雙環(huán)化反應(yīng)在構(gòu)建氧雜環(huán)骨架中的應(yīng)用

范 威

(滁州城市職業(yè)學(xué)院 科研處，安徽 滁州 239000)

以呋喃[1]和吡喃[2]為代表的氧雜環(huán)是雜環(huán)化合物的一種，在材料、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域具有廣泛用途[3-5]，合成該類衍生物是有機(jī)合成的熱門領(lǐng)域之一[6].氧雜環(huán)化合物具有抗菌[7]、抗結(jié)核[7]、抑制心律失常[8]等藥理活性，該骨架存在于拉帕醌(Lapachone)[9]、劍麻素A(Stemofuran A)[10]、熒光素(Fluorescein)[11]等活性分子中.近年來，雙環(huán)化反應(yīng)被頻繁用于合成該類衍生物.本文論述了基于雙環(huán)化反應(yīng)歷程構(gòu)建三元、四元、五元、六元、七元、八元氧雜環(huán)骨架的最新研究進(jìn)展，豐富了氧雜環(huán)化合物，也拓展了雙環(huán)化反應(yīng).

圖1 含有氧雜環(huán)骨架的活性分子

1 構(gòu)建三元氧雜環(huán)

Ting C M等[12]報(bào)道了單組分構(gòu)建呋喃并三元氧雜環(huán)骨架的反應(yīng)，圖2為該反應(yīng)的機(jī)理.反應(yīng)原料為直鏈的烯炔醇，催化劑為鈀，溶劑為二氯甲烷，溫度為25 ℃，合成了三元氧醚并呋喃衍生物，豐富了分子內(nèi)雙環(huán)化反應(yīng).

圖2 構(gòu)建呋喃并三元氧雜環(huán)

2 構(gòu)建四元氧雜環(huán)

Liu G等[13]構(gòu)建了環(huán)戊并四元氧雜環(huán)骨架，圖3為該反應(yīng)的機(jī)理.反應(yīng)的原料為鏈狀的酮酯衍生物，活化劑為對(duì)甲苯磺酰氯，親核促進(jìn)劑為4-二甲基氨基吡啶，溶劑為二氯甲烷，溫度為23 ℃，合成了多例環(huán)戊烷并四元內(nèi)酯衍生物.

圖3 構(gòu)建環(huán)戊并四元氧雜環(huán)

3 構(gòu)建五元氧雜環(huán)

Marques A S等[14]構(gòu)建了環(huán)戊烯并五元氧雜環(huán)骨架，圖4為該反應(yīng)的機(jī)理.該合成策略的原料為甲?；〈倪胚岷投┤?，催化劑為三氯化鐵，通過4π電環(huán)化和[3 + 2]環(huán)加成等過程，合成了四環(huán)稠合的環(huán)戊烯并呋喃并吲哚衍生物.

圖4 構(gòu)建環(huán)戊烯并五元氧雜環(huán)

Grimaldi T B等[15]構(gòu)建了環(huán)庚烯并五元氧雜環(huán)骨架，圖5為該反應(yīng)的機(jī)理.該反應(yīng)的促進(jìn)劑為叔丁醇鉀，原料為芳基炔醚，溶液為二甲基甲酰胺，溫度為60 ℃，通過分子內(nèi)的兩次環(huán)化，合成了環(huán)庚烯并呋喃衍生物.

圖5 構(gòu)建環(huán)庚烯并五元氧雜環(huán)

Shu W M等[16]在室溫條件下構(gòu)建了呋喃并五元氧雜環(huán)骨架，圖6為該反應(yīng)的機(jī)理.該合成方法從烯酮和丙二腈出發(fā)，在三乙胺催化下的甲醇溶液中反應(yīng)，通過交叉偶聯(lián)反應(yīng)和雙環(huán)化反應(yīng)，合成了呋喃并呋喃衍生物.

圖6 構(gòu)建呋喃并五元氧雜環(huán)

4 構(gòu)建六元氧雜環(huán)

Jiang H等[17]構(gòu)建了環(huán)戊烯并六元氧雜環(huán)骨架，圖7為該反應(yīng)的機(jī)理.該合成路徑的原料為芳基二炔，催化劑為三氟甲磺酸，反應(yīng)溫度為0 ℃～25 ℃，在乙腈溶液中合成了四環(huán)稠合的環(huán)戊烯并吡喃衍生物.

圖7 構(gòu)建環(huán)戊烯并六元氧雜環(huán)

Topczewski J J等[18]構(gòu)建了環(huán)己并六元氧雜環(huán)骨架，圖8為該反應(yīng)的機(jī)理.該反應(yīng)的原料為三元環(huán)氧烯醚衍生物，在三氟化硼乙醚作用下，合成了三環(huán)稠合的吡喃衍生物，拓展了單組分雙環(huán)化反應(yīng).

圖8 構(gòu)建環(huán)己并六元氧雜環(huán)

5 構(gòu)建七元氧雜環(huán)

Bouanou H等[19]構(gòu)建了氧雜環(huán)丁烷并七元氧雜環(huán)骨架，圖9為該反應(yīng)的機(jī)理.該反應(yīng)的原料為烯二醇，催化劑為四乙酸鉛，溫度為室溫，在二氯甲烷中反應(yīng)12-18 h，合成四元環(huán)醚并噁庚英衍生物.

圖9 構(gòu)建氧雜環(huán)丁烷并七元氧雜環(huán)

6 構(gòu)建八元氧雜環(huán)

Pan X等[20]構(gòu)建了苯并八元氧雜環(huán)骨架，圖10為該反應(yīng)的機(jī)理.該合成方法的原料為鄰溴芳基烯酮和鄰炔基苯酚，催化劑為醋酸鈀，通過兩組分雙環(huán)化反應(yīng)合成了苯并環(huán)氧辛英酮衍生物.

圖10 構(gòu)建苯并八元氧雜環(huán)

7 結(jié)論

本文敘述了雙環(huán)化反應(yīng)在構(gòu)建三元、四元、五元、六元、七元、八元氧雜環(huán)骨架中的應(yīng)用，合成了三元氧醚并呋喃、環(huán)戊烷并四元內(nèi)酯、呋喃并呋喃、環(huán)戊烯并吡喃、四元環(huán)醚并噁庚英、苯并環(huán)氧辛英酮等多樣的氧雜環(huán)化合物，既豐富了氧雜環(huán)化合物的種類，也為后續(xù)工作的開展提供了新思路.