三氯化鋁催化合成環(huán)己酮異Vc縮酮*

鄭大貴， 彭化南， 余泗蓮， 俞 飛， 毛劉量

(1. 上饒師范學(xué)院 江西省普通高校應(yīng)用有機(jī)化學(xué)重點(diǎn)實驗室，江西 上饒 334001；2. 德興百勤異Vc鈉有限公司，江西 德興 334221)

環(huán)己酮異Vc縮酮(3)和環(huán)己酮Vc縮酮(4)具有明顯的抗氧化性和較強(qiáng)的清除自由基的能力[1～3]，與異Vc(1)或Vc相比較，3和4脂溶性明顯提高，具有作為油溶性抗氧化劑的應(yīng)用前景；另外，3和4也是合成手性甘油酸衍生物的重要中間體[4，5]。 1966年，Van Schuching S L等[6]報道了以H2SO4為催化劑，環(huán)己酮(2)和Vc反應(yīng)合成了4[6]； 1990年，Voeffray R報道[7]由環(huán)己酮縮二乙醇與1或Vc反應(yīng)，合成了3和4。上述方法反應(yīng)時間較長，后處理較復(fù)雜，純化產(chǎn)物需要溶劑量較大。我們曾詳細(xì)報道[3，8]了以對甲苯磺酸(TsOH)為催化劑，DMAc(N,N-二甲基乙酰胺)為溶劑，環(huán)己烷為帶水劑合成3和4，獲得了較理想的效果。

近年來，國內(nèi)化學(xué)工作者在探討催化劑對縮酮(醛)合成反應(yīng)的影響方面做了大量的工作，開發(fā)了數(shù)十種催化劑[9,10]。為進(jìn)一步優(yōu)化合成條件，本文以1與2合成3(Scheme 1)為例，考察了部分常用催化劑的催化活性，并對最佳反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化。

Scheme1

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

X-5型顯微熔點(diǎn)儀(溫度計未校正)；BRUKER AV400型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；BRUKER TENSOR 27型紅外光譜儀；SHIMADZU QP 2010型質(zhì)譜儀。

TsOH, DMAc(用前經(jīng)固體KOH干燥后重蒸),環(huán)己烷，化學(xué)純；1，工業(yè)品，江西德興市百勤異VC鈉公司；其余所用試劑均為市售分析純，其中AlCl3在烘箱中于80 ℃干燥1 h后研碎使用。

1．2 3的合成

在三頸瓶中依次加入一定量的1， 2，催化劑、DMAc和環(huán)己烷，磁力攪拌下回流(油浴溫度120 ℃)分水2.5 h(TLC跟蹤)。冷卻至室溫，倒入40 mL蒸餾水中，用乙酸乙酯(3×40 mL)萃取。合并萃取液，用蒸餾水洗滌，無水硫酸鎂干燥，旋蒸除溶后用適量混合溶劑[V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=15∶85]洗滌，于50 ℃真空干燥得白色固體3， m.p.176.3 ℃～177.5 ℃(177.0 ℃～178.5 ℃[7])；1H NMRδ： 11.31(s, 1H, a-H), 8.61(s, 1H, b-H), 4.89(d,J=2.76 Hz, 1H, c-H), 4.41～4.37(m, 1H, d-H), 3.91(dd,J=8.12 Hz, 7.20 Hz, 1H, e-H), 3.55(dd,J=6.24 Hz, 6.28 Hz, 1H, e-H), 1.55～1.47(m, 8H, f-H), 1.34～1.31(m, 2H, g-H)； IRν: 3 332， 2 937， 1 734， 1 636， 1 453， 1 160, 1 108， 1 044， 717 cm-1; EI-MS m/z(%): 256(M+， 18.4)， 227(M+-Et， 19.2)， 213(M+-Prn， 96.8)。

2 結(jié)果與討論

2．1 催化劑的催化活性

1 20 mmol， 2 20 mmol，催化劑1.0 mmol， DMAc 14 mL，環(huán)己烷10 mL，其余反應(yīng)條件同1．2，考察催化劑的催化活性，結(jié)果見表1。由表1可見，在相同條件下，AlCl3的催化效果最好。

2．2 反應(yīng)條件優(yōu)化

(1) 反應(yīng)物摩爾比[r=n(1)∶n(2)]

以AlCl3(1．0 mmol)為催化劑,2 20 mmol，其余反應(yīng)條件同2．1，考察r對3收率的影響，結(jié)果見表2。由表2可見，隨著r的增大，3的收率逐步提高，這與縮酮合成反應(yīng)為可逆反應(yīng)，增大任一反應(yīng)物的濃度，有利于產(chǎn)物生成的特征相吻合。當(dāng)r=1．6∶1．0后，3的收率升高緩慢并有下降趨勢?？赡艿脑颍皇荄MAc用量相同情況下，1用量增大，難以完全溶解；另一是隨著整個反應(yīng)體系物質(zhì)量的增大，催化劑相對濃度降低；三是在較高反應(yīng)溫度下，1的濃度加大，受熱氧化分解的可能性加大。綜合考慮，r=1．6∶1．0。

(2) AlCl3用量

2 20 mmol,r=1．6∶1．0,其余反應(yīng)條件同2.1,考察AlCl3用量對3收率的影響，結(jié)果見表3。由表3可見，隨著AlCl3用量的增加，3的收率逐步提高。這主要是催化劑用量增加，能提供更多的活性中心，有利于1分子中C5-和C6-醇羥基氧原子上的孤對電子進(jìn)攻被活化了的環(huán)己酮羰基碳。最佳AlCl31．0 mmol。

(3) DMAc用量

AlCl31 mmol,r=1．6∶1．0,其余反應(yīng)條件同2.1,考察DMAc用量對3收率的影響，結(jié)果見表4。由表4可見，DMAc用量以12 mL為宜。DMAc在反應(yīng)體系中的作用是溶解1，使反應(yīng)在均相進(jìn)行。

綜上所述，合成3的最佳反應(yīng)條件為：1 20 mmol，n(1)∶n(2)=1．6∶1．0, AlCl31．0 mmol, DMAc 12 mL,環(huán)己烷10 mL,于120 ℃反應(yīng)2.5 h。

表1 不同催化劑的催化活性*

*1 20 mmol， 2 20 mmol，催化劑1.0 mmol， DMAc 14 mL，環(huán)己烷10 mL，其余反應(yīng)條件同1．2

表2 反應(yīng)物摩爾比對3收率的影響*

*AlCl3(1．0 mmol)為催化劑,2 20 mmol，其余反應(yīng)條件同表1

表3 AlCl3對3收率的影響*

*r=1．6∶1．0,其余反應(yīng)條件同表1

表4 DMAc用量對3收率的影響*

*AlCl31 mmol,r=1．6∶1．0,其余反應(yīng)條件同表1

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