CN109438192A - 一种Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应方法 - Google Patents

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李冰
于涛
于一涛
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张方志
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Abstract

本发明提供一种Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应方法，以2‑(羟基(苯基)甲基)苯酚类化合物和醇类化合物由Sc(III)催化原位生成邻亚甲基苯醌并发生氧杂迈克尔加成反应，产物收率88%~98%。本方法操作简单，原料和试剂简单，反应产物较高，避免了传统方法催化剂昂贵、条件苛刻的缺点，产物易分离纯化，对邻亚甲基苯醌的方法学研究具有重要价值，在天然产物全合成和药物发现中具有重要意义。

Description

一种Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔 加成反应方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，尤其涉及一种Sc(III)催化醇类化合物对邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应的合成方法。
背景技术
邻亚甲基苯醌化合物是一类非常活泼和重要的中间体，它早在1907年就被科学家Fries and Kann所发现。该类化合物的化学活性较高，被广泛应用于天然产物和药物化学中。例如：许多动植物将该化合物应用于自身防御；具有治疗作用的维他命E、K和一些抗癌作用的药物通过在体内原位生成邻亚甲基苯醌来发挥药效等等。因为邻亚甲基苯醌化合物应用广泛，其制备方法研究一直是有机合成专家关注的热点。文献报道的诸多制备方法往往需要酸性、碱性、或者昂贵的催化剂，反应条件较为苛刻。因此发展一种新型的温和高效构建邻亚甲基苯醌化合物的方法具有重要的意义。
关于邻亚甲基苯醌的反应类型主要分为三类：亲核加成反应，环加成反应和6π电环化反应。尽管邻亚甲基苯醌的研究已经有较长的历史，但是基于杂原子对邻亚甲基苯醌的共轭加成反应仍然具有较大的缺陷：基于P、S和N杂原子的共轭加成反应已经较为成熟，但是较弱亲核性的醇所发生的分子间氧杂迈克尔加成反应较为稀少，目前仅有一例是使用价格昂贵的有机磷酸催化剂实现了该反应的过程。
因此，开发新的简单、高效地醇对邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应的方法具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应方法。该制备方法在反应中原位生成邻亚甲基苯醌化合物，使用活性较低的醇类化合物与邻亚甲基苯醌发生氧杂迈克尔加成反应。所述的合成方法条件温和，操作简便，官能团的取代类型受限较小，产物易分离纯化。对邻亚甲基苯醌的方法学研究具有重要意义。
本发明是通过如下技术方案实现的，本发明提供一种 Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应方法。步骤如下：
将2-(羟基(苯基)甲基)苯酚类化合物与醇类化合物溶于溶剂中， 加入Sc(III)催化剂，在20-60℃搅拌反应5-10h；将反应后的反应液进行萃取，合并有机层，洗涤，干燥，蒸除溶剂，残留物经硅胶柱层析即得产物。
作为优选，所述2-(羟基(苯基)甲基)苯酚、醇类化合物、催化剂和溶剂加入量的比为：1mmol：(1.5-3)mmol：(0.05-0.2)mmol：(2.5-10)ml。
作为优选，所述2-(羟基(苯基)甲基)苯酚、醇类、催化剂和溶剂加入量的比为：1mmol：2mmol：0.1mmol：5ml。
作为优选，所述2-(羟基(苯基)甲基)苯酚的取代基独立选自H、C1-C5的烷基、X、NO2、CN和OR4，以及它们的二取代组合和三取代组合。
作为优选，所述R4独立的选自H、C1-C5的烷基。
作为优选，所述醇类的取代基R3独立选自C1-C10的烷基。
作为优选，所述催化剂为三价钪化合物，选自三氟甲磺酸钪，氯化钪，溴化铁，硝酸钪，硫酸钪中的一种或者多种混合。
作为优选，所述溶剂为DMF、DMSO、甲苯、乙腈、二氯甲烷、氯仿，1,2-二氯乙烷、乙酸乙酯或四氢呋喃中的一种。更优选为1,2-二氯乙烷。
作为优选，所述硅胶柱层析的洗脱液为石油醚，正己烷，环己烷中的一种或多种组合。更优选为石油醚。
本发明的反应方程式如下：
式中，R1和R2独立选自H、C1-C5的烷基、X、NO2、CN和OR4，以及它们的二取代组合和三取代组合。R4独立的选自H、C1-C5的烷基。
R3独立选自C1-C10的烷基。
本发明的有益效果为：
本发明的制备方法操作简单，原料和试剂简单，反应收率较高，收率达88%~98%，避免了传统方法催化剂昂贵、条件苛刻的缺点，产物易分离纯化。在天然产物全合成和药物发现中具有重要应用价值。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例1：
100mL的圆底烧瓶中加入2.00g（10mmol）化合物I-1，0.92 g（20mmol）化合物II-1，0.49g（1mmol）固体Sc(OTf)3，最后加入50mL干燥1,2-二氯乙烷，所得混合物在40℃搅拌6小时。反应混合物冷却到室温后，倾倒到冰水中，用50mL×3的二氯甲烷萃取，合并萃取有机相，用饱和食盐水洗涤一次，无水Na2SO4干燥，浓缩除去溶剂得到粗品，经柱层析分离得到化合物III-1的纯品。油状液体，2.17g，产率95％。
实施例2：
100mL的圆底烧瓶中加入2.00g（10mmol）化合物I-1，0.92g（20mmol）化合物II-1，0.98g（2mmol）固体Sc(OTf)3，最后加入25mL干燥DMF，所得混合物在30℃搅拌3小时至反应完全。反应混合物冷却至室温，倾倒到水中，搅拌，用50mL×3的二氯甲烷萃取，合并萃取有机相，用饱和食盐水洗涤一次，无水Na2SO4干燥，浓缩除去溶剂得到粗品，经柱层析分离得到化合物III-1的纯品。油状液体，2.23g，产率98％。
实施例3：
100mL的圆底烧瓶中加入2.00g（10mmol）化合物I-1，0.69g（15mmol）化合物II-1，0.12g（0.5mmol）固体Sc(NO3)3，最后加入70mL干燥DMSO，所得混合物在50℃时剧烈搅拌5小时。反应混合物冷却到室温后，倾倒到水中，搅拌，用50mL×3的二氯甲烷萃取，合并萃取有机相，用饱和食盐水洗涤一次，无水Na2SO4干燥，浓缩蒸去溶剂得到粗品，经柱层析纯化得到化合物III-1的纯品。油状液体，2.00g，产率88％。
实施例4：
100mL的圆底烧瓶中加入2.14g（10mmol）化合物II-2，0.69 g（15mmol）化合物II-1，0.49g（10mmol）固体Sc(OTf)3，最后加入50 mL1,2-二氯乙烷，所得混合物在40℃时剧烈搅拌7小时。反应混合物冷却到室温后，倾倒到水中，搅拌，用50mL×3的二氯甲烷萃取，合并萃取有机相，用饱和食盐水洗涤一次，无水Na2SO4干燥，浓缩除去溶剂得到一油状残余物，经柱层析纯化得到化合物III-2的纯品。油状液体，2.18 g，产率90％。
实施例5：
100mL的圆底烧瓶中加入2.35g（10mmol）化合物I-3，0.92g（20mmol）化合物II-1，0.15g（1mmol）固体ScCl3，最后加入30mL干燥DMF，所得混合物在30℃时剧烈搅拌8小时。反应混合物冷却到室温后，倾倒到水中，搅拌，用50mL×3的二氯甲烷萃取，合并萃取有机相，用饱和食盐水洗涤一次，无水Na2SO4干燥，浓缩除去溶剂得到一油状残余物，经柱层析纯化得到化合物III-3的纯品。油状液体，2.49 g，产率95％。
实施例6：
100mL的圆底烧瓶中加入2.48g（10mmol）化合物I-4，0.92g（20mmol）化合物II-1，0.28g（1mmol）固体ScBr3，最后加入50mL干燥1,2-二氯乙烷，所得混合物在60℃搅拌10小时。反应混合物冷却到室温后，倾倒到水中，搅拌，用50mL×3的二氯甲烷萃取，合并萃取有机相，用饱和食盐水洗涤一次，无水Na2SO4干燥， 浓缩除去溶剂得到粗品，经柱层析纯化得到化合物III-4的纯品。油状液体，2.31g，产率88％。

Claims (9)

1.一种Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应方法，其特征在于，步骤如下：
将2-(羟基(苯基)甲基)苯酚类化合物与醇类化合物溶于溶剂中，加入Sc(III)催化剂，在20-60℃搅拌反应5-10h；将反应后的反应液进行萃取，合并有机层，洗涤，干燥，蒸除溶剂，残留物经硅胶柱层析，即得产品。
2.根据权利要求1所述的一种Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应方法，其特征在于，所述2-(羟基(苯基)甲基)苯酚、二苯乙炔、催化剂和溶剂加入量的比为：1mmol：(1.5-3)mmol：(0.05-0.2)mmol：(2.5-10)ml。
3.根据权利要求1所述的一种Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应方法，其特征在于，所述2-(羟基(苯基)甲基)苯酚、醇类化合物、催化剂和溶剂加入量的比为：1mmol：2mmol：0.1mmol：5ml。
4.根据权利要求1所述的一种Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应方法，其特征在于，所述2-(羟基(苯基)甲基)苯酚的取代基独立选自H、C1-C5的烷基、X、NO2、CN和OR4，以及它们的二取代组合和三取代组合。
5.根据权利要求4所述的一种Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应方法，其特征在于，所述R4独立的选自H、C1-C5的烷基。
6.根据权利要求1所述的一种Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应方法，其特征在于，所述醇类的取代基R3独立选自C1-C10的烷基。
7.根据权利要求1所述的一种Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应方法，其特征在于，所述催化剂为三价钪化合物，选自三氟甲磺酸钪，氯化钪，溴化钪，硝酸钪，硫酸钪中的一种或者多种混合。
8.根据权利要求1所述的一种Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应方法，其特征在于，所述溶剂为DMF、DMSO、甲苯、乙腈、二氯甲烷、氯仿，1,2-二氯乙烷、乙酸乙酯或四氢呋喃中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种Sc(III)催化醇对原位生成邻亚甲基苯醌的氧杂迈克尔加成反应方法，其特征在于，所述硅胶柱层析的洗脱液为石油醚，正己烷，环己烷中的一种或多种组合。
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