苯乙炔基硼酸酯与对醌甲基化合物的炔基化反应*

蒲 凡，何 龙

(西华师范大学化学化工学院，四川 南充 637000)

邻羟基苯基取代的对醌甲基化物广泛用于有机合成，是一种廉价易得小分子化合物。在Lewis或Bronsted酸催化下，p-QMS基序由于其对各种亲核分子的迈克尔受体性质而受到广泛的关注[1]。然而在方法学研究中，很少发现p-QMS与炔基硼酸酯化合物的反应。我们查阅相关文献发现，近年来对炔基化反应研究做了大量工作[2-3]，过渡金属催化的对炔基化反应得到发展。基于此，我们希望温和条件下，实现无金属催化剂参与苯乙炔硼酸酯与对醌甲基化合物的反应。

2014年，上海有机所陈逸云课题组[4]报道了可见光诱导的去硼酸炔基化反应，它是氧化还原中性的炔基化反应，可与伯、仲和叔烷基三氟硼酸盐或硼酸一起生成芳基、烷基和甲硅烷基取代的炔烃。该反应具有高度的化学选择性，在含有烯烃、炔、醛、酮、酯、腈、叠氮化物、芳基卤化物、烷基卤化物的底物反应都表现良好。通过发光猝灭、自由基捕获、开-关光和13C同位素标记实验研究了这种新型 C(sp3)-C(sp) 键偶联反应的机制。该反应可在中性水溶液条件下进行，与氨基酸、核苷、寡糖、核酸、蛋白质和细胞裂解物均相容。2018年鲁贵课题组[5]建立了一种有机催化1，6-芳基硼酸与对苯二酚甲酯(p-QMS)加成手性三芳基甲烷的方法。以邻羟基取代基为导向基团的 p-QMs对远程立体控制是必不可少的，在BINOL催化剂存在下，可获得高收率的手性三芳基甲烷，具有优异的对映选择性(99% ee)。南开大学黄有课题组[6]以对醌甲基化物(p-QMs)和α取代烯丙酸盐为原料，开发了一种新的膦系列催化多米诺1，6加成/环化反应。含乙炔基取代全碳季铵盐中心的四氢喹啉衍生物，产率达97%，dr为20:1。江苏大学石枫课题组[7]利用邻-羟基苯基取代的对醌甲基化物与炔酮或苯炔的[4+2]反应，建立了对醌甲基化物衍生物与炔烃的首次环化，该反应高效地构建了苯并吡喃和氧杂蒽的骨架，产率高达 88%。该策略不仅完成了开发对醌甲基衍生物环化反应的任务，而且为构建色烯和呫吨支架提供了一种有效的方法。日本京都大学Maruoka课题组[8]通过烷基化或烯丙基取代N-伯克亚胺的烷基化或烯丙基化反应，研究了一种高效合成α-炔基或α-烯丙基取代NBoc-丙基胺的方法。这种策略依赖于BF3-原位生成炔基亚胺，然后与相应的苯乙炔硼酸酯进行炔化或烯丙基化。

1 实 验

1.1 试剂与仪器

盐酸、水杨醛、哌啶、硼酸三异丙酯、正丁基锂溶液、苯乙炔、2,6-二叔丁基苯酚，醋酸酐，乙醚，二氯甲烷，四氢呋喃;

旋转蒸发仪，磁力搅拌器，低温反应槽，BioTOFQ高分辨质谱仪,Bruker-400型核磁共振仪，电热恒温水浴锅。

1.2 苯乙炔硼酸酯化合物的制备

两个100 mL 洁净的圆底烧瓶，用酒精灯烘烤并抽干，维持真空下冷却，置换氩气2次并充入氩气，烧瓶a加入苯乙炔(2.2 mL，1.0 eq.)向反应装置中加入无水乙醚后将体系冷却至-78 ℃，然后小心加入n-Buli (8 mL)，反应1 h.在烧瓶b加入硼酸三异丙酯(4.2 mL)及无水乙醚将体系冷却至-78 ℃；接着将烧瓶a液体缓慢滴加烧瓶b，转移到室温反应2 h。-78 ℃条件下加入2 M盐酸的乙醚溶液，室温反应1 h，用硅藻土过滤悬浮液，减压蒸馏得到苯乙炔硼酸二异丙酯。

1.3 反应过程

取25 mL干净的反应试管，加入p-QMs(31 mg)后进行氩气保护。向反应装置中加入二氯甲烷(1 mL)用作溶剂、加入苯乙炔硼酸酯(3 equiv)后，将体系在40 ℃的油浴锅内反应2～4 h，TLC监测反应进行情况，待原料完全消失后，将反应物品转移至圆底烧瓶中浓缩，将所得粗产品分离纯化，最终得到黄色固体，产率75%。1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.39～7.38 (s, 2H), 7.36～7.19 (m, 8H), 6.67～6.65 (d,J=6.18),5.51(s, 1H), 5.22 (s, 1H), 5.13 (s, 1H), 1.35 (s,18H). HRMS (ESI) m/z calcd for C29H32O2[M+H]+: 413.5810，found: 413.5814。

2 结果与讨论

2.1 条件优化

我们知道温度是影响化学反应的重要因素，随着温度的升高，我们发现反应时间缩短，产率也随之变化，实验结果如表1。溶剂也是影响化学反应的重要因素之一，我们考察了不同溶剂对这一反应的影响。

表1 反应条件的筛选Table 1 Screening of reaction conditions

由表1数据可以看出，使用二氯甲烷做溶剂考察了温度对反应的影响，当温度为30 ℃时，产率达到75%；分别使用二氯乙烷、四氢呋喃做溶剂时，产率仅为53%和61%，DMF作溶剂时反应不能发生，我们选择二氯甲烷作反应溶剂。通过考察温度、溶剂对反应的影响，我们最终确定最优反应条件为：0.1 mmol p-QMs，0.3 mmol 苯基硼酸异丙酯，1 mL二氯甲烷为反应溶剂，30 ℃为反应温度，反应时间为2～4 h。

2.2 底物的扩展

在最优反应条件下，我们进行了反应底物拓展，考察不同取代基的底物p-QMs与苯基硼酸异丙酯加成反应的普适性，实验结果如表2所示。

表2 底物的拓展Table 2 Substrate expansion

由表2数据可以看出，无论芳香环上的基团是吸电子基团还是供电子基团，都能得到p-QMs与苯基硼酸酯的加成产物。

2 结 论

本文实现了温和条件下，无金属催化剂参与苯乙炔硼酸酯与对醌甲基化合物的炔基化反应，并对反应的普适性进行了考察，创造性的合成了具有重要合成价值的含两个酚羟基的叔碳中心苯乙炔类小分子化合物，以高达75%的产率得到炔基化产物。