多取代呋喃合成最新研究進(jìn)展

劉素文

(赤峰工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000)

多取代呋喃在天然藥物和產(chǎn)物中廣泛存在，是有重要意義的有機(jī)合成反應(yīng)砌塊以及高分子材料構(gòu)建的基礎(chǔ)骨架。因此，對(duì)多取代呋喃合成方法進(jìn)行探究是有關(guān)部門以及工作人員的研究熱點(diǎn)。本文對(duì)近年來(lái)多取代呋喃合成方法的綜述。

1 二取代呋喃合成綜述

尚振鵬[1]從芳炔開始，在 CuO負(fù)荷于Fe3O4的不均勻催化劑及t-BuOK的作用下，進(jìn)行芳炔反應(yīng)。1,3-二炔中間體(Eq.1)經(jīng)循環(huán)使用催化劑后，將KOH/H2O/DMSO加入到反應(yīng)體系中。設(shè)置反應(yīng)溫度在77 ℃～83 ℃，反應(yīng)時(shí)間為3 d。將1,3-二炔中間體轉(zhuǎn)化成2,5二芳基取代的呋喃，若原料芳炔上，含有4-甲基或4-三氟甲基的苯環(huán)取代基，反應(yīng)產(chǎn)率可達(dá)90%以上，但苯環(huán)上有取代基存在，在相同條件下，反應(yīng)產(chǎn)率明顯降低(50%)，脂肪炔無(wú)法完成反應(yīng)。具體見反應(yīng)式(1)。

Haut FranzLucas[2]在研究發(fā)現(xiàn), 在Morita-Baylis-Hillman反應(yīng)中以炔醛和丙烯酸甲酯為底物得到的產(chǎn)物。在 Pd (PPh3)4催化作用下，該中間體以1,3-遷移異構(gòu)化、脫?；彤悩?gòu)化環(huán)合為步驟，在溫和室溫條件下經(jīng) AcO基團(tuán)反應(yīng)，芳炔吸電子、供電子基團(tuán)；基本不會(huì)影響反應(yīng)活性，均可達(dá)到80%以上的收率，若 R為烯基或烷基，可達(dá)到64%～72%的收率。

Zhong De等[3]將炔丙基叔醇、乙醛酸乙酯、仲胺三組分反應(yīng)，以銅催化，2,5,5-四取代二氫呋喃(Scheme 2)，在溫和條件下為2,2-二取代呋喃。將炔丙基仲醇(R2=H)作為底物的情況下，將其放入CH3I-Cs2CO3-MeCN體系中，設(shè)置溫度為77 ℃～83 ℃，芳構(gòu)化實(shí)現(xiàn)，以生成季銨鹽、消除反應(yīng)為主。同時(shí)，也可轉(zhuǎn)化成2,5-二取代呋喃，產(chǎn)品可達(dá)到50%～65%的分離率。

2 三取代呋喃合成研究

Matthias Dobesch等[4]研究(a)N-二甲基甲酰胺(DMF)，它是由α-亞甲基酮和a、 p兩種不飽和酸組成，以CuCl-Cu (OAc)2·H2O為催化劑，通過脫羧環(huán)異構(gòu)化反應(yīng)，制備2,3,5-三取代呋喃(Scheme3)化合物。這一合成方法適用于大多數(shù)底物通用性較好的情況。但是，當(dāng)R3作為含電子的烷氧基團(tuán)，或作為t-Bu、2-萘基或2-噻吩基的大位阻取代基團(tuán)時(shí)，產(chǎn)物的收率會(huì)顯著降低(與40%相比)。以水合乙酸銅為催化劑，經(jīng)2,3,5-三取代呋喃的脫羧環(huán)化反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)在該條件下，加水對(duì)反應(yīng)有重要影響。本文所述合成方法不僅合成原料易得，催化劑價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單，而且不需進(jìn)行特殊的惰性氣體保護(hù)。黃忠杰[5]在 Au催化活化作用下，以1,4-二炔-3-醇作為基本原料，利用Au催化、活化的方式，獲取Au-卡賓-ɑ-酮中間體A，經(jīng)過1,2炔基遷移，異構(gòu)成1,3-二酮的中間體B，最終經(jīng)過環(huán)化，形成2,5-二取代呋喃-3-甲醛。對(duì) R=n-Bu，其收率可達(dá)63%。

3 四取代呋喃

陳小兵[6]在研究中提出，目前臨床中關(guān)于串聯(lián)環(huán)化合成多取代呋喃的報(bào)道較多。比較重要的研究方向依然是在相對(duì)溫和的環(huán)境中，采用串聯(lián)環(huán)化的方式合成多取代呋喃。對(duì)非過渡金屬催化合成過程中，多取代呋喃屬于過渡金屬催化劑。通過對(duì)該催化劑的分析，可明確其成本相對(duì)較高，有較大的金屬殘留。碘催化反應(yīng)生成率偏高，可以克服過渡金屬反應(yīng)的缺點(diǎn)，結(jié)合不同底物能合成不同取代呋喃化合物。張文生、許文靜等[7]用 a、β-不飽和酮和1,3-二羰基化合物為底物，在MnO2的催化下，用自由基加成和C-O偶聯(lián)得到含3,4-二?；乃娜〈秽?Eq.10)。安振宇[8]對(duì)由三丁基膦生成的環(huán)化反應(yīng)展開分析，環(huán)化反應(yīng)包括芳香醛、丙炔酸酯、酰氯四組分等反應(yīng)。最終生成四取代呋喃(Eq.13)。一般來(lái)說，芳香醛包括兩種，一種為芳香酰氯；另一種為脂肪醛。在最佳條件下，可得到預(yù)期產(chǎn)物。不過，相同條件環(huán)境中的脂肪醛無(wú)法完全反應(yīng)，需要將丙炔酸酯作為原料。在此基礎(chǔ)上，生成2,3,5,-三取代的呋喃。

4 苯并呋喃的合成

王新穎[9]采用Pd-催化環(huán)化加偶聯(lián)反應(yīng)可生成多取代苯并呋喃(Eq.16)類化合物，其中，Pd-催化環(huán)化加偶聯(lián)反應(yīng)是以酚和內(nèi)炔為原料。當(dāng)烷基芳基-烷基混合內(nèi)炔參與反應(yīng)時(shí)，內(nèi)炔的兩個(gè)取代基同時(shí)是芳基，并且產(chǎn)物具有高度的區(qū)域選擇性，主要得到的產(chǎn)物是芳基取代基在呋喃環(huán)α-位的產(chǎn)物。

猶霞[10]在微波促進(jìn)下，選擇了合理的原料，包括三種，其一為端基芳炔，其二為芳基碘，其三為鄰碘代酚。利用微波、Pd催化，形成三種組分的共同反應(yīng)。在最短時(shí)間內(nèi)，可高效率地轉(zhuǎn)化為2,3-取代的苯并呋喃化合物(Eq.18)。在反應(yīng)效率方面，酚環(huán)上取代基電子效應(yīng)的影響并不大。如果芳炔底物中存在腈基等強(qiáng)吸電子基團(tuán)，環(huán)合反應(yīng)就不能發(fā)生，在相同條件下，脂肪族端基炔也不能產(chǎn)生相應(yīng)的呋喃。

5 結(jié)語(yǔ)

近些年來(lái)，越來(lái)越多的有機(jī)化學(xué)家開始重視呋喃衍生物的研究。與此同時(shí)，在呋喃衍生物合成方面取得了進(jìn)展。本文對(duì)多取代呋喃合成方法進(jìn)行綜述，基本從多個(gè)角度掌握了多取代呋喃的合成方法。在日后關(guān)于多取代呋喃的研究中，將趨于以多組分反應(yīng)、串聯(lián)反應(yīng)為主的多取代呋喃綠色化學(xué)領(lǐng)域。