -3-苯乙烯基异香豆素 (学名:3-苯乙烯基-1 H-异色烯-1-酮) 广泛分布于自然界中, 是很多具有生理活性的化合物和药物的基本骨架, 也是一些天然产物的基本构造, 其合成遭到化学专家们的关注1,2,3,4,5。当前, 合成 (E) -3-苯乙烯基异香豆素的方式方法有二类。一类是通过邻苯二甲酸与苯基丙烯酸酯或苯基丙烯酰氯衍生物的环化缩合反响, 但反响需要200的高温6,7, 条件非常苛刻。另一类方式方法就是过渡金属钯催化 (4-苯基丁-1, 3-二烯-2
4、-基) 氧基硅烷与邻溴苯甲酸甲酯环化合成 (E) -3-苯乙烯基异香豆素8, 这一方式方法的化学产率虽高, 但钯等都是贵金属, 价格昂贵。我们9曾报道了溴化铁作为催化剂能够有效合成异香豆素。本文在溴化铁催化下合成了 (E) -3-苯乙烯基异香豆素 (2a2c) 。1 实验部分1.1 仪器及试剂Bruker DPX-400型500MHz核磁共振仪 (内标为TMS, 溶剂为CDCl3) ;SHIMADAZU GC-MSQP2018联用仪;Kofler型熔点仪 (温度未经校正) 。试剂均为分析纯, 市售。1.2 合成1.2.1 (E) -2- (4-苯基丁-3-苯-1-炔小基) 苯甲酸甲酯 (1a)
5、 的合成在圆底烧瓶中, 依次参加邻碘苯甲酸2.48g (10mmol) 、甲醇 (10mL) 、浓硫酸 (1mL) 混合, 回流3h直到底物反响完时停止反响通过薄层色谱 (TLC) 板和气质联用分析。然后反响混合物通过水洗, 饱和NaHCO3溶液洗涤, 乙醚萃取蒸发得到粗产品, 粗产品通过柱层析法洗脱剂:V (正已烷) V (乙酸乙酯) =151分离得到邻碘苯甲酸甲酯2.23g, 产率85%9。在枯燥的反响器中, 依次参加邻碘苯甲酸甲酯2.23g (8.5 mmol) , 三甲基硅乙炔1.00g (10.2mmol) , 二氯二 (三苯基膦) 钯Pd (PPh3) 2Cl2, 0.030g (
6、0.5mol%) , 碘化亚铜CuI, 0.016g (1mol%) , 三乙胺30mL混合, 氩气保卫后, 在室温下搅拌, 利用TLC板和GC-MS监测反响至反响完全;用短硅胶柱进行粗过滤, 饱和食盐水洗涤, 乙醚萃取 (20mL 3) , 无水硫酸镁枯燥, 减压蒸干得粗产品;最后用硅胶层析柱洗脱剂:V (正已烷) V (乙酸乙酯) =101提纯分离得到2-三甲基硅乙炔基苯甲酸甲酯1.58g, 产率80%10。在枯燥的圆底烧瓶中, 依次参加2-三甲基硅乙炔基苯甲酸甲酯1.58g (6.8mmol) , 二氯甲烷20mL, 甲醇20mL和20mL 1mol/L的KOH溶液, 在室温下搅拌20h
7、, 利用TLC板和GC-MS监测反响至反响完全;用短硅胶柱进行粗过滤, 水洗涤, 乙醚萃取3次, 无水硫酸镁枯燥, 减压蒸干得粗产品;最后用硅胶层析柱洗脱剂:V (正已烷) V (乙酸乙酯) =101提纯分离得到2-乙炔基苯甲酸甲酯0.925g, 产率85%10。在枯燥的反响器中, 依次参加2-乙炔基苯甲酸甲酯0.925g (5.78mmol) , 1, 2-二氯乙烯5.549g (57.8mmol) , Pd (PPh3) 2Cl2 0.405g (10 mol) , CuI 0.110g (10mol) , 吡啶0.913g (2equiv.) 乙醚15mL混合, 在室温下搅拌, 利用TL
8、C板和GC-MS监测反响至反响完全;用短硅胶柱进行粗过滤乙醚洗涤 (10mL 3) , 减压蒸干得粗产品;最后用硅胶层析柱洗脱剂:V (正已烷) V (乙酸乙酯) =101提纯分离得到 (E) -2- (4-氯丁-3-烯-1-炔基) 苯甲酸甲酯1.078g, 产率85%。在枯燥的三口瓶中, 依次参加 (E) -2- (4-氯丁-3-烯-1-炔基) 苯甲酸甲酯0.220g (1mmol) , 苯硼酸0.183g (1.5mmol) , Pd (PPh3) 40.058g (5mol) , K2CO30.276g (2equiv.) , 甲苯 (10mL) 和甲醇 (5mL) 混合后, 加热回流搅
9、拌, 利用薄层层析法 (TLC) 板和气相色谱-质谱联用仪 (GC-MS) 监测反响至反响完全;用短硅胶柱进行粗过滤乙醚洗涤 (10mL 3) , 减压蒸干得到粗产品;最后用硅胶层析柱洗脱剂:V (正已烷) V (乙酸乙酯) =101提纯分离得到 (E) -2- (4-苯基丁-3-烯-1-炔-1-基) 苯甲酸甲酯 (1a) , 0.210g, 产率80%10。1.2.2 (E) -3-苯乙烯基异香豆素 (2a2c) 的合成在枯燥的Schlenk管中, 依次参加 (E) -2- (4-苯基丁-3-苯-1-炔小基) 苯甲酸甲酯 (1a) 0.078 6g (0.3 mmol) 、FeBr30.04
10、5 g (0.15 mmol) 和CH2ClCH2Cl 4mL, 氩气保卫后, 在80下搅拌, 利用 (TLC) 板和气相色谱-质谱联用仪 (GC-MS) 监测反响至反响完全.用短硅胶柱进行粗过滤乙醚洗涤 (5mL 3) , 减压蒸干得粗产品;最后用硅胶层析柱洗脱剂:V (正已烷) V (乙酸乙酯) =41提纯得到目的产物 (E) -3-苯乙烯基-1 H-异色烯-1-酮 (2a) 8。白色固体, 产率54%。m.p.119121;1 H NMR (400MHz, CDCl3) :8.32 (d, J=7.9Hz, 1H) , 7.71 (t, J=8.9Hz, 1H) , 7.607.29 (
11、m, 8H) , 6.73 (d, J=16 Hz, 1H) , 6.49 (s, 1H) ;13C NMR (100MHz, CDCl3) :162.1, 152.6, 137.6, 135.8, 134.8, 132.9, 129.8, 128.8, 128.1, 127.1, 127.0, 125.7, 120.8, 119.4, 105.7;IR :1 720cm-1;GC-MS (EI, 70eV) m/z (%) :271 (M+, 100) 。根据 (2a) 类似的方式方法合成 (E) -3- (4-甲氧基苯乙烯基) -1 H-异色烯-1-酮 (2b) :黄色固体, 产率60%。
12、m.p.143145;1 H NMR (400 MHz, CDCl3) :8.25 (d, J=10.4Hz, 1H) , 7.65 (t, J=10.0 Hz, 1H) , 7.467.36 (m, 5H) , 6.90 (d, J=11.6 Hz, 2H) , 6.55 (d, J=21.2 Hz, 1H) , 6.38 (s, 1H) , 3.83 (s, 3H) ;13C NMR (125MHz, CDCl3) :162.2, 160.3, 153.0, 137.8, 134.8, 132.6, 129.8, 128.6, 127.7, 125.6, 124.8, 120.7, 117
13、.2, 114.3, 104.8, 55.4;IR :1 722cm-1。Anal.calcd for C18H14O3:C 77.68, H 5.07, found C 77.53, H 5.01。根据 (2a) 类似的方式方法合成 (E) -3- (2-甲氧基苯乙烯基) -1 H-异色烯-1-酮 (2c) :黄色固体, 产率42%。m.p.129131;1 H NMR (400 MHz, CDCl3) :8.30 (d, J=10.4 Hz, 1H) , 7.817.66 (m, 2H) , 7.567.40 (m, 3H) , 7.347.26 (m, 1H) , 7.026.91 (m
14、, 2H) , 6.84 (d, J=21.6Hz, 1H) , 6.47 (s, 1H) , 3.93 (s, 3H) ;13C NMR (100 MHz, CDCl3) :162.2, 157.8, 153.3, 137.8, 134.7, 129.9, 129.8, 128.5, 127.8, 127.8, 125.7, 124.9, 120.7, 120.3, 120.2, 111.1, 105.4, 55.4;IR :1 890, 1 483cm-1。Anal.calcd for C18H14O3:C 77.68, H5.07, found C 77.52, H 5.00。2 结果与
15、讨论2.1 反响条件优化以 (E) -2- (4-苯基丁-3-烯-1-炔-1-基) 苯甲酸甲酯的环化反响为模板, 分别研究了反响温度和催化剂溴化铁用量对反响的影响, 结果如表1和表2所示。表1 反响温度对反响的影响a Table 1 Influence of temperature on the reactionaReaction conditions:1a (0.3mmol) , FeBr3 (0.15mmol) in 1, 2-dichloroethane (DCE) under argon atmosphere.表2 催化剂用量对反响的影响a Table 2 Influence of c
16、atalytic amount on the reactionaReaction conditions:1a (0.3mmol) in DCE at 80temperature under argon atmosphere for 12h.从表1中能够看出, 在一样用量溴化铁和溶剂条件下, 温度太低, 不但反响转化率低而且产率也不高 (表1, Entries 12) ;但是, 当反响温度太高, 反响的化学选择性却降低 (表1, Entry 4) 。通过对反响温度的考察, 发现该反响的最佳反响温度为80 (表1, Entry 3) 。在温度为80下, 考察了催化剂溴化铁用量对反响的影响 (表2)
17、 。实验结果表示清楚, 催化剂溴化铁的用量对该反响的转化率与产率都有很大的影响。从表2中能够看出, 催化剂溴化铁用量太少, 反响转化率与产率都很低 (表2, Entry 1) ;但是催化剂溴化铁用量过多, 则产率大大降低。通过对上述反响条件的考察, 合成化合物2a的最佳反响条件为:反响温度80, 催化剂溴化铁用量0.50mmol。2.2 取代基对环化反响的影响在优化的反响条件下, 研究了一系列的邻位苯乙烯乙炔基苯环上的取代基对环化反响的影响 (Eq.1) 。实验结果表示清楚, 在50mmol的FeBr3催化下, 分子内环化反响都能顺利进行, 高立体选择性得到目的产物。炔烃末端所连苯环上接有对位
18、甲氧基的反响产率 (60%) 比接有邻位甲氧基的反响产率 (42%) 高, 这可能是由于位阻效应的影响;但接有对位氰基的底物, 反响几乎不进行, 这讲明吸电子基团不有利于亲核加成反响的进行。3 结论以CH2ClCH2Cl作溶剂, (E) -1, 4-二芳基烯炔在FeBr3催化下, 能够顺利发生分子内环化反响得到 (E) -3-苯乙烯基异香豆素 (2a2c) , 产率42%60%。该方式方法条件简单、催化剂溴化铁价廉易得、不需要参加配体、反响选择性好。以下为参考文献：1Iinuma M, Tosa H, Tanaka T, et al.Chemical Constituents in the G
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