（无机化学专业论文）αα二乙酰基13二硫戊环缩烯酮的合成及应用研究.pdf

摘要 过去的一百年时间里，口碳基二硫缩烯酮已经成为了一类重要的有机合成 中间体。1 9 1 0 年k e l b e r 首次合成了口- 苯甲酰基二甲硫缩烯酮，经过近百年的发 展，口碳基二硫缩烯酮化学已经在合成有机化学中占有了重要一席，特别是近 三十年来发展更快，每年都有相当数量的文章出现，并有数篇综述对这些工作进 行了总结。一般来说，基于口碳基二硫缩烯酮化学的反应主要为：与金属有机 试剂的选择性加成反应，与氮亲核体的共轭加成反应，口碳原子的亲核性及相 关反应，烷硫基作为硫醇的替代试剂的应用，【5 + 1 】合成六元碳环、杂环策略及 基于如上反应的合成应用。 在众多的口羰基二硫缩烯酮类化合物中，q5 - 二烯酰基1 ，3 。二硫戊环缩烯 酮具有易于制备，官能团多等特点。从结构上看，q 口二烯酰基1 ，3 二硫戊环 缩烯酮具有两对属于1 ，5 双亲电的双m i c h a e l 受体，可与亲核体( m i c h a e l 给体) 及亲核加成消除等反应。此外，包含在该类化合物中的1 ，3 二硫戊环的开环反应 等将对该类化合物发生亲核加成反应的性质产生明显的影响。因此，a , a e 二烯 酰基1 ，3 二硫戊环缩烯酮的合成及其在合成中的应用研究是一重要的研究课题。 发展新的基元反应和新的合成方法是有机化学创新进步的基础。在本课题组 常年从事咖羰基二硫缩烯酮化学研究的基础上，本论文利用合成设计以促口二 烯酰基1 ，3 二硫戊环缩烯酮的合成为工作基础，以发展新基元合成反应和合成新 方法为目标，创建了一种新的双【5 + 1 1 成环策略，由此建立了一种通用性强、步 骤简洁的合成多取代并六员硫杂、氮杂环化合物的新方法。同时，从q 口二烯 酰基1 ，3 二硫戊环缩烯酮类化合物出发，对经由不同溶剂调控的经分子内 m i c h a e l 及a n t i m i c h a e l 反应合成含硫六员、五员杂环化合物的合成方法学进行 了较为深入的探讨。另外以弘乙酰基1 ，3 二硫戊环缩烯酮的b a y l i s h i l l m a n ( 以下 简称b h ) 反应及分子内邻基参与的环化反应合成了引哚氮氧化合物。论文工作 主要包括以下三大部分6 个方面的内容。 第一部分，弘乙酰基1 ，3 二硫戊环缩烯酮与取代的邻硝基芳醛发生b h 反 应合成多取代吲哚氮氧化合物。包括： 1 首次用四氯化钛作为b h 反应的催化剂，成功实现了烷硫基活化的烯酮 类化合物和各种邻硝基芳香醛的双b h 反应，得到了一系列重要的多取代的1 ，4 戊二烯类化合物。利用其结构特征，我们又成功实现了一锅反应该类化合物分子 内的成环反应，获得了多取代吲哚氮氧化合物。实验结果表明，上述反应具有较 高的化学选择性和原子经济性。 第二部分，q 口二烯酰基1 ，3 二硫戊环缩烯酮作为双1 ，5 双亲电五碳合成 子的双f 5 + 1 1 成环策略一构筑多取代含硫、含氮并六员杂环化合物的新方法。包 括： 2 创建了区域专一性的x 2 1 5 c + i x 成环策略。利用刃2 1 5 c + i s 】成环策略 合成了系列多取代并二氢4 噻喃酮类化合物。其中，使用无毒，商业上易得 的n a 2 s 9 h 2 0 作为硫源是该方法的一个特色。 3 利用1 ，3 二噻烷的开环在强碱( n a h ) 开环反应得到了二氢4 噻喃酮类 化合物，并由单环噻喃酮类化合物经由进一步反应制备多取代并二氢4 噻喃酮 类化合物。 4 作为双【5 c + 1 s 】成环策略的扩展，实现了c t , o t - 二烯酰基1 ，3 二硫戊环缩 烯酮与胺的 5 c + 1 n 成环反应，发展了合成并二氢4 吡啶酮化合物的新方法。 第三部分，我们研究了qo r - 二烯酰基1 ，3 - 二硫戊环缩烯酮分子内的开环、 成环反应，发现了新颖的涉及由溶剂调控的伊乙烯基不饱和体系的分子内 m i c h a e l 及a n t i m i c h a e l 加成反应，并分别合成了二氢4 噻喃酮和二氢3 噻吩酮 两类化合物。这一部分内容主要包括： ， 5 我们发现当以乙醇溶剂进行反应时q 口二烯酰基1 ，3 二硫戊环缩烯酮与 伯胺反应，能够顺序发生1 ，3 二硫戊环的开环反应、分子内m i c h a e l 加成反应直 接生成二氢4 噻喃酮类化合物。当我们以d m f 溶剂进行反应时qa 烯酰基1 ，3 二硫戊环缩烯酮与伯胺反应，能够顺序发生1 ，3 二硫戊环的开环反应、分子内 a n t i m i c h a e l 加成反应直接生成二氢3 噻吩酮类化合物。 6 进一步对不同常见溶剂进行考察，我们发现了一个涉及由溶剂调控的 口，肛不饱和烯酮体系的分子内m i c h a e l 、a n t i m i c h a e l 加成反应，即口一烯酰基环二 硫缩烯酮在胺类化合物的作用下能够发生歼环分子内的硫杂m i c h a e l 或是 a n t i m i c h a e l 加成，导致了六或五员硫环化合物的合成。这一实验结果证明了我 们不仅可以通过钝化烯酮体系的羰基从而引发a n t i m i c h a e l 加成反应，而且对于 特定的结构我们人然可以通过对外围条件( 如溶剂) 等对反应的取向产生影响。 在此基础上，我们小组丌展了进一步的研究，发现该反应的适用范围宽泛。这一 部分工作还在进行之中。 关键词：qa - 二烯酰基l ，3 一二硫戊环缩烯酮；双【5 + l 】成环反应；并六员环 分子；m i c h a e l 加成；a n t i m i c h a e l 加成；五员环分子；b a y l i s h i l l m a n 反应；吲 哚氮氧化合物 l l a b s t r a c t a - o x o k e t e n ed i t h i o a c e t a l sa r cak i n do fv e r s a t i l ei n t e r m e d i a t e su s e di no r g a n i c s y n t h e s i sd u r i n gt h ep a s tc e n t u r y s i n c ek e l b e rf i r s ts y n t h e s i z e dt h ea - b e n z o y l k e t e n e - ( s ，s ) - a c e t a li n1 9 1 0 ，口- o x ok e t e n e 回a c e t a l sc h e m i s t r yh a sb e c o m e 觚 i m p o r t a n td i v i s i o ni no r g a n i cc h e m i s t r yt h r o u g ht h ed e v e l o p m e n to fn e a to n eh u n d r e d y e a r s p a r t i c u l a ri nr e c e n tt h r e ed e c a d e s ，q u i t ea m o u n to fd o c u m e n t sh a v eb e e n p u b l i s h e di nt h i sa r e a ，a n ds e v e r a lr e v i e w sw e r es u c c e s s i v e l yr e p o r t e dt os u m m a r i z e t h e s er e s u l t s g e n e r a l l y , t h er e a c t i o nt y p e si n v o l o v i n go r - - o x ok e t e n e d a c e t a l s m a i n l yi n c l u d et h er e g i o s e l e c t i v ea d d i t i o n a r o m a t i z a t i o nw i t ho r g a n o m e t a u i cr e a g e n t s ， c o n j u g a t ea d d i t i o n c y d i z a t i o nw i t hn i t r o g e nn u c l e o p h i l i c s p e c i e s ，n u c l e o p h i l i c r e a c t i o n so fa - c a r b o n ，a c t i n ga so d o r l e s sd i t h i o le q u i v a l e n t si n t h i o a c e t a l i z a t i o n ， m i c h a e la d d i t i o n sa n d 【5 + 1 】a n n u l a t i o n ，a sw e l la st h es y n t h e t i ca p p l i c a t i o n sb a s e d o nt h ea b o v er e a c t i o n s a m o n gt h ev a r i o u s t 2 - - o x o k e t e n e 一 $ 一a c e t a l s ，qa - d i a l k e n o y lk e t e n e 一( 1 ， 3 - d i t h i o l a n c y c o l p e n t y l ) - a c e t a li se a s i e rt op r e p a r ea n db e a rm u c hm o r ef u n c t i o n a l i t i e s f r o mt h ev i e wo fs t r u c t u r e ，口一d i a l k e n o y lk e t e n e - ( 1 ，3 - d i t h i o l a n c y c o l p e n t y l ) a c e t a l c o n t a i nt w oe n o n ef r a g m e n t s ，s ot h e ys h o u l dh a v et h ep o t e n t i a lt ob ea t t a c k e dt w o t i m e sb yb i n u c l e o p h i l i cs p e c i e s ，w h i c hc o u l dr e s u l ti nt h ef o r m a t i o no fs i x m e m b e r e d r i n gs y s t e m s i na d d i t i o n ，t h ev a r i a t i o n so ft h es u b s t i t u e n t sa ta - p o s i t i o na n dt h e a l k y l t h i og r o u p sh a v et h es i g n i f i c a n te f f e c to nt h e i rr e a c t i v i t y t h e r e f o r e ，s t u d i e so n t h es y n t h e s i sa n dt h ea p p l i c a t i o n so fa , o t - d i a l k e n o y lk e t e n e 一( 1 ，3 - d i t h i o l a n c y c o l p e n t y l ) 。a c e t a ls h o u l db eav a l u a b l er e s e a r c hp r o j e c t d e v e l o p m e n t so fn e wb a s i cr e a c t i o n sa n dn e ws y n t h e t i cm e t h o d sa r et h eb a s i s f o r t h ei n n o v a t i o na n da d v a n c eo f o r g a n i cc h e m i s t r y b a s e do nt h er e s e a r c h a c h i e v e m e n to fo u rg r o u pi nt z - - o x ok e t e n e 一 回- a c e t a lc h e m i s t r yi nt h ep a s tf i f t e e n y e a r s ，m y t h e s i ss t a r t s f r o mt h e s y n t h e s i s o f a , c t - d i a l k e n o y lk e t e n e ( 1 ， 3 - d i t h j o l a n c y c o j p e n t y l ) 一a c e t a lt h r o u g hs y n t h e t i cd e s i g n ，a m i n gt od e v e l o pn e wb a s i c r e a c t i o n sa n dn e ws y n t h e t i cm e t h o d sf o ri n t e r e s t i n gc y c l i cm o l e c u l e s ，p a r t i c u l a r l y , d e v e l o p i n gan e wd o u b l e 【5 + 1 】s y n t h e t i cs t r a t e g yt op r o v i d eag e n e r a la n ds i m p l e r o u t et op o l y s u b s t i t u t e ds i x m e m b e r e dr i n gs y s t e m s a tt h es a m et i m e ，s t a r t i n gf r o m t h e a , a - d i a l k e n o y lk e t e n e 一( 1 ，3 - d i t h i o l a n c y c o l p e n t y l ) 一a c e t a l s ，i n v e s t i g a t i o n sw e r e a l s oc a r d e do u to nt h es y n t h e t i cm e t h o d o l o g yf o rf i v e m e m b e r e dn i t r o g e n a n d s u l f u r - c o n t a i n i n gh e t e r o c y c l e sb yi n t r a m o l e c u l a ra n t i m i c h a e la d d i t i o n i na d d i t i o n s y n t h e s i so fs u b s t i t u t e di n d o l en - o x i d e s ，v i ab a y l i s h i l l m a nr e a c t i o no fa - o x o i i i c y c l i ck e t e n e s ，s a c e t a lw i t ho n i t r o b e n z a l d e h y d e sa n ds u b s e q u e n ti n t r a m o l e c u l a r c y c l i z a t i o n t h ec o n t e n t si nt h i st h e s i sm a i n l yi n c l u d e st h r e ep a r t sa n ds i xa s p e c t s i nt h ef t r s t p a r t ，w e u t i l i z e da - o x o c y c l i c k e t e n e s ，s a c e t a l w i t h o - n i t r o b e n z a l d e h y d e sa n ds u b s e q u e n ti n t r a m o l e c u l a rc y c l i z a t i o n t h e yi n c l u d e ： 1 i nt h ep r e s e n c eo ft i c h ，t h ec o u p l i n gr e a c t i o n so fa l k y l t h i oa c t i v a t e da l k y l v i n y lk e t o n e sw i t ho n i t r o b e n z a l d e h y d e sw o r ef i r s tp e r f o r m e da n das e r i e so ft h e p o l y f u n c t i o n a l i z e d1 , 4 一p e n t a d i e n e sc o m p o u n d s w e r e o b t a i n e d ，a f t e r w a r d ，t h e r e a r r a n g e m e n t sr e a c t i o n s o ft h e s ec o m p o u n d sc a t a l y z e db yb a s ew e r ec o m p l e t e da n d g e n e r a t e d t h ec o r r e s p o n d i n gp o l y s u b s t i t u t e di n d o l en - o x i d e sc o m p o u n d s t h e e x p e r i m e n tr e v e a l e dt h a tt h er e a c t i o n sp r o c e e di nah i g h l yc h e m o s e l e c t i v ea n da t o m e c o n o m i c a lm a n l i e r i n t h es e c o n dp a r to ft h e s i s ，w ef o c u s e do nt h ei n t r a m o l e c u l a rc y c l i z a t i o n r e a c t i o n so fa ，a - d i a l k e n o y lk e t e n e 一( 1 ，3 - d i t h i o l a n c y c o l p e n t y l ) 一a c e t a l ，a n df o u n dt w o n o v e li n t r a m o l e c u l a rd o u b l e 【54 - 1 】a d d i t i o nr e a c t i o n s ，r e s u l t i n gi nt h ef o r m a t i o no f t h r e ek i n d so fu s e f u l h e t e r o c y c l e si n c l u d i n g d o u b l es i xm e n b e r so f t h i o p h e n 一3 ( 2 4 ) - o n e sa n dd i 4 一p y r i d o n e s ，r e s p e c t i v e l y t h ec o n t e n t si nt h i sp a r ti n c l u d e ： 2 d e v e l o p m e n t o far e g i o s e l e c t i v e 【5 c + ix 】a n n u l a t i o ns t r a t e g y w e s y n t h e s i z e das e r i e s o ft e t r a h y d r o t h i o p y r a n o 2 ，3 - b t h i o p y r a n 一4 ，5 - d i o n e sv i a t h e o n e s t e pr e a c t i o nb e t w e e nq 口一d i a l k e n o y lk e t e n e - ( 1 ，3 - d i t h i o l a n c y c o l p e n t y l ) 一a c e t a l a n dn a 2 s 9 h 2 0 i ti sn o t a b l et h a tt h en o n t o x i ca n dc o m m e r c i a la v a i l a b l en a z s 9 h ，_ o w a su s e da st h es u l f u rs o u r c e 3 d i m s y la n i o n m e d i a t e dt a n d e mf r a g m e n t a t i o n c y c l i z a t i o n r e a c t i o n so f a l k e n o y lk e t e n e d i t h i o a c e t a l s ，s y n t h e s i so fs u b s t i t u t e d2 ，3 - d i h y d r o 一4 h - t h i o p y r a n 一 4 - o n e s a n dt h e ns y n t h e s i so fs u b s t i t u t e dt e t r a h y d r o t h i o p y r a n o 2 ，3 - b t h i o p y r a n 一4 ，5 d i o n e s 4 a st h ef u r t h e ra p p l i c a t i o no fd o u b l e 【5 + 1 】a n n u l a t i o ns t r a t e g y , w er e a l i z e dt h e 【5 c + 1 n 】a n n u l a t i o nb e t w e e n 口一d i a l k e n o y lk e t e n e 一( 1 ，3 - d i t h i o l a n c y c o l p e n t y l ) a c e t a l sa n da m i n e s ，d e v e l o p i n gan e wm e t h o df o rt h es y n t h e s i so ft e t r a h y d r o 。1 ，8 - n a p h t h y r i d i n e 一4 ，5 ( 1 h ，甜一d i o n e s i nt h et h i r dp a r to ft h e s i s w ef o u n da n o t h e rc a s eo fi n t r a m o l r c u l a ra n t i m i c h a e l a d d i t i o nt oo 【，侈一e t h y l e n i c a l l y - u n s a t u r a t e de n o n e s ，i nw h i c h a ni n t r a m o l e c u l a r t h i o a n t i m i c h a e la d d i t i o n so fa ，a - d i a l k e n o y lk e t e n e 一( 1 ，3 - d i t h i o l a n c y c o l p e n t y l ) 一 a c e t a l sc o u l do c c u r r e di nt h ep r e s e n c eo fa m i n e s ，a l l o w i n gt h ef o r m a t i o no f f i v e - m e m b e r e ds u l f u r c o n t a i n i n g h e t e r o c y c l e s i t h a ss h o w no n c ea g a i nt h e d e a c t i v a t i o no fc a r b o n y lg r o u po ft h ee n o n es y s t e m si sa ne f f i c i e n ts t r a t e g yf o ra n l v a n t i - m i c h a e la d d i t i o n t h ec o n t e n t si nt h i sp a r ti n c l u d e ： 5 i nt h ep r e s e n c eo fe t o hw er e s e a r c ht h er i n g - o p e n i n gr e a c t i o no fi t s1 ， 3 一d i t h i o l a n c y c o l p e n t y lm o i e t ya n dg a i nm u l t i s u b s t i t u t e d2 ，3 - d i h y d r o 4 一p y f i d o n e s d e r i v a t i v e s i nt h ep r e s e n c eo fd m fw er e s e a r c ht h er i n g - o p e n i n gr e a c t i o no fi t s1 ， 3 - d i t h i o l a n c y c o l p e n t y lm o i e t ya n dg a i nm u l t i s u b s t i t u t e dt h i o p h e n e d e r i v a t i v e s 6 a n dt h e nw ec h o o s ed i f f e r e n tk i n d so fo r g a n i cs o l v e n t sf o u n das o l v e n te f f e c t o r g a n i cr e a c t i o na n dt h e nc a ng o th i o p h e n ed e r i v a t i v e so rp y r i d o n e sd e r i v a t i v e s i th a s s h o w n t h a tn o to n l yt h ed e a c t i v a t i o no fc a r b o n y lg r o u po ft h ee n o n es y s t e m si sa l l e f f i c i e n ts t r a t e g yf o ra na n t i - m i c h a e la d d i t i o nb u ta l s ot h es o l v e n ti sae f f e c t i o n b a s e d o nt h i sr e s u l t ，o u rt e a mc a r r i e do u tf u r t h e rr e s e a r c ha n df o u n dt h es p e c t r ao fs u c h r e a c t i o ni sq u i t ew i d e s t u d i e so nt h i st o p i ca r eu n d e ri n v e s t i g a t i o ni no u rl a b o r a t o r y ， k e yw o r d s ：a - a l k e n o y lk e t e n e 一( s ，s ) a c e t a l s ；【5 + 1 a n n u l a t i o n ；s i x m e m b e r e d - r i n gs y s t e m ；a n t i m i c h a e la d d i t i o n s ；f i v e m e m b e r e dr i n gs y s t e m v 独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工 作所取得的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东：i l n 范大学有关保留、使用学位论文的规 定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复 印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以采用影 印、缩印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。同意将本学位论文收录到 中国优秀博硕士学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂 志社) 、中国学位论文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库 中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：指导教师签名： r期：同期： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 1 引言 第一部分背景和选题 第一章咖羰基二硫缩烯酮化学简介 如图1 1 所示，弘羰基二硫缩烯酮指的是局户双烷硫基取代的吗户不饱和羰 基化合物。自从1 9 1 0 年k e l b e r 首次合成伽苯甲酰基二甲硫缩烯酮1 以来，【1 】经 过近百年的发展，口- 羰基二硫缩烯酮化学已经在合成有机化学中占有了重要一 席，特别是近三十年来发展更快，每年都有相当数量的文章出现，并先后有数篇 综述对这些工作进行了总结。【2 】 os m e os m e r ，八咎s m e i ，r 2 o s 1 r ，弋丛s 枷 i 、，r 2 图1 1 伽羰基二硫缩烯酮化合物 2 萨羰基二硫缩烯酮的结构及制备 2 1 俨羰基二硫缩烯酮的结构 t l - - 羰基二硫缩烯酮化合物碳碳双键的两端分别连有两个烷硫基及酰基，其 中酰基包括c h o ，c o r ，c 0 2 r ，c o n h 2 和c n ( 潜在的羰基) 等拉电子取代 基，烷硫基可为开链( 如l a ) 或环状( 如l b ) 结构( 图1 1 ) 。由于烷硫基的推 电子作用及羰基的拉电子作用，碳碳双键被高度极化，所以1 一般又被称为极 化的或推拉乙烯类化合物。 口_ 羰基二硫缩烯酮在合成上的应用归因于其内在的化学性质。如图1 2 所 示，从结构上看，该类化合物相当于插烯型硫酯，为1 ，3 双亲电体，可与合适的 双亲核体发生成环反应。根据软硬酸碱理论，羰基碳和矿碳原子可分别看作是硬、 软亲电中心，从而能够依据目标产物的结构要求来选择合适的软、硬亲核试剂， 选择性地进行1 ，2 - j j h 成或1 ，4 一共轭加成反应。这种可变的官能团转化、软一硬亲 电位点的共存以及其可能的转化使得伽羰基二硫缩烯酮类化合物成为一类非常 吸引人的合成中间体，被成功地应用到各种环的和非环体系的构筑中。 耻节菸s r ：玉妄 距丫鞭s r 、支：妄 图1 2 伽羰基二硫缩烯酮结构 2 2 萨羰基二硫缩烯酮的制备 伽羰基二硫缩烯酮的制备一般是从含活泼亚甲基化合物2 出发，在合适的 碱及溶剂的作用下产生烯醇负离子，然后与二硫化碳作用，最后经硫负离子的双 烷基化生成相应的萨羰基二硫缩烯酮1 ( e q 1 - i ) 。伽 o o - o s - os r 。 f ，旦f ：l ，弋旦阜，八芦s 旦早，儿少s 肖：钓 ，) 酽 r 2，r 2r 2 2 1 此外，由极化了的偕双卤乙烯类化合物3 与硫醇经加成消除反应也可以制 备俨羰基二硫缩烯酮，如化合物4 的制备( e q 卜2 ) 。鲫 扛 c s h 5 s h e t o h n a x 、, f c 0 2 e t x = c n 。7 0 ( e q 1 - 2 ) p h s 入 s p hx ：c o ：e t ，4 5 3 。4 最近，我们小组实现了咖羰基二硫缩烯酮化合物的纯水相合成( e q 卜3 ) ， 该方法具有反应条件温和、易操作、产率高、环境友好等优点。嘲 3 反应 1 ) k 2 c 0 3 h 2 0 t b a b ( c a t ) _ 。_ 。_ 。_ _ _ _ - _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - _ 。_ 一i l l 2 ) c s 2 ，r t ；3 ) e t 卧 ( e q 1 棚 景一r1 ： 1 5 ) o 伊 、lf 4 1 ( 1 ) 吵冬，j i 、，一 反应；( 3 ) 弘位的亲电取代反应；( 4 ) 作为硫醇的替代试剂；( 5 ) 1 ，3 一羰基迁 移反应；( 6 ) l ，3 一二噻烷的开环反应；( 7 ) 5 + 1 成环策略。 3 1 金属有机试剂与1 的1 , 2 - 力口成芳构化反应 3 1 1 烯丙基型金属有机试剂 1 9 8 4 年，j u n j a p p a 及其合作者首次报道了烯丙基氯化镁区域专一性地与口- 羰基二硫缩烯酮l a 发生1 , 2 - 力口成芳构化反应( e q 1 - 4 ) 。1 6 1 该反应先生成醇5 ， 然后经b f 3 e t 2 0 催化的成环芳构化反应生成芳甲硫醚类化合物6 。研究中发现， 对于从环或非环酮衍生出的二硫缩烯酮，反应具有一般性，只不过非环底物的产 物收率较低。j u n j a p p a 等人的这一研究成果开辟了一条合成多取代芳香化合物的 新途径，成为俨羰基二硫代缩烯酮化学研究中的一个亮点。 ，- 垒e h o t 兰h f o c h 譬o 产了s s m e 嵩3 9 绁- 6 麟) i ：如棚 j 玉 (：，r 2 m 一 j u n j a p p a 及其合作者进一步研究了口- 苯甲酰基二硫缩烯酮l a 与烯丙基溴化 镁的成环芳构化反应，发现在同样的反应条件下，没有得到预期的联苯，而是 生成了多取代的茚8 ( e q 1 - 5 ) 。对于这一实验结果，j u n j a p p a 等将其归因子过 渡态中的空间排斥作用。【硼 动即s m e 等壤等栅 7 我们小组将该反应拓展到了酚及酚醚的合成。嘲当我们用环二硫缩烯酮1 b 与 甲基烯丙基氯化镁进行环合芳构化反应时，发现体系中若有水或醇存在时，得 到的产物是酚或酚醚类化合物9 ，据此我们提出了取代环合芳构化的反应机制 ( e q 1 6 ) 。 带q 9 丛 - t , 4 ：) t 苎i - i f i o c r i 进一步研究表明烷硫基对成环反应的取向起决定性作用。我们发现相同条件 下，五员硫环底物的1 ，2 - 力口成产物l o a 在b f 。e t ：0 作用下生成己三烯类化合物 1 1 ，六员硫环底物的1 ，2 - 力口成产物l o b 则经环合芳构化生成了苯硫醚1 2 或由取 代坏合芳构化反应生成9 ( e q 卜7 ) 。 3 掣氏鄹n 詈如 忉r1 ) = =s s h h 1 2 在此实验结果的基础上，我们小组提出了烷硫基的调控作用这一观点，认为 烷硫基对一羰基二硫缩烯酮的反应取向起重要的调控作用。咖同时，我们进一 步阐述了烷硫基对环合芳构化反应造成影响的原因，认为：化合物5 中的两个 甲硫基成顺扭式构象，对分子内亲核基团( 如碳碳双键) 和碳正离子间的成键障 碍小，故能够生成芳甲硫醚；l o a 由于二硫戊环的非键张力及环上亚甲基空阻使 得分子间或分子内的亲电进攻都很困难，因而只能脱水生成己三烯1 1 ；相对应 地，二硫己环具有一定柔性，空阻相对较小，分子间或分子内的亲核进攻都可发 生，所以l o b 能够进行环合一芳构化或取代一环合芳构化反应。 姆詈筚 蠼一擎 图1 4 合成二萜p s e u d o p t e r o s i na g l y c o n e s 取代- 环合芳构化反应被k o c i e n s k i 和刘群等人作为关键步骤成功地应用到 二萜类天然产物p s e u d o p t e r o s i n a g l y c o n e s 的合成中( 图1 4 ) 。【9 】 3 1 2 炔丙基型金属有机试剂 与烯丙基格氏剂类似，炔丙基溴化镁也能与一羰基二硫缩烯酮1 a 发生1 ，2 加成环芳化反应，产物是苯甲醚类化合物1 4 ( e q 1 - 8 ) 。n 们 1 31 4 s m e q - 1 - 8 ) 令人感兴趣的是，j u n j a p p a 及其合作者又将这一环芳化策略应用到氰亚甲基 锂，合成了多取代的吡啶化合物。1 研究中，他们发现酸的选择决定醇1 5 反应 的取向：用b f 3 e t 2 01 ： 化时，生成1 ，3 一丁二烯类化合物1 6 ；用磷酸催化则生成 4 娶鉴嚣唰 一一一一矾 拦蹴邮 套洲 了吡啶1 7 ，j u n j a p p a 等人提出一种可能的反应机制来解释1 7 的生成，其中涉及 到分子间或分子内甲硫基重排以及分子内的r i t t e r 反应( e q 1 - 9 ) 。 一n ! - c 印- c h 2 l i 昭一驰 一印怔忑一蒜迦：i e r 1：、击 9 ” - 一r 7 ( q 1 3 1 3 苄基型金属有机试剂 j u n j a p p a 及其合作者又进一步将这种环合芳构化策略应用到稠环芳烃的合 成中。他们利用苄基型金属有机试剂与1 a 反应，合成了一系列多取代的稠环芳 烃如萘、菲等。1 1 2 他们发现金属有机试剂的种类以及芳环上取代基的类型均影响最初的加成 方式( 1 , 2 或1 , 4 加成) ：苄基氯化镁以先后的1 , 4 和1 ，2 加成方式进行，生成的 苄基取代的萘衍生物1 9 ( e q 1 - 1 0 ) 。n 羽 p h ，m g b r l a - - - - - - - - - - - - 一 e t = o t h f o c 阳1 - 1 研 1 1 ， 相对应地，苄基锂与l a 的反应专一地以1 ，2 方式进行，生成甲硫基取代的 萘2 0 。同时，j u n j a p p a 及其合作者发现苯环上取代基的位置影响苄基锂与h 的 反应方式，邻甲基苄基锂与1 a 以1 ，4 和1 ，2 加成方式进行反应，生成苄基取代 的产物2 l ，而间甲基苄基锂则专一地以1 ，2 功日成方式与l a 开始反应，最后生成 甲硫基取代的萘2 2 ( 图1 5 ) 。1 1 4 】 5 巳 循 眠 a l j 卧 b 喝 b p 0 c 1 y 一 取 - - - r , i i 礤 器一堪 h o 停$ 1 三i ： p p 一- t r22 开瞄的ng w 蝴h gait o l u e r 吲n - b u l v t m e d n l 7 h f 甩：b = o x y e n 叫n 即l v t i w e d a 1h f mo ： c ；m - x y l e n e n - b u u t l m e d a , r h f o ：d 嚣b 巳e t = o , o h w 臼2 ( 耵h f 船 图1 51 a 与有机理试剂的反应 在用萘甲基格氏剂与1 a 反应合成菲环时，他们发现甲基的位置也影响反应 的方式。【1 5 1 1 萘甲基格氏剂以1 ，2 - 力h 成开始，最后生成甲硫基取代的菲2 3 ，而 2 萘甲基格氏剂则经过1 4 和1 2 加成顺序生成2 萘甲基取代的菲2 4 ( 图1 6 ) 。 蕾 盯哟 - 。一 1 i ，4 - a n d ，2 a d d i t i o n 图1 61 a 与格氏试剂的反应 j u n j a p p a 等对以上的实验结果给予了解释。他们认为，苄基锂以1 ，2 加成方 式与l a 反应是由于苄基锂的苄基负离子与锂离子间结合紧密，有利于电性控制 的1 ，2 加成，另外，此种结果也可能源于锂离子同羰基的络合作用。但是，邻甲 基苄基锂由于甲基的空阻破坏了这种束缚作用，故仍以1 ，禾和1 ，2 加成开始反应， 而无空阻的间甲基苄基锂则又以1 ，2 方式与l a 加成。在萘亚甲基格氏剂的例子 中，亚甲基上的负电荷倾向于向