锌粉促进水相“一锅”合成1-苯基-3-丁烯-1-醇

严文君，王 丽，甘贤雪，李 娜

（宜宾学院 化学与化工学院，四川 宜宾 644007）

锌粉促进水相“一锅”合成1-苯基-3-丁烯-1-醇

严文君，王 丽，甘贤雪，李 娜

（宜宾学院 化学与化工学院，四川 宜宾 644007）

室温下，在水相中以Zn粉为媒介，苯甲醛和烯丙基溴为底物快速、高效地合成1-苯基-3-丁烯-1-醇。同时，也给出了可能的反应机理。

1-苯基-3-丁烯-1-醇；苯甲醛；烯丙基溴；水相

随着分子合成从结构研究向功能研究转变,我们必须不断研究找出有效的方法来获得各种所需的具有一定功能的分子[1]，1-苯基-3-丁烯-1-醇是重要的有机化工中间体，广泛应用于医药、农药、化妆品等工业。尤其是在医药方面，以该中间体为原料的医药品种有抗肿瘤药物、抗艾滋病药物、中枢神经系统抑制药物和抗增殖药物以及合成大环内酯、聚羟基类天然产物、聚醚抗生素，等等[2-4]。利用烯丙基有机金属试剂对羰基化合物的加成反应是制备1-苯基-3-丁烯-1-醇的一个极其重要的反应[5,6]，然而它们的反应条件极为苛刻，必须在严格的无水无氧条件下进行，使用大量的有机溶剂，而且制备烯丙基的Grignard试剂中常伴随着大量的烯丙基偶联产物，所以用烯丙基的Grignard试剂来合成1-苯基-3-丁烯-1-醇并不理想[7]。学者们对金属烯丙基与羰基化合物的反应作了很多改进。Souppe等[8]报道了用二碘化钐与烯丙基溴(碘)制得三价有机钐，再与醛、酮反应，合成1-苯基-3-丁烯-1-醇。Clayden等[9]研究了烯丙基硼在二碘化钐作用下与醛、酮反应，生成相应的1-苯基-3-丁烯-1-醇，等等，但这些反应无一不是在大量的有毒溶剂下进行。近年来国际上崛起的水相金属有机化学研究新领域，突破了传统的金属有机反应必须在无水无氧条件下进行的禁区，开发了一些能在温和条件下进行的水相或水——有机相金属有机反应。这些反应的特点是：不必处理易燃的无水溶剂，可以免去某些官能团的保护及去保护的步骤，水溶性化合物，如碳水化合物等能直接进行反应。另外，水相或水——有机相金属有机反应还具有立体选择性高，反应速率快和产率高等优点。锌作为最早被发现可以参与水相反应的金属，能够在水相中较稳定存在，活泼性也比较强。虽然它参与的反应通常有少量副反应发生，但它的价格比较便宜，基本上没有毒性，是一种较好的烯丙基化反应参与试剂。然而在纯水相中利用活化的金属锌促进1-苯基-3-丁烯-1-醇的合成尚未见报道。

本文以苯甲醛和烯丙基溴为原料在Zn粉促进下水相中“一锅”合成出了1-苯基-3-丁烯-1-醇。该反应操作简便、条件温和、产物易处理、产率高、符合绿色环保要求，是合成1-苯基-3-丁烯-1-醇的可行方法，具有一定的实用价值。其合成反应如图1所示。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

红外光谱仪为Alpha Centauri FI-IR型仪器；核磁共振谱用Bruker公司 Mercury-Plus 400MHz型核磁共振仪测定，以氘代氯仿作为溶剂，TMS为内标；质谱用QP-1000A GC-MS测定，EI源；熔点测定用显微熔点测定仪测定，温度计未校正；实验中所用苯甲醛、烯丙基溴为Alfa Aesar试剂；锌粉按文献[10]方法活化；其他均为国产A.R.级试剂。

图1

1.2 1-苯基-3-丁烯-1-醇的合成

在三颈瓶中加入5 mL H2O和0.26 g（4 mmol）锌粉，0.37g（3.5 mmol）苯甲醛，0.54g（4.5 mmol）烯丙基溴，室温下搅拌8 h，反应结束后反应瓶中加入饱和的氯化铵溶液，搅拌10分钟。分出有机相，水相再用乙醚萃取，合并的有机相用MgSO4干燥后，旋转蒸发得粗产品。将粗产品进行柱层析 （硅胶，200目～300目；V石油醚 :V乙酸乙酯＝15:1）分离得到纯品。

1.3 产物1-苯基-3-丁烯-1-醇的光谱数据

1-Phenylbut-3-en-1-ol:Oil,IR(υ/cm-1):3372,3073,2916,1641,1493,1446,1041,999,916,757,700;1H NMR(400 MHz,CDCl3):δ=7.36-7.25(m,5H),5.86-5.75(m,1H),5.18-5.12(m,2H),4.73(q,J=5.6 Hz,1H).2.55-2.47(m,2H),2.16(s,1H);13C NMR(100 MHz,CDCl3):δ=143.8,134.4,128.3,127.5,125.7,118.4,73.2,43.8;EIMS(m/z,%):148(M+,0.3),131(3.0),107(100.0),91(2.8),79(88.6),77(54.8),51(22.9),39(43.5).

通过对照产物的IR、1H NMR、13C NMR谱、MS数据和谱图，与1-苯基-3-丁烯-1-醇标准谱图[11]完全一致。

2 结果与讨论

2.1 反应条件的选择

我们考察Zn粉促进下，苯甲醛和烯丙基溴在不同的溶剂、不同的金属、不同的反应时间、不同的反应温度、不同的原料配比对“一锅”合成1-苯基-3-丁烯-1-醇的影响，并对反应条件进行了优化，反应结果见表1和表2。

表 1 “一锅”合成1-苯基-3-丁烯-1-醇条件的优化

从表1中可以看出，金属在该反应中起着促进作用，对反应产物1-苯基-3-丁烯-1-醇产率的影响很大，在该反应中，选择多种常见金属，实验发现铝粉起不到催化的作用，并且同等反应条件下锌粉的促进能力最强，产率最高，其后依次为铅、镁、锡。另外，我们也对反应时间进行了优化，在金属锌促进下，反应时间为8 h时，产率最高，反应时间再延长，反应产率略有降低，发生副反应产物增多。表2列出了苯甲醛和烯丙基溴的用量对产率的影响。在反应中，随着烯丙基溴用量的增大，1-苯基-3-丁烯-1-醇产率提高，但超过一定量后，由于副反应发生，副产物的增加，使得产率降低。实验表明：n(苯甲醛):n（烯丙基溴）＝1:1.3时，1-苯基-3-丁烯-1-醇的产率为82.3%。

表 2 n(苯甲醛):n（烯丙基溴）对产率的影响

另外，反应温度对该反应也有着显著的影响，在n(苯甲醛):n （烯丙基溴）:n （Zn）=1:1.3:1.2 加热条件下，反应8 h，产物1-苯基-3-丁烯-1-醇产率为 68.5%，室温搅拌时产率为82.3%，可见当反应温度升高时产率反而会降低。

2.2 反应机理

李朝军[12]曾经在 1998年的时候提出了一个单电子转移的反应机理，在金属镁的表面上，烯丙基溴芳香醛都转化为相应的自由基负离子分别与芳香醛以及烯丙基溴反应生成目标产物。这种金属插入碳卤键中间的反应机理在水相中只适用于 B，In，Si，Sn，Ge，Pb 等过渡金属[13]。本实验中采用金属Zn作为反应底物，基本上也能实现金属插入反应，所以认为该机理适合本反应。另外，通过实验发现，锌的活性中等，能够平稳促进反应，并能够得到很令人满意的产率。

图2

3 结语

本文从环境友好的角度出发，研究了纯水做溶剂下锌粉促进高产率“一锅”合成1-苯基-3-丁烯-1-醇，为有用中间体1-苯基-3-丁烯-1-醇的合成提供了一种有效合成方法。我们的方法反应时间短、产率高、条件温和、不使用有机溶剂，操作简单易行，它符合“绿色化学”的基本要求，为力求从根本上消除溶剂污染、保护环境提供了绿色有机合成的方法。

[1](a)Arya,P．;Chou,D．T．;Beak,M．G．Diversity－Based Organic Synthesis in the Era of Genomics and Proteomics[J]．Angew．Chem．,Int．Ed．2001（40）339～346．(b)Schreiber,S．L．Target－oriented and diversity－oriented organic synthesis in drug discovery[J]．Science 2000（287）：1964～1969．

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[13]谭翔晖，赵晖，侯永泉，等．各种金属参与的水相Barbier－Type 反应 [J]．有机化学,2004（24）:987～1003．

One-pot synthesis of 1-phenylbut-3-en-1-ol by Zinc Mediated in aqueous media

YAN WenJun,WANG Li,Gan XianXue,LI Na
(YiBin College of Chemistry and Chemical Engineering,YiBin Sichuan 644007,China)

A rapid and efficient procedure for the preparation of 1-phenylbut-3-en-1-ol have been achieved at room temperature by zinc-mediated in aqueous media.Based on our experimental results this paper proposes the general reaction mechanism.

1-phenylbut-3-en-1-ol;benzyl aldehyde;allyl bromide;aqueous media

O69

A

1674－5787（2010）02－0149－03

2010-03-06

本课题得到宜宾学院院级青年基金项目（编号：2008QJ33、2008QJ30）支持。

严文君，男，山西朔州人，硕士研究生，助教，主要从事高分子固载催化剂的不对称合成、金属有机合成以及精细有机合成方面的研究；王丽，女，四川宜宾人，硕士研究生，讲师，主要从事化学、生物传感器及有机合成方面的研究；甘贤雪，男，四川宜宾人，硕士研究生，副教授，主要从事有机合成、化学传感器方面的研究；李娜，女，山西太原人，硕士研究生，讲师，主要从事电分析化学、生物传感器及有机合成方面的研究。

责任编辑 李 燕