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第二章

多分子的分子间成环缩合反应

第一节 Danheiser成环反应

Danheiser成环反应,又称DanheiserTMS-环戊烯成环反应。 α β -不饱和酮与三烃基硅基(如三甲基硅基、三异丙基硅基等)丙二烯在Lewis酸存在下发生反应,生成三烃基硅基环戊烯类化合物。该反应最早是由Danheiser R L等于1981年首先报道的。

该反应可能的反应机理如下:

反应中催化剂Lewis酸首先与 α β -不饱和酮的羰基配合,从而使得 α β -不饱和酮被活化,更容易与三烃基硅基丙二烯发生Michael加成反应,紧接着发生硅基的1,2-迁移,最后发生关环得到环化产物。

具体例子如下(Friese J C,Krause S,Schafer H J.Tetrahedron Lett,2002,43:2683):

后来,Danheiser还发现,除了 α β -不饱和酮外,其他很多缺电子的烯烃和乙炔类等化合物也可以发生类似的[3+2]反应生成多取代的环戊烯衍生物。

具体合成2,3-二氢呋喃的例子如下(Danheiser R L,Kwasigroch C A,TsaiY M.J Am Chem Soc,1985,107:7233):

如下酰亚胺类化合物与三烃基硅基累积二烯反应,则生成二氢吡咯衍生物。例如:

Danhiser发现, α β -不饱和羰基化合物在TiCl 4 存在下,与三烃基硅基乙炔类化合物也可以反应生成五元环状化合物(Danheiser R L,Dixon B R,Gleason B W.J Org Chem,1992,57:6094)。

Danheiser等(Danheiser R L,Fink D M.Tetrahedron Lett,1985,26:2513)1985年报道了如下反应:

反应中生成了五元环和六元环化合物。六元环化合物生成的可能途径如下:

关于三烃基硅基丙二烯的制备方法,主要有如下几种。

Westmijze和Vermeer(WestmijzeH,Vermeer P.Synthesis,1979:390)用如下方法合成三烃基硅基丙二烯(表2-1)。

表2-1 1-三甲基硅基-1,2-丙二烯的合成

Tanigawa[TanigawaY,Murahashi S-I.J Org Chem,1980,22(45):4536]等则用如下方法制备了三烃基硅基丙二烯类化合物:

三烃基硅基累积二烯也可以用如下方法制备(Danheiser R L,Tsai Y M,FinK D M.Org Synth,1988,66:1)。

cis -4- exo -异丙烯基-1,9-二甲基-8-(三甲基硅基)双环[4.3.0]壬-8-烯-2-酮

C 17 H 28 OSi,276.49

【英文名】 cis -4- e x o -isopropenyl-1,9-dimethyl-8-(trimethylsilyl)bicyclo[4.3.0]non-8-en-2-one

【制法】 [1]Danheiser R L,Tsai Y M,FinK D M.Org Synth,1988,66:1.

[2]Danheiser R L,FinK D M TsaiY M.Org Synth,1988,66:8.

1-甲基-1-三甲基硅基丙二烯( 4 ):于安有搅拌器、温度计、滴液漏斗的反应瓶中,通入干燥的氮气,加入3-甲基硅基-2-丙炔-1-醇( 2 )30.0g(0.234mol),230mL干燥的THF,冰浴冷却,滴加2.8mol/L的甲基氯化镁的THF溶液84mL,控制滴加速度,保持反应液温度不高于10℃,约1.5n加完。加完后继续于0℃搅拌反应30min。用干冰-丙酮浴冷至-70℃,于10min滴加甲基磺酰氯26.8g(0.234mol),30min后撤去冷浴。室温搅拌反应2h。得( 3 )的溶液备用。

于安有搅拌器、减压装置的反应瓶中,加入无水溴化锂21.4g(0.234mol),无水溴化亚铜35.3g(0.246mol),本生灯加热,同时抽真空。30min后,充入干燥的氮气,加入无水THF260mL。将生成的绿色溶液(有少量不溶物)冰浴冷却,于1~2min迅速加入2.8mol/L的甲基氯化镁的THF溶液84mL。加完后继续于0℃搅拌反应30min。反应混合物呈现黏稠黄绿色悬浮物。冷至-70℃,于45min加入上述化合物( 3 )的反应液。30min后,撤去冷浴,慢慢升至室温,搅拌反应2h。剧烈搅拌下将其倒入含有400mL戊烷、200mL水和400mL饱和氯化铵的混合液中,分出有机层,饱和氯化铵溶液洗涤2次。水洗10次,饱和盐水洗涤。无水硫酸钠干燥。过滤,分馏,收集111℃的馏分,得化合物( 4 )21.3~22.2g,收率72%~75%。

于安有搅拌器、温度计、滴液漏斗的反应瓶中。氮气保护,加入(R)-(-)-香芹酮11.5g(0.077mol),化合物( 4 )10.8g(0.079mol),二氯甲烷180mL,冷至-75℃,慢慢滴加由四氯化钛17.4g(0.079mol)溶于10mL二氯甲烷的溶液,约1h加完。加完后继续低温搅拌反应30min。撤去冷浴,将生成的红色反应物升至0℃,搅拌下将得到的暗红色反应物倒入400mL乙醚和400mL水的混合液中,分出有机层,水层用乙醚提取2次。合并有机层,依次用水。饱和盐水洗涤,无水硫酸钠干燥。过滤,旋转浓缩。将得到的黄色液体用15cm分馏柱减压分馏,收集98~101℃/4Pa的馏分,得浅黄色液体( 1 )17.5g,收率82%。[ α 20 D -157.8 ° c =1.57,CH 2 Cl 2 )。

rac -(3 aS ,8 R ,8 aR )-3,8-二甲基-2-(3-三甲基硅基)-3 a ,5,6,7,8,8 a -六氢-4(1 H )-酮和 rac -(3 aS ,8 S ,8 aR )-3,8-二甲基-2-(3-三甲基硅基)-3 a ,5,6,7,8,8 a -六氢-4(1 H )-酮

C 15 H 26 OSi,250.46

【英文名】 rac- (3 a S ,8 R ,8 a R )-3,8-Dim ethyl-2-(3-trim ethylsilyl)-3 a ,5,6,7,8,8 a -hexahydroazulene-4(1 H )-one and rac- (3 a S ,8 S ,8 a R )-3,8-Dim ethyl-2-(3-trim ethylsilyl)-3 a ,5,6,7,8,8 a -hexahydroazulene-4(1 H )-one

【性状】 无色油状液体。

【制法】 Friese J C,Krause S,Schafer H J.Tetrahedron Lett,2002,43:2683.

于安有搅拌器、低温温度计、滴液漏斗的反应瓶中,加入4-甲基环庚-2-烯-1-酮( 2 )500mg(4.03mmol),1-甲基-1-三甲基硅基丙二烯768mg(6.98mmol),二氯甲烷20mL,氮气保护,冷至-78℃。滴加TiCl 4 0.69mL(6.98mmol),而后于-78℃搅拌反应1h。将反应物加入100mL水和100mL乙醚的混合液中,分出有机层,水层用乙醚提取3次。合并有机层,饱和盐水洗涤,无水硫酸镁干燥。过滤,浓缩,剩余物过硅胶柱纯化,以石油醚-乙醚(3:2)洗脱,得无色油状液体( 1 )和( 1 ')914mg,收率91%。二者比例1:1。 DoggQX+nHQW8e8GvtZzQDKYvNhVq+bUX6DG3I0LUfy5zbAJkJ3NAXJPJPSXa4P18

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