芳醚的催化氧化反應

李 雪, 張穩(wěn)穩(wěn), 何 菱

(四川大學 華西藥學院 靶向藥物與釋藥系統(tǒng)教育部重點實驗室，四川 成都 610041)

醌類化合物廣泛存在于天然產(chǎn)物中，具有抗腫瘤、抗炎、抗菌等多種生物活性[1，2]。合成醌類化合物的方法主要是芳烴的氧化反應[3～5]。現(xiàn)有方法不僅反應條件劇烈，時間過長，副產(chǎn)物還較多。文獻[3～5]方法多采用酚為原料經(jīng)催化氧化反應制備醌，以芳醚為原料用銠催化氧化合成醌類衍生物的方法還未見文獻報道。

本文以取代芳醚(1a～1g)為原料，碘苯醋酸酯[C6H5I(OAc)2]為氧化劑，二氯甲烷為溶劑，在醋酸銠[Rh2(OAc)4]催化下合成了一系列對應的醌類化合物(2b～2e),內(nèi)酯(2f)和酮(2g, Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR和MS確證,其中2g未見文獻報道。

該方法制備過程簡便，具有反應條件溫和，副產(chǎn)物少，產(chǎn)率高，反應時間短等優(yōu)點,是一種合成醌類化合物的簡便方法。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

Varian Inova 400型或Bruker AC-E 400型核磁共振儀(CDCl3為溶劑, TMS為內(nèi)標);Agilent-6890型GC-MS質(zhì)譜儀。

1a～1g,分析純,Alfa-Aldrich; 1,4-對苯醌(標準品),化學純，成都市科龍化工試劑廠；C6H5I(OAc)2和Rh2(OAc)4,自制。

1.2 2的合成(以2f為例)

在干燥反應瓶中依次加入苯并二氫異吡喃(1f)134.2 mg(1 mmol), C6H5I(OAc)2483.0 mg(1.5 mmol)和Rh2(OAc)422.1 mg(5% mmol),氮氣保護下注入干燥二氯甲烷5 mL,攪拌下于25 ℃反應3 h。過濾，濾液濃縮后經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑：V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=4 ∶1]純化得苯并二氫異吡喃-1-酮(2f)，產(chǎn)率95%。

Comp1a1b1c1d1eR R'OMeOBunOOEtBrOMeOMeComp2a2b2c2d2eOOR R'OOOOOOOOEtOOBrOOOMe

Scheme1

用類似方法合成2b～2e和2g。

2b(Rf值與1,4-對苯醌標準品一致): 黃色晶體，產(chǎn)率77%(1a為底物),87%(1b為底物); m.p.116 ℃～117 ℃(115 ℃～116 ℃[6])。

2c: 黃色晶體,產(chǎn)率44%;1H NMRδ: 2.20(s, 3H), 6.84(s, 1H), 7.71～7.78(m, 2H), 8.05～8.13(m, 3H)。

2d: 黃色固體, 產(chǎn)率72%;1H NMRδ: 1.25(t,J=7.2 Hz, 3H), 4.17(s, 2H), 4.18～4.23(m, 2H) , 6.90(d,J=10.4 Hz, 1H), 6.95(d,J=10.4 Hz, 1H), 7.39(d,J=7.6 Hz, 1H), 7.71(t,J=7.6 Hz, 1H), 8.13(d,J=7.6 Hz, 1H)；13C NMRδ：14.2, 40.3，60.7, 126.7, 128.1， 129.0， 133.4, 136.2, 137.3, 138.2, 140.0, 170.7, 184.9, 186.7； ESI-MSm/z: Calcd for C14H12O4{[M+H]+} 244.1, found 244.4。

2e: 黃色固體,產(chǎn)率70%;1H NMRδ: 3.88(s, 3H), 6.15(s, 1H), 7.28(s, 1H);13C NMRδ: 56.6, 106.9, 135.8, 139.2, 156.9, 179.1; ESI-MSm/z: Calcd for C7H5O3Br{[M+H]+} 216.9, found 217.3。

2f: 白色固體,產(chǎn)率95%;1H NMRδ: 3.07(t,J=6.0 Hz, 2H), 4.55(t,J=6.0 Hz, 2H), 7.27(d,J=8.0 Hz, 1H), 7.40(t,J=7.2 Hz, 1H), 7.53(t,J=7.2 Hz, 1H)， 8.10(d,J=8.0 Hz, 1H);13C NMRδ：27.8, 67.3, 125.3, 127.2, 127.6, 130.4, 133.6, 139.5, 165.0; ESI-MSm/z: Calcd for C9H8O2{[M+H]+} 149.05, found 149.21。

2g: 淡黃色固體,產(chǎn)率90%;1H NMRδ: 4.69(s, 2H), 5.03(s, 2H), 5.99(s, 1H), 6.67(s, 2H)， 7.23～7.34(m, 5H);13C NMRδ: 65.3, 71.0, 108.9, 126.9, 127.4, 128.5, 128.9, 134.6, 136.9, 187.6; ESI-MSm/z: Calcd for C13H11O42{[M+H]+} 201.1, found 201.3。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑對反應的影響

以合成2b為模板，1a100 mmol,其余反應條件同1.2,考察過渡金屬催化劑對氧化反應的影響，實驗結(jié)果見表1。由表1可知，Rh2(OAc)4作催化劑能高產(chǎn)率地合成2b;不加催化劑或加入別的催化劑都不能制得2b。

表 1 過渡金屬催化劑對氧化反應的影響*Table 1 Effect of transition metal catalyst on the oxidation

*A: 10%Dinitrato(1,10-phenanthroine)-CuⅡ;

B: 10%Dichloro(1,10-phenanthroline)-CuⅡ

1a100 mmol,其余反應條件同1.2

2.2 氧化劑的選擇

以5%Rh2(OAc)4催化合成2f為模板，考察氧化劑對反應的影響。依次嘗試氧氣，MnO2， C6H5I(O)或C6H5I(OAc)2為氧化劑。在反應瓶中直接通入氧氣或加入MnO2都不能將1f氧化成2f，當加入C6H5I(O)或C6H5I(OAc)2時能將1f氧化成2f，且用C6H5I(OAc)2作氧化劑產(chǎn)率更高，故選擇C6H5I(OAc)2。

綜上所述，合成2f的最佳反應條件為:1f1mmol，以C6H3I(OAc)2為氧化劑，5%Rh2(OAc)4為催化劑，二氯甲烷為溶劑，于室溫反應3h，收率95%。

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