八元环醚化合物合成方法研究进展--安徽艾约塔硅油有限公司

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八元环醚化合物合成方法研究进展

阅读量：3673944 2019-10-22

具有八元环醚结构的有机化合物在有机合成化学、生物化学和药物开发研究领域具有广泛应用，在已经分离得到的天然产物, 特别是海洋天然产物中往往存在八元环醚骨架结构。正是基于八元环醚化合物所具有的生物和药物活性,发展方便高效合成八元环醚的有效方法越来越引起有机化学家的研究兴趣。本文综述近年来出现的合成八元环醚化合物的最新研究进展。
利用分子内环化反应合成八元环醚化合物
1.1 过渡金属催化八元环醚的合成
过渡金属催化是有机合成化学常见的反应形式, 因为过渡金属存在 d 轨道电子或者具有空的 d 轨道, 容易失去电子或夺取电子,具有较强的氧化还原能力,因此不同种类的过渡金属催化剂在有机合成中得到广泛应用.
2009 年 Dong 课题组以(R,R)-Me-DuPHOS 作为手性配体,在手性金属铑催化剂催化下,以二氯甲烷为溶剂室温下实现邻甲酰基苯基丁烯醚 7 发生分子内烯烃-氢酰基化反应,以高收率和高对映选择性得到苯并八元环醚化合物 8.该方法通过对分子 7 中杂原子的改变,可以合成八元环硫醚和八元亚砜化合物.

2018年施敏课题组报道了以包含双炔的吲哚衍生物 13 为底物,在5 mol% JohnPhosAu(I)Cl和5 mol% AgSbF6为催化剂条件下,发生分子内氢氨化反应构建八元环醚并吲哚骨架化合物的合成方法.
1.2 利用环扩张反应合成八元环醚化合物
一些八元环醚类化合物可以通过小环的环扩张重排反应进行合成, 利用环扩张反应制备八元环醚化合物是一类典型的分子内重排反应.
2011 年Snyder 课题组报道了四氢呋喃衍生物 15, 在 1.2 equiv. 的 Et2SBr?SbBrCl5 (BDSB) 催化下 , 以MeNO2 为溶剂在室温条件下反应 10 min, 以 84%的收率得到八元环醚类化合物 16. 反应机理研究表明, 四氢呋喃衍生物 15 首先在 BDSB 的作用下生成溴正离子中间体 A, 然后氧原子进攻溴正离子 A 得到中间体 B, 最终在酯羰基的进攻下再次发生开环反应得到产物 16. 该方法反应时间短, 具有高区域选择性和立体选择性, 反应合成了一系列含八元环醚骨架天然产物 Laurencia的系列衍生物, 为天然产物 Laurencia 的全合成以及中尺寸环状化合物的立体选择性合成提供了有益借鉴。

1.3 利用 Claisen 重排反应合成八元环醚化合物
烷基苯基醚在高温下是很稳定的化合物, 但是Claisen 发现烯丙基-芳基醚在高温(200 ℃)下可以重排为邻-烯丙基苯酚, 后人称该反应为 Claisen 重排反应. 邻-烯丙基苯酚还可以再进一步发生 Claisen 重排反应, 得到对-烯丙基苯酚. Claisen 重排反应的机理是 σ [3,3]重排, 中间产物烯酮不稳定(无芳香性), 会互变异构为有芳香性的酚.
2002 年, Boeckman 课题组利用不对称合成策略合成天然产物(+)-Laurenyne, 产物中关键的八元环醚结构通过立体选择性 SN2'环化反应和 Claisen 重排反应进行构筑. 反应以 2,6-二甲基苯基碳酸脂 24 为底物, 碱性条件下以甲苯为溶剂 110 ℃反应 0.5 h, 以 85%的收率得到单一构型的多取代烯丙基环丁烷 25. 1,1-双酯基取代环丁烷 25 在四氢铝锂(LAH)作用下发生还原反应, 以 93%的收率得到 1,1-双醇环丁烷化合物 26, 进一步在Dess-Martin试剂的氧化下以92%的收率得到1,1-双醛取代环丁烷 27. 在 45 ℃条件下化合物 27 发生 Claisen 重排反应得到热力学更加稳定的八元环醚化合物 28
利用分子间串联环化反应合成八元环醚化合物
近年来利用有机小分子催化分子间串联环化反应合成八元环醚化合物得到发展. 有机小分子催化剂作为继酶催化和金属催化之后的第三类催化剂, 在有机合成研究领域得到广泛应用. 目前, 通过有机小分子催化串联环加成反应构建八元环醚类化合物只有两篇报道, 不对称催化合成八元环醚尚未有报道.
2015 年, 黄有课题组[28]报道了炔酮类化合物 56 和 α-氰基-α,β-不饱和酮化合物 57 发生串联环化反应合成八元环醚的新方法, 在等物质的量的 DABCO 促进下, 以乙二醇和氯仿为混合溶剂, 在 60 ℃条件下发生[4+4]串联环加成反应, 能够以 78%的收率得到八元环醚类化合物 58。

2018 年, 苗志伟课题组报道了 Lewis 碱 DBU 促进下苯基甲基取代炔酮与吡唑酮衍生的 α,β-不饱和活泼烯烃发生[4+4]环加成反应合成八元环醚的反应, 苯基甲基取代的炔酮类化合物 59 与吡唑酮衍生的 α,β-不饱和活泼烯烃60在150 mol% DBU促进下, 以二氯甲烷为溶剂在室温下反应 5 min, 以 99%的收率得到含有吡唑骨架结构的八元环醚类化合物 61.
结论与展望
八元环醚骨架结构广泛存在于天然产物分子和药物分子中, 目前已经发现的该类化合物合成方法包括, 过渡金属催化法、环扩张法、Claisen 重排法、烯烃换位反应法以及有机小分子催化串联环化反应法等.未来该研究领域将主要围绕以下两方面开展工作: (1)开发新的合成策略, 实现八元环醚化合物的高效合成; (2)发展新型手性催化剂或者手性诱导试剂, 实现八元环醚化合物的不对称合成. 随着有机合成技术的不断发展, 含有八元环醚骨架结构的有机化合物合成一定会迎来新的更大发展.(转自有机化学期刊)