對(duì)羥基苯甲醛的異戊烯烷基化反應(yīng)*

趙艷敏, 楊金會(huì)

(1. 寧夏大學(xué) 能源化工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,寧夏 銀川 750021; 2. 銀川大學(xué) 石油化工學(xué)院,寧夏 銀川 750105)

異戊烯基結(jié)構(gòu)單元在天然產(chǎn)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(cè)鏈的存在大大加強(qiáng)了這類天然產(chǎn)物的生理及藥理活性[1～4]。研究在芳環(huán)上引入異戊烯基的方法，對(duì)合成這類化合物具有重要的應(yīng)用和學(xué)術(shù)價(jià)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(duì)羥基苯甲醛(1)與4-溴異戊烯(2)的烷基化反應(yīng)(Scheme 1)。由Scheme 1可見，反應(yīng)的主要產(chǎn)物為C-烷基化產(chǎn)物——m-異戊烯基對(duì)羥基苯甲醛(3)和p-異戊烯基苯酚(4);O-烷基化產(chǎn)物——p-異戊烯氧基苯甲醛(5)以及C-烷基化-O-烷基化產(chǎn)物——m-異戊烯基-p-異戊烯氧基苯甲醛(6)。3～6的結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR, IR和MS表征。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

AM-400型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo));FT-IR-8430S型紅外光譜儀(KBr壓片);HP-5988型質(zhì)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(guī)無水處理。

Scheme1

1．2 不同堿性條件下1的異戊烯烷基化反應(yīng)

(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(yīng)1 h;于室溫避光反應(yīng)8 h(TLC跟蹤,下同)。用3 mol·L-1鹽酸調(diào)至pH<3，乙酸乙酯 (3×30 mL) 萃取。合并有機(jī)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(jīng)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(zhuǎn)移催化劑),劇烈攪拌下加入K2CO31.83 g(15 mmol),回流反應(yīng)15 min;緩慢滴加22.35 mL(20 mmol),滴畢,回流反應(yīng)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(yīng)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(yīng)30 min;回流反應(yīng)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?dú)獗Ｗo(hù)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(yīng)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(fù)到室溫，反應(yīng)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(jié)果與討論

在不同堿性條件下1的異戊烯烷基化反應(yīng)結(jié)果見表1。由表1可見，在弱酸K2CO3催化下加入相轉(zhuǎn)移催化劑n-Bu4NBr主要得到O-烷基化產(chǎn)物5;在n-BuLi催化下，可以在對(duì)羥基苯甲醛上引入兩個(gè)異戊烯基，即得到C-烷基化-O-烷基化產(chǎn)物6;在KOH催化下可以同時(shí)得到C-烷基化產(chǎn)物3和O-烷基化產(chǎn)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(zhuǎn)移催化劑以及用KOH作催化劑在CH3OH溶液中反應(yīng)，TLC跟蹤發(fā)現(xiàn)生成物較多，極性相近，產(chǎn)率較低，不易分離。

表 1 1的異戊烯基化反應(yīng)結(jié)果Table 1 Resluts of isopentene alkylation of 1

*少量n-Bu4NBr

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