1，1－二取代－1，2－丙二烯化合物的合成

胡麟峰，王 萍，章彥婧，洪 雅，陳 聰，毛國(guó)梁，鄭衛(wèi)新

（1.杭州師范大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院，浙江 杭州310036；2.東北石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，黑龍江 大慶 163318）

1，1－二取代－1，2－丙二烯化合物的合成

胡麟峰1，王 萍1，章彥婧1，洪 雅1，陳 聰1，毛國(guó)梁2，鄭衛(wèi)新1

（1.杭州師范大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院，浙江 杭州310036；2.東北石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，黑龍江 大慶 163318）

以炔烴為原料，經(jīng)磺酸炔丙酯與格氏試劑的SN2’反應(yīng)合成1，1-二取代-1，2-丙二烯型化合物.該方法具有原料簡(jiǎn)單易得、反應(yīng)條件溫和、副反應(yīng)較少、產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn).產(chǎn)物經(jīng)1H NMR、13C NMR、IR以及MS確證.

1，1-二取代-1，2-丙二烯；磺酸炔丙酯；格氏試劑；SN2’反應(yīng)；合成

1，2-丙二烯化合物是一類具有2個(gè)π－軌道同處于一個(gè)碳原子上結(jié)構(gòu)的化合物，當(dāng)其末端的4個(gè)取代基兩兩不同時(shí)，該分子就具有軸手性，在反應(yīng)中該軸手性可以轉(zhuǎn)移產(chǎn)生新的手性中心，為光學(xué)活性化合物的合成提供了一條途徑.經(jīng)過近20年的研究與發(fā)展，該類化合物在有機(jī)合成中可作為一類高效的“三碳原子結(jié)構(gòu)”單元不飽和合成砌塊，用于合成天然產(chǎn)物、醫(yī)藥化學(xué)以及材料科學(xué)中的目標(biāo)分子[1－3].因此，合成1，2-丙二烯化合物具有重要的理論意義及應(yīng)用價(jià)值.

根據(jù)底物不同，合成丙二烯化合物的方法可以分為以下幾種類型：①?gòu)柠u代烯烴衍生物出發(fā)，通過1，2-消除反應(yīng)[4]、分子內(nèi) H 遷移－消除反應(yīng)[5]、Wittig反應(yīng)[6]、C—C鍵消除反應(yīng)[7]、2-鹵代-1，3-丁二烯類化合物烯丙位取代反應(yīng)[8]合成丙二烯化合物；②從炔烴衍生物出發(fā)，通過炔烴在堿性條件的異構(gòu)化反應(yīng)[9]、SN2’反應(yīng)[10]、炔丙基或聯(lián)烯基金屬中間體對(duì)羰基化合物的加成反應(yīng)[11]、端炔的Crabbé反應(yīng)[12]、鈀催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)[13]、經(jīng)過鋯雜中間體的反應(yīng)[14]合成丙二烯化合物；③共軛烯炔衍生物通過1，4-加成反應(yīng)[15]、烯炔的環(huán)金屬化反應(yīng)[16]以及含有雜原子的烯炔化合物的碳骨架重排反應(yīng)[17]合成丙二烯化合物；④從環(huán)丙烷及其衍生物出發(fā)，通過重排反應(yīng)[18－19]合成丙二烯化合物.其中炔丙位帶有離去基團(tuán)炔烴的SN2’反應(yīng)可在形成1，2-丙二烯骨架的同時(shí)在雙鍵碳原子上引入新基團(tuán)，是合成多取代丙二烯的重要方法.然而炔丙位上的SN2競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)是該方法使用所要解決的主要問題.本文以炔烴為原料，經(jīng)磺酸炔丙酯與格氏試劑的SN2’反應(yīng)合成系列1，1-二取代1，2-丙二烯化合物的改進(jìn)合成方法，該方法具有原料簡(jiǎn)單易得、反應(yīng)條件溫和、副反應(yīng)較少、產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn).

1 結(jié)果與討論

實(shí)驗(yàn)中，原位生成的活性炔基鋰首先與多聚甲醛反應(yīng)生成炔丙醇衍生物1，繼而經(jīng)磺?；笮纬伤枰脑先脖セ衔?（圖1）.

室溫下，以四氫呋喃為溶劑，磺酸炔丙酯2與格氏試劑在亞銅鹽催化下經(jīng)SN2’反應(yīng)生成1，1-二取代丙二烯化合物4.反應(yīng)如圖2所示.

為減少炔丙位上直接取代的副產(chǎn)物4a’的生成，根據(jù)文獻(xiàn)[8]方法，我們以2a為底物與2當(dāng)量EtMg－Br的反應(yīng)為模板，首先探索了催化劑對(duì)SN2’與SN2反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)的影響.結(jié)果如表1所示.

表1 催化劑對(duì)SN2’與SN2反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)的影響Tab.1 Influence of the catalysts on the competition between SN2’and SN2

從表1可知，反應(yīng)溫度在25℃，10%CuCN催化該反應(yīng)可獲得較高的產(chǎn)率（序號(hào)7）.在此基礎(chǔ)上，保持25℃的反應(yīng)溫度，我們對(duì)試劑用量進(jìn)行探索.結(jié)果如表2所示.

綜合表1（序號(hào)7）與表2（序號(hào)2）的結(jié)果，該模板反應(yīng)的最優(yōu)條件為25℃時(shí)1當(dāng)量磺酸炔丙酯與1.5當(dāng)量的格氏試劑在10%的CuCN催化下作用.與文獻(xiàn)[8]方法相比，該反應(yīng)減少了格氏試劑的用量，并選用CuCN作為催化劑獲得了更高的產(chǎn)率.在此條件下，我們合成了系列1，1-二取代-1，2-丙二烯化合物（表3）.

表2 試劑用量對(duì)反應(yīng)的影響Tab.2 Influence of the ratio of the reagents

表3 系列1，1-二取代-1，2-丙二烯化合物的合成Tab.3 Synthesis of 1，1-disubstituted-1，2-propadienes

[a]分離產(chǎn)率，以炔丙酯2a為基準(zhǔn).

表3中為各種1，1-二取代丙二烯化合物的合成，產(chǎn)率中等至優(yōu)良.化合物4a～f的IR光譜圖中，1 950cm－1附近具有中等強(qiáng)度的吸收峰，是丙二烯累積雙鍵骨架的特征伸縮振動(dòng)峰，在1H NMR譜圖中，1，1-二取代丙二烯化合物端位上2個(gè)氫的位移在δ5.0ppm附近，在13C NMR譜圖中，丙二烯累積雙鍵中間sp雜化的碳原子的化學(xué)位移在δ208ppm附近.

2 結(jié) 論

綜上所述，通過磺酸炔丙酯與格氏試劑的SN2’反應(yīng)可高產(chǎn)率地合成1，1-二取代-1，2-丙二烯化合物.該方法具有原料簡(jiǎn)單易得、反應(yīng)條件溫和、副反應(yīng)較少、產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn).

3 實(shí)驗(yàn)部分

溫度計(jì)未校正.所有反應(yīng)均在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行，采用Schlenk技術(shù)操作，所有實(shí)驗(yàn)操作中用到的玻璃儀器、注射器、穿刺針均在120℃下干燥處理.柱層析分離采用300～400目硅膠.1H NMR采用Bruker AC2P400（400MHz）核磁共振譜儀測(cè)定，以TMS為內(nèi)標(biāo)，CDCl3作溶劑；紅外光譜采用德國(guó)BrukerTENSO27原位紅外儀，質(zhì)譜采用Bruker Daltonics Esquire 3000plus測(cè)定.如非特別注明，所用原料均為購(gòu)置且未經(jīng)過重新處理.溶劑四氫呋喃（THF）在氮?dú)夥諊率褂免c／二苯甲酮處理重蒸.

3.1 炔丙醇 （1a，b）的制備

在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在100mL具塞圓底反應(yīng)瓶中加入40mmol炔烴的40mL四氫呋喃中，冷卻至－78℃，在攪拌下緩慢加入44mmol正丁基鋰 （1.6M），滴加完畢后，加入40mmol多聚甲醛，將反應(yīng)瓶轉(zhuǎn)移至室溫繼續(xù)反應(yīng)至完成.用飽和NaCl水溶液淬滅，分液，水相用乙醚萃取3次，合并有機(jī)相，無(wú)水MgSO4干燥，有機(jī)相經(jīng)過濾、濃縮、柱層析分離得到產(chǎn)物1a，b.化合物表征如下：

1a[20]：3－苯基－2－丙炔－1－醇

淺黃色液體，Yield：100%；IR（cm－1）ν3 345，2 924，2 237，1 598，1 489，756，691，572；

1H NMR （CDCl3，Me4Si）δ（ppm）：2.53（s，1H），4.48～4.50（d，J＝6.0Hz，2H），7.24～7.44（m，5H）；

13C NMR （CDCl3，Me4Si）δ（ppm）：51.4，85.4，87.1，122.4，128.2，128.4，131.5；

MS（EI）m／z（%）：132（M＋，68），131（100）.

1b[21]：2－己炔－1－醇

無(wú)色液體，Yield：100%；IR（cm－1）ν3 346，2 933，2 224，1 458，1 137，1 012，726；

1H NMR（CDCl3，Me4Si）δ（ppm）：0.89～0.92（t，J ＝7.2Hz，3H），1.36～1.52（m，4H），2.20～2.23（t，J ＝6.8Hz，2H），2.81（s，1H），4.24（s，2H）；

13C NMR （CDCl3，Me4Si）δ（ppm）：13.4，18.2，21.7，30.5，50.9，78.1，86.1；MS（EI）m／z（%）：112（M＋，4），83（100）.

3.2 磺酸炔丙酯化合物（2a，b）的制備

在250mL三頸瓶中加入24mmol對(duì)甲苯磺酰氯，3.36g氫氧化鉀，溶于40mL無(wú)水乙醚中，在冰浴中劇烈攪拌下滴加20mmol炔丙醇1，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌至反應(yīng)完全.用飽和NaCl水溶液淬滅，分液，水相用乙醚萃取3次，合并有機(jī)相，用無(wú)水MgSO4干燥，經(jīng)過濾、濃縮、柱層析分離得到產(chǎn)物2.化合物表征如下：

2a[22]：對(duì)甲基苯磺酸-3-苯基2－丙炔-1-酯

白色針狀晶體，Yield：94%；m.p.：81～82℃.IR（cm－1）ν2 950，1 347，1 294，1 189，1 174，821，695；

1H NMR（CDCl3，Me4Si）δ（ppm）：2.39（s，3H），4.95（s，2H），7.26～7.86（m，9H）；

13C NMR（CDCl3，Me4Si）δ（ppm）：21.2，58.4，80.3，88.7，121.1，127.8，128.0，128.8，129.6，131.4，133.0，144.8；

MS（EI）m／z（%）：286（M＋，1），115（100）.

2b[23]：對(duì)甲基苯磺酸－2－己炔－1－酯

無(wú)色液體，Yield：72%；IR（cm－1）ν2 959，2 873，2 310，2 237，1 598，1 369，1 170，1 096，939，664，555；

1H NMR（CDCl3，Me4Si）δ（ppm）：0.84～0.88（t，J ＝7.2Hz，3H），1.25～1.40（m，4H），2.04～2.09（m，2H），2.44（s，3H），4.69～4.70（t，J ＝2.0Hz，2H），7.26～7.82（m，4H）；

13C NMR（CDCl3，Me4Si）δ （ppm）：13.4，18.2，21.5，21.7，30.0，58.7，71.7，90.5，128.0，129.6，133.3，144.7；

MS（EI）m／z（%）：173（M＋－C6H5CH3，6），91（100）.

3.3 1，2-丙二烯化合物（4a～f）的制備

在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入10mmol鎂屑，一小粒碘，加入10mL四氫呋喃，緩慢滴加10mmol鹵代烴，使得溶液保持微沸狀態(tài)直至鎂屑完全反應(yīng)，待用.加入5mmol磺酸炔丙酯化合物2，10%氰化亞銅，溶于10 mL四氫呋喃中，冷卻至0℃，在攪拌條件下緩慢滴加已制備好的格氏試劑，滴畢后緩慢升至室溫，繼續(xù)反應(yīng)至完全.用飽和NH4Cl水溶液淬滅，分液，有機(jī)相用飽和NaCl水溶液洗滌，水相用乙醚萃取3次，合并有機(jī)相，無(wú)水MgSO4干燥，經(jīng)過濾、濃縮、柱層析分離得到產(chǎn)物4a～f.化合物表征如下：

4a[25]：3-苯基-1，2-戊二烯

無(wú)色液體，yield：56%；IR（cm－1）ν3 060，1 940，1 493，1 220，696；

1H NMR（CDCl3，Me4Si）δ（ppm）：1.13～1.17（t，J ＝7.6Hz，3H），2.41～2.43（m，2H），5.09（s，2H），7.16～7.41（m，5H）；

13C NMR（CDCl3，Me4Si）δ（ppm）：12.4，22.3，78.7，106.6，125.8，126.5，128.3，136.5，208.3；

MS（EI）m／z（%）：144（M＋，87），129（100）.

4b[25]：3-苯基-1，2-庚二烯

無(wú)色液體，yield：48%；IR（cm－1）ν3 060，1 940，1 493，1 208，695；

1H NMR（CDCl3，Me4Si）δ（ppm）：0.91～0.95（t，J ＝7.2Hz，3H），1.36～1.45（m，2H），1.50～1.57（m，2H），2.38～2.44（m，2H），5.04～5.06（t，J ＝3.6Hz，2H），7.16～7.41（m，5H）；

13C NMR （CDCl3，Me4Si）δ（ppm）：13.9，22.4，29.1，30.0，77.9，104.9，125.9，126.4，128.3，136.5，208.6；

MS（EI）m／z（%）：172（M＋，10），130（100）.

4c[23]：4－甲基－3－苯基－1，2－戊二烯

無(wú)色液體，yield：55%；IR（cm－1）ν3 060，1 941，1 494，1 223，695；

1H NMR （CDCl3，Me4Si）δ（ppm）1.12～1.14（d，J ＝6.4Hz，6H），2.76～2.82（m，1H），5.06～5.07（d，J ＝2.8Hz，2H），7.15～7.40（m，5H）；

13C NMR（CDCl3，Me4Si）δ（ppm）22.1，27.2，79.0，112.1，125.9，126.4，128.3，136.4，207.5；

MS（EI）m／z（%）：158（M＋，65），143（100）.

4d[24]：4，4-二甲基-3-苯基-1，2-戊二烯

無(wú)色液體，yield：89%；IR（cm－1）ν3 056，1 949，1 490，1 244，700；

1H NMR（CDCl3，Me4Si）δ（ppm）1.13～1.14（t，J＝4.0Hz，9H），4.75～4.77（t，J ＝3.6Hz，2H），7.19～7.27（m，5H）；

13C NMR（CDCl3，Me4Si）δ（ppm）29.8，33.5，75.3，114.6，126.6，127.7，129.3，137.4，206.0；

MS（EI）m／z（%）：172（M＋，22），57（100）.

4e[25]：1-苯基-1-（4’-甲氧基）苯基-1，2-丙二烯

淺黃色液體，yield：10%；IR（cm－1）ν3 059，2 925，1 943，1 599，1 495，1 452，1 040，755，692；1H NMR（CDCl3，Me4Si）δ（ppm）3.78（s，3H），5.22（s，2H），6.86～7.36（m，9H）；

13C NMR（CDCl3，Me4Si）δ（ppm）55.2，77.8，108.6，113.8，127.1，127.2，128.2，128.3，129.5，136.5，158.8，209.6；

MS（EI）m／z（%）：222（M＋，100）.

4f[25]：3-正丁基-1，2-庚二烯

淺黃色液體，yield：53%；IR （cm－1）ν3 047，2 958，1 957，1 465，843；

1H NMR（CDCl3，Me4Si）δ（ppm）0.88～0.91（t，J ＝7.2Hz，6H），1.28～1.44（m，8H），1.89～1.95（m，4H），4.60～4.64（m，2H）；

13C NMR （CDCl3，Me4Si）δ（ppm）13.9，22.4，29.7，31.8，75.0，103.2，205.7；

MS（EI）m／z（%）：123（M＋－CH2CH3，2），68（100）.

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Synthesis of 1，1-Disubstituted-1，2-Propadiene

HU Lin-feng1，WANG Ping1，Zhang Yan-jing1，HONG Ya1，CHEN Cong1，MAO Guo-liang2，ZHENG Wei-xin1
（1.College of Materials and Chemical Engineering，Hangzhou Normal University，Hangzhou 310036，China；2.College of Chemistry and Chemical Engineering，Northeast Petroleum University，Daqing 163318，China）

The 1，1-disubstituted-1，2-propadiene was synthesized via SN2’reaction of Grignard reagent with sulfonic propargyl ester using alkyne as the raw material.The method has the advantages of readily available raw materials，mild conditions，few side reaction，high yields，et al.All products were verified by1H NMR，13C NMR，IR and MS.

1，1-disubstituted-1，2-propadiene；sulfonic propargyl ester；Grignard reagent；SN2’reaction；sy nthesis

O627

A

1674-232X（2012）04-0346-06

2012-02-03

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（20972037）；浙江省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（2010R50017）；杭州師范大學(xué)優(yōu)秀中青年教師支持計(jì)劃項(xiàng)目（HNUEYT 2011-01-013）；黑龍江省留學(xué)歸國(guó)人員科學(xué)基金項(xiàng)目（41417837-8-08016）；黑龍江省教育廳海外學(xué)人科研資助項(xiàng)目（1154H14）.

鄭衛(wèi)新（1975—），女，副教授，博士，主要從事有機(jī)合成研究.E-mail：wxzheng＠hznu.edu.cn

11.3969／j.issn.1674-232X.2012.04.012