對羥基苯甲醛的異戊烯烷基化反應*

趙艷敏, 楊金會

(1. 寧夏大學 能源化工重點實驗室,寧夏 銀川 750021; 2. 銀川大學 石油化工學院,寧夏 銀川 750105)

異戊烯基結構單元在天然產物中普遍存在，尤其在天然黃酮類和香豆素類化合物中最為普遍，異戊烯基側鏈的存在大大加強了這類天然產物的生理及藥理活性[1～4]。研究在芳環上引入異戊烯基的方法，對合成這類化合物具有重要的應用和學術價值。

本文在KOH/H2O[5], K2CO3/丙酮[6], NaH/甲苯[7]和n-BuLi/THF[8]堿性條件下，研究了對羥基苯甲醛(1)與4-溴異戊烯(2)的烷基化反應(Scheme 1)。由Scheme 1可見，反應的主要產物為C-烷基化產物——m-異戊烯基對羥基苯甲醛(3)和p-異戊烯基苯酚(4);O-烷基化產物——p-異戊烯氧基苯甲醛(5)以及C-烷基化-O-烷基化產物——m-異戊烯基-p-異戊烯氧基苯甲醛(6)。3～6的結構經1H NMR, IR和MS表征。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

AM-400型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內標);FT-IR-8430S型紅外光譜儀(KBr壓片);HP-5988型質譜儀(El源,70 eV)。

200目～300目及GF254硅膠,青島海洋化工廠;所用溶劑作常規無水處理。

Scheme1

1．2 不同堿性條件下1的異戊烯烷基化反應

(1) KOH/H2O

在圓底燒瓶中加入KOH 480 mg(10 mmol)的水(10 mL)溶液,攪拌下于0 ℃加入1 610 mg(5 mmol),待其完全溶解后緩慢滴加21.2 mL(10 mmol),滴畢，反應1 h;于室溫避光反應8 h(TLC跟蹤,下同)。用3 mol·L-1鹽酸調至pH<3，乙酸乙酯 (3×30 mL) 萃取。合并有機相，依次用蒸餾水、飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓蒸去溶劑，殘余物經硅膠柱層析[洗脫劑:A=V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=8 ∶1]分離得無色油狀液體3和5 。

(2) K2CO3/丙酮

在圓底燒瓶中加入1 1.22 g(10 mmol),丙酮30 mL和少量n-Bu4NBr(相轉移催化劑),劇烈攪拌下加入K2CO31.83 g(15 mmol),回流反應15 min;緩慢滴加22.35 mL(20 mmol),滴畢,回流反應45 min。減壓蒸出溶劑，殘余物用水溶解，乙酸乙酯(3×20 mL)萃取。其余后處理方式同1.2(1),制得無色油狀液體5(洗脫劑:A=10 ∶1)。

(3) NaH/甲苯

在圓底燒瓶中加入1 1.22 g(10 mmol)的甲苯(35mL)溶液,劇烈攪拌下加入60%NaH 400 mg(10 mmol)，回流反應1 h;自然冷卻至室溫，用注射器逐滴加入22.35 mL(20mmol),于室溫反應30 min;回流反應3 h。冷卻至室溫，加水5 mL，用乙酸乙酯(3×20 mL)萃取。其余后處理方式同1.2(2),制得無色油狀液體5和6。

(4)n-BuLi/THF

在圓底燒瓶中加入1 1.22 g(10 mmol),氮氣保護下加入THF 25 mL,攪拌下于-78 ℃(丙酮-液氮)逐滴加入22.35 mL(20 mmol)，反應10 min;緩慢滴加1.6 mol·L-1n-BuLi的THF溶液2.1 mL(3.34 mmol)，自然恢復到室溫，反應7 h。逐滴緩慢加入1 mol·L-1鹽酸4.7 mL(pH 7～8),用乙酸乙酯(3×20 mL)萃取。其余后處理方式同1.2(2),制得無色油狀液體4和6。

3:1H NMRδ: 9.84(s, 1H, CHO), 8.32(br s, 1H, OH), 7.67(d,J=7.6 Hz, 1H, ArH), 6.94(d,J=7.6 Hz, 1H, ArH), 6.56(s, 1H, ArH), 5.33(t,J=7.2 Hz, 1H, =CH), 3.42(d,J=7.2 Hz, 2H, CH2), 1.78, 1.79(s, 6H, CH3); IRν: 3 340, 2 924, 1 375, 1 363 cm-1; MSm/z(%): 190(M+, 2), 147(100), 135(32), 107(42), 91(64), 43(66)。

4:1H NMRδ: 8.36(br s, 1H, OH),7.64(d,J=7.6 Hz, 1H, ArH), 6.90(d, 1H,J=7.6 Hz, ArH), 6.87(d,J=8.4 Hz, 1H, ArH), 6.52(s, 1H, ArH), 5.25(t,J=7.2 Hz, 1H, =CH), 3.32(d,J=7.2 Hz, 2H, CH2), 1.74, 1.76(s, 6H, CH3); IRν: 3 545, 2 954, 1 175, 1 063 cm-1; MSm/z(%): 162(M+, 12), 145(100), 79(54)。

5:1H NMRδ: 9.89(s, 1H, CHO), 7.61(d,J=1.6 Hz, 1H, ArH), 6.88(d,J=6.4 Hz, 1H, ArH), 6.50(s, 1H, ArH), 6.44(d,J=1.6 Hz, 1H, ArH), 5.33(t,J=7.2 Hz, 1H, =CH), 4.49(d,J=5.6 Hz, 2H, OCH2), 1.71, 1.76(s, 6H, CH3); IRν: 3 289, 2 450, 1 230, 1 233 cm-1; MSm/z(%): 190(M+, 3), 161(100), 144(62), 75(42), 59(76)。

6:1H NMRδ: 9.90(s, 1H, CHO), 7.64(d,J=2.4 Hz, 1H, ArH), 6.84(d,J=2.4 Hz, 1H, ArH), 6.51(s, 1H, ArH), 5.33(t,J=7.2 Hz, 1H, =CH), 5.28(t,J=7.2 Hz, 1H, =CH), 5.20(t,J=7.2 Hz, 1H, =CH) 4.52(d,J=5.6 Hz, 2H, OCH2), 3.42(d,J=7.2 Hz, 2H, CH2), 1.78, 1.79(s, 6H, CH3), 1.71, 1.74(s, 6H, CH3); IRν: 3 562, 3 212, 1 674, 1 395, 1 364 cm-1; MSm/z(%): 258(M+, 4), 189(100), 120(22), 104(42), 78(66)。

2 結果與討論

在不同堿性條件下1的異戊烯烷基化反應結果見表1。由表1可見，在弱酸K2CO3催化下加入相轉移催化劑n-Bu4NBr主要得到O-烷基化產物5;在n-BuLi催化下，可以在對羥基苯甲醛上引入兩個異戊烯基，即得到C-烷基化-O-烷基化產物6;在KOH催化下可以同時得到C-烷基化產物3和O-烷基化產物5。另外我們還試圖用Ag2O作催化劑，還嘗試了用K2CO3作催化劑不加相轉移催化劑以及用KOH作催化劑在CH3OH溶液中反應，TLC跟蹤發現生成物較多，極性相近，產率較低，不易分離。

表 1 1的異戊烯基化反應結果Table 1 Resluts of isopentene alkylation of 1

*少量n-Bu4NBr

[1] J B Daskiewicz, F Depeint, L Viornery,etal. Effects of flavonoids on cell proliferation and caspase activation in a human colonic cell Line HT29:An SAR study[J].J Medicine Chemical,2005,48(8):2790-2804.

[2] G Comte, J B Daskiewicz, C Bayet,etal. Rearrangement of 5-O-prenyl flavones:A regioselective access to 6-C-(1,1-dimethylallyl)- and 8-C-(3,3-dimethylallyl)-flavones[J].J Medicine Chemical,2001,44:763-768.

[3] M Na, J Jang, D Njamen,etal. Prenylated flavonoids with PTP1B inhibitory activity from the root bark of erythrina mildbraedii[J].J Nature Product,2006,69:1572-1576.

[4] J B Harborne, C A Williams. Anthocyanins and other flavonoids[J].Nature Product Report,2001,18:310-333.

[5] 譚問飛. 幾種天然吡喃型黃酮類化合物的全合成[D].蘭州:蘭州大學,1998.

[6] 趙艷敏,楊金會,肖冬彩,等. (±)-Abyssinone I 的全合成[J].合成化學,2010,18(1):10-12.

[7] XIE Z X, HU Y, LI Y. First asymmetric synthesis of methyl 2,2-dimethyl-3-hydroxychromanyl-6-formate[J].Chinese Pharmaceutical Science,2004,13:115-118.

[8] T L Shih, M J Wyvartatt. Total synthesis of (&)-5-O-methyllicoricidin[J].J Org Chem,1987,52:2029-2033.