兩種新型丁二炔衍生物的合成*

陳北華，張　振，張燈青，李賢英，向蕓頡，金武松(1.東華大學(xué)a.化學(xué)化工與生物工程學(xué)院; b.環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上?！?01620)

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兩種新型丁二炔衍生物的合成*

陳北華1a，張振1a，張燈青1a，李賢英1b，向蕓頡1a，金武松1a
(1.東華大學(xué)a.化學(xué)化工與生物工程學(xué)院; b.環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海201620)

摘要:以3，5-二溴-1-{ 3-(十二烷氧基)-2-［(十二烷氧基)甲基］丙氧基}苯和2-甲基-3-丁炔-2-醇為原料，經(jīng)選擇性Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)，Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)和去硅保護(hù)基反應(yīng)制得中間體——3-乙炔基-5-(3-甲基-3-羥基)-丁炔基-1-(3-十二烷氧基)-2-{［(十二烷氧基)甲基］丙氧基}苯(6); 6經(jīng)改良的Glaser偶聯(lián)反應(yīng)(CuI為催化劑，Et3N為溶劑)合成了一個(gè)新型的丁二炔衍生物(1)。6與2，2'-［(2，5-二碘-1，4-亞苯基)雙(氧基)］雙(四氫-2H-吡喃)經(jīng)Sonogashira偶聯(lián)，脫THP保護(hù)基和改良的Glaser偶聯(lián)反應(yīng)合成了一個(gè)新型的丁二炔衍生物(2)。中間體，1和2的結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR和MALDI-TOF-MS表征。

關(guān)鍵詞:丁二炔衍生物; Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng);改良Glaser偶聯(lián)反應(yīng);合成

18818233161@163.com

通信聯(lián)系人:金武松，教授，博士生導(dǎo)師，Tel.021-67792391，E-mail:wsjin@ dhu.edu.cn

二炔化合物作為構(gòu)建分子的萬能模塊［1］而受到人們廣泛的關(guān)注。丁二炔可作為許多官能團(tuán)的等價(jià)物［2－3］，其結(jié)構(gòu)廣泛存在于天然產(chǎn)物、抗真菌藥物［4］中。最近它又成為納米有機(jī)分子材料合成中的核心官能團(tuán)［5］;此外丁二炔類化合物也廣泛應(yīng)用于納米科學(xué)［6］、分子轉(zhuǎn)子［7］、液晶［8－11］、抗病毒活性研究［12］等領(lǐng)域，有廣泛的研究價(jià)值和意義。

Scheme 1

在有機(jī)合成中，C－C的建立一直是最重要的模塊也是難點(diǎn)之一。目前多采用金屬有機(jī)試劑，丁二炔的合成采用sp-C間的連接，為形成此鍵，化學(xué)工作者嘗試了多種方法［2，5，13－15］。但所用試劑多為重金屬鈀、鈷催化劑、乙腈等價(jià)格昂貴、毒性大。且反應(yīng)大多需要幾種輔助試劑，反應(yīng)成本高，操作繁瑣，后處理復(fù)雜的同時(shí)也給環(huán)境帶來了污染。

本文以3，5-二溴-1-{ 3-(十二烷氧基)-2-［(十二烷氧基)甲基］丙氧基}苯(3)和2-甲基-3-丁炔-2-醇為原料，經(jīng)選擇性Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)，Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)和去硅保護(hù)基反應(yīng)制得中間體——3-乙炔基-5-(3-甲基-3-羥基)-丁炔基-1-(3-十二烷氧基)-2-{［(十二烷氧基)甲基］丙氧基}苯(6); 6經(jīng)改良的Glaser偶聯(lián)反應(yīng)(CuI為催化劑，Et3N為溶劑)合成了一個(gè)新型的丁二炔衍生物(1)。6與2，2'-［(2，5-二碘-1，4-亞苯基)雙(氧基)］雙(四氫-2H-吡喃)(7)經(jīng)Sonogashira偶聯(lián)，脫THP保護(hù)基和改良的Glaser偶聯(lián)反應(yīng)合成了一個(gè)新型的丁二炔衍生物(2)(Scheme 1)。中間體，1和2的結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR和MALDI-TOF-MS表征。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

Bruker AV 400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)); AB Sciex 4800型基質(zhì)輔助激光電離飛行時(shí)間質(zhì)譜(MALDI-TOF-MS)。

所用試劑均為分析純。

1.2合成

(1)4的合成

在反應(yīng)瓶中加入3 14.3 g(21.15 mmol)，二(三苯基膦)二氯化鈀99 mg和CuI 27.0 mg，氬氣保護(hù)下抽換氣3次;加入無水Et3N 120 mL，冷凍除氧3次。攪拌下用微量注射器注入2-甲基-3-丁炔-2-醇0.4 mL(4.23 mmol)，于60℃(浴溫)反應(yīng)12 h。旋蒸除去Et3N，剩余物用CH2Cl2(3× 50 mL)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經(jīng)硅膠層析柱(洗脫劑:二氯甲烷)純化得白色液體4 2.5 g，產(chǎn)率89%;1H NMR δ:7.14(s，1H)，7.04(s，1H)，6.90(s，1H)，4.02(d，J=5.7 Hz，2H)，3.52(dd，J=5.8 Hz，1.6 Hz，4H)，3.42(t，J=6.6 Hz，4H)，2.36(p，J=5.9 Hz，1H)，1.61(s，7H)，1.28(d，J=10.7 Hz，43H)，0.90(t，J=6.6 Hz，6H);13C NMR δ:159.50，126.68，125.09，122.34，118.45，116.44，94.76，80.72，77.36，77.04，76.73，71.42，68.65，66.70，65.44，53.38，40.01，31.94，31.39，29.69，29.66，29.65，29.50，29.37，26.19，22.70，14.12; MALDI-TOF-MS m/z:Calcd for C39H67O4BrNa{［M + Na］+}702.43，found 702.57。

(2)5的合成

在反應(yīng)瓶中加入4 1.209 g(1.78 mmol)，二(三苯基膦)二氯化鈀62.5 mg和CuI 16.9 mg，氬氣保護(hù)下抽換氣3次;加入無水Et3N 80 mL，冷凍除氧3次。用注射器注入三甲基硅乙炔(TMSA)1.4 g(13.84 mmol)，于60℃(浴溫)反應(yīng)24 h。旋蒸除去Et3N，剩余物用CH2Cl2(3×50 mL)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經(jīng)硅膠層析柱［洗脫劑:A=V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=10∶1］純化得淡黃色液體5 1.1 g，產(chǎn)率89%;1H NMR δ:7.15(d，J=6.4 Hz，1H)，7.06(s，1H)，6.98(s，1H)，6.93(d，J=11.3 Hz，1H)，4.02(d，J=4.4 Hz，3H)，3.53(d，J=5.7 Hz，5H)，3.44～3.41(m，4H)，2.36(q，J=5.9 Hz，1H)，1.57(s，6H)，1.27(s，51H)，0.90(t，J=6.8 Hz，9H)，0.26(s，9H);13C NMR(101 MHz，下同)δ:158.77，152.14，147.07，139.27，127.14，124.54，123.90，120.36，119.11，117.83，115.16，114.08，97.23，93.96，86.20，81.45，68.73，66.56，65.58，61.75，40.07，34.94，33.66，31.94，31.45，30.26，29.69，29.45，29.42，28.82，26.19，25.33，22.71，18.36，14.14; MALDI-TOF-MS m/z:Calcd for C44H76O4SiNa{［M + Na］+}719.55，found 719.68。

(3)6的合成

在反應(yīng)瓶中加入5 1.116 g(1.64 mmol)，氟化四丁基銨(TBAF)1.72 mg，氬氣保護(hù)下抽換氣3次;加入無水THF 40 mL，冷凍除氧3次，于室溫反應(yīng)12 h。用注射器注入飽和氯化銨溶液50 mL，攪拌5 min。用石油醚(3×50 mL)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經(jīng)硅膠層析柱(洗脫劑:A=10∶1)純化得淡黃色液體6 0.95 g，產(chǎn)率92%(直接投入下步反應(yīng))。1H NMR δ:7.15(s，1H)，7.03(d，J=20.7 Hz，1H)，6.95(d，J=25.7 Hz，1H)，4.03(dd，J=5.7Hz，2.6 Hz，2H)，3.54(d，J=6.0 Hz，5H)，3.42(t，J=6.6 Hz，5H)，3.06(s，1H)，2.36(q，J=9.9 Hz，7.3 Hz，4.9 Hz，1H)，1.56(q，J=6.9 Hz，8H)，1.27(s，45H)，0.90(t，J=6.7 Hz，8H); MALDI-TOF-MS m/z:Calcd for C41H68O4Na{［M + Na］+} 647.51，found 647.53。

(4)1的合成

在反應(yīng)瓶中加入6 202.2 mg(0.324 mmol)和CuI 3 mg，攪拌下加入無水Et3N 50 mL，于60℃(浴溫)反應(yīng)48 h(TLC監(jiān)測(cè))。旋蒸除去Et3N，剩余物用二氯甲烷(3×50 mL)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經(jīng)硅膠層析(洗脫劑:A=5∶1)純化得淡黃色固體1 150 mg，產(chǎn)率74%;1H NMR δ:7.17(s，2H，a-H)，7.01(d，J=10.9 Hz，4H，b，c-H)，4.04(s，4H，d-H)，3.54(dd，J=6.3 Hz，2.8 Hz，8H，f-H)，3.42(td，J=6.8 Hz，3.0 Hz，8H，OCH2)，2.37(d，J=5.7 Hz，2.5 Hz，2H，e-H)，1.63(d，J=3.1 Hz，12H，h-H)，1.40～1.19(m，95H，CH2)，0.90(td，J=6.6 Hz，2.8 Hz，12H，CH3in R);13C NMR δ:158.76，128.02，124.15，122.75，119.05，118.49，94.38，81.08，80.80，73.95，71.42，68.68，66.61，65.53，40.05，31.93，31.41，29.69，29.65，29.50，29.37，26.19，22.69，14.12; MALDI-TOF-MS m/z:Calcd for C82H134O8Na{［M + Na］+}1 270.97，found 1 270.22。

(5)8的合成

在反應(yīng)瓶中加入6 638.7 mg(1.022 mmol)，7 254.3 mg(0.48 mmol)，二(三苯基膦)二氯化鈀26.9 mg及CuI 7.3 mg，氬氣保護(hù)下抽換氣3次;加入無水Et3N 50 mL，冷凍除氧3次;于60℃(浴溫)反應(yīng)48 h。旋蒸除Et3N，剩余物用CH2Cl2(3×50 mL)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經(jīng)硅膠層析(洗脫劑:A=5:1)純化得淡黃色液體8 500 mg，產(chǎn)率66.7%;1H NMR δ:7.27(s，2H)，7.21～7.17(m，3H)，7.03(dd，J=2.4 Hz，1.3 Hz，2H)，6.97(dd，J=2.5 Hz，1.4 Hz，2H)，5.53(p，J=3.3 Hz，2.6 Hz，2H)，4.08～4.04(m，4H)，3.55(d，J=6.0 Hz，9H)，3.44(d，J=6.7 Hz，8H);13C NMR δ:158.77，152.14，147.07，139.27，127.14，124.54，123.90，120.36，119.11，117.83，115.16，114.08，97.23，93.96，86.20，81.45，68.73，66.56，65.58， 61.75，40.07，34.99，34.52，34.24，33.65，33.61，31.94，31.45，30.26，29.69，29.45，29.42，28.82，26.19，25.33，22.71，18.36，14.14; MALDI-TOF-MS m/z:Calcd for C98H154O12{［M－2THP］+} 1 355.03，found 1 355.04。

(6)9的合成

在反應(yīng)瓶中加入8 200 mg(0.136 mmol)和NaOH 27.2 mg(5 eq.)，氬氣保護(hù)下抽換氣3次;加入無水甲苯50 mL，冷凍除氧3次;回流(120 ℃)反應(yīng)過夜(TLC監(jiān)測(cè))。用二氯甲烷(3×50 mL)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經(jīng)硅膠層析(洗脫劑:A=8∶1)純化得無色液體9 97 mg，產(chǎn)率50.2%; MALDI-TOF-MS m/z:Calcd forC95H148O11K{［M + K］+} 1 504.05，found 1 504.04。

(7)2的合成

在反應(yīng)瓶中加入9 203.4 mg(0.144 mmol)和CuI 3 mg，攪拌下加入無水Et3N 50 mL，于60℃(浴溫)反應(yīng)48 h(TLC監(jiān)測(cè))。旋蒸除Et3N，剩余物用CH2Cl2(3×50 mL)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A=5∶1)純化得淡黃色油狀固體2 107.8 mg，產(chǎn)率53%;1H NMR δ:7.57(d，J=8.6 Hz，4H，m-H)，7.23～7.07(m，8H，i，k，o，p-H)，7.01(d，J=25.6 Hz，4H，j，n-H)，5.54(s，4H，f-H)，4.09～4.04(m，9H in THP)，3.69(d，J=11.3 Hz，5H in THP)，3.56(d，J=6.0 Hz，16H，d-H)，3.44(td，J=6.5 Hz，2.9 Hz，16H，OCH2)，2.39(q，J=13.2 Hz，7.3 Hz，6.8 Hz，4H，e-H)，2.23～1.68(m，32H in THP)，1.65(s，12H，v-H)，1.29(d，J=13.6 Hz，235H，CH2)，0.91(d，J=6.5 Hz，24H，CH3in R);13C NMR δ:158.81，152.17，147.07，139.26，127.77，12.14，124.90，124.53，124.46，123.98，123.91，97.38，97.23，86.58，86.19，81.44，80.94，73.99，71.44，68.72，66.57，65.57，61.76，40.09，34.88，34.53，33.84，31.95，31.45，30.34，30.20，29.69，29.52，29.38，29.18，28.97，18.37，14.14; MALDI-TOF-MS m/z:Calcd for C190H294O22Na{［M－4THP +Na］+}2 618.93，found 2 620.38。

2　結(jié)果討論

4的合成是一個(gè)選擇性的Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)，PdCl2(PPh3)2和CuI作為共催化劑，Et3N既作堿又作溶劑，同時(shí)也是縛酸劑，通過探索控制n(3)∶n(2-甲基-3-丁炔-2-醇)=5，于60℃反應(yīng)12 h，可以得到高產(chǎn)率(89%)的單取代產(chǎn)物。

在9的合成中，NaOH需在研缽中研成粉末，通過探索控制NaOH的用量為5當(dāng)量時(shí)，可以得到脫去一個(gè)保護(hù)基的產(chǎn)物。因?yàn)?在空氣中不太穩(wěn)定，故MS檢測(cè)后直接投入下一步反應(yīng)。

在1和2的合成中，本文以CuI為催化劑，這種方法不僅適合簡單類丁二炔的合成也適合結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的丁二炔化合物的合成。該方法催化劑廉價(jià)易得、反應(yīng)條件溫和、過程簡單易操作，產(chǎn)率也較高。

3　結(jié)論

本文通過簡單的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，成功地合成了兩種新型的丁二炔類，為丁二炔類化合物的合成與物性研究提供了新的素材。

該方法具有反應(yīng)條件溫和、原料廉價(jià)易得、操作和后處理簡單等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)合成丁二炔衍生物具有一定的參考價(jià)值。

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Synthesis of Two Novel Diacetylene Derivatives

CHEN Bei-hua1a，ZHANG Zhen1a，ZHANG Deng-qing1a，LI Xian-ying1b，XIANG Yun-jie1a，JIN Wu-song1a
(a.College of Chemistry，Chemical Engineering and Biotechnology; b.School of
Environmental Science and Engineering，1.Donghua University，Shanghai 201620，China)

Abstract:A novel diacetylene derivative(1)was synthesized by improved Glaser-coupling reaction(CuI as catalyst and Et3N as solvent)of 3-ethynyl-5-(3-methyl-3-hydroxyl)-butynyl-1-(3-dodecyloxy)-2-{［(dodecyloxy)methyl］propoxy} benzene(6)，which was obtained by selective Sonogashira reaction，Sonogashira-coupling reaction and deprotection from 3，5-dibromo-1-{ 3-(dodecyloxy)-2-［(dodecyloxyyl)methyl］propoxy} benzene and 2-methyl-3-butyn-2-ol.A novel diacetylene derivative(2)was synthesized by Sonogashira reaction，THP deprotection reaction and improved Glaser-coupling reaction from 6 and 2，2'-［(2，5-diiodo-1，4-phenylene)bis(oxy)］bis(tetrahydro-2H-pyran).Structures of intermediate，1 and 2 were characterized by1H NMR，13C NMR and MALDI-TOF-MS.

Keywords:diacetylene derivative; selective Sonogashira reaction; improved Glaser-coupling reaction; synthesis

作者簡介:陳北華(1987－)，男，漢族，江西吉安人，碩士研究生，主要從事功能有機(jī)分子的合成與物性研究。E-mail:

基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(21172035，21302018)

收稿日期:2014-12-26;

修訂日期:2015-08-16

DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005－1511.2015.12.1130 *

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

中圖分類號(hào):O623.124; O621.3