α-二酮的铟促水相烯丙基化研究*

马丽锋，陈韶蕊，李丽娟，张 静，马吉海

(1.河北化工医药职业技术学院，河北 石家庄 050026;2.河北科技大学 理学院，河北石家庄 050018)

1991年Li［1］首先报道了金属铟引发的卤丙烯与醛及酮在水相中的烯丙基化反应。自此，科学家们对金属铟参与的水相烯丙基化反应进行了大量的研究［2～8］。水相烯丙基化反应适应当前绿色化学的发展趋势，用水作溶剂资源丰富、廉价易得、操作简便安全、不易燃、不易爆、不污染环境，有明显的实用意义［9］。

本课题组曾利用新的方法合成了一系列α-二酮［10，11］，并利用其进行了水相烯丙基化反应，得到了一系列α-二酮的水相单烯丙基化产物［12］和双烯丙基化产物［13］。本文在文献［10～13］方法的基础上，利用6，7-十二烷二酮(1)与3-碘-2-碘甲基-1-丙烯(2)的铟促水相烯丙基化反应合成了新型的单烯丙基化产物［7-羟基-7-(2-碘甲基-烯丙基)-十二烷-6-酮(3)］和双烯丙基化产物［4-亚甲基-1，2-二戊基-1，2-环戊二醇(4)］;1，2-环烷基二酮(5a～5c)与2的水相烯丙基化反应合成了新型的单烯丙基化产物2-羟基-2-(2-碘甲基-烯丙基)-环烷酮(6a～6c)和新型的双烯丙基化产物2-羟基-2-［2-(1-羟基-2-羰基-环癸基甲基)-烯丙基］-环癸酮(7b)和 2-羟基-2-［2-(1-羟基-2-羰基-环十二基甲基)-烯丙基］-环十二烷酮(7c)(Scheme 1)，其结构经1H NMR，IR和HR-MS表征。

Scheme 1

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

X4型数字显示熔点仪(温度未校正);ZF-2型三用紫外仪;AV 400型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标);BIO-RAD-FTS-135型傅立叶红外光谱仪(KBr压片)。

1和5a～5c按文献［10］方法制备;其余所用试剂均为化学纯。

1.2 合成

在反应瓶中依次加入1 1.0 g(5.1 mmol)，2 1.57 g(5.1 mmol)，铟粉 1.76 g(15.3 mmol)，混合溶剂［V(THF)∶V(H2O)=4 ∶1］40 mL及AlCl3·6H2O 1.98 g(8.2 mmol)，搅拌下于室温避光反应搅拌3 d;于40℃反应9 d。用1 mol·L-1硫酸氢钾调 pH至2～3，用三氯甲烷(3×60 mL)萃取，合并萃取液，用无水硫酸镁干燥，旋蒸除溶得粗品1.23 g，经硅胶柱层析［洗脱剂:A=V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=1 ∶10］纯化得3 0.45 g 和4 0.37 g。

以5a～5c替代1，用类似的方法合成6a～6c，7b 和7c。

3:淡黄色液体，收率 23.4%;1H NMR δ:4.83(s，1H)，4.69(s，1H)，3.88(s，1H)，2.54(m，1H)，2.45(s，2H)，2.40 ～2.30(m，1H)，1.72(s，2H)，1.72 ～1.56(m，4H)，1.32 ～1.29(m，10H)，0.90 ～ 0.85(t，6H);IR ν:3 464(OH)，3 079(C -H)，1 637(C=C)，1 705(C=O)cm-1;HR-MSm/z:Calcd for C16H30O2I{［M+H］+}381.129 1，found 381.129 8。

4:白色固体，收率 29.1%;1H NMR δ:4.95(s，2H)，2.67(d，J=15.0 Hz，2.0 Hz，2H)，2.34(d，J=17.3 Hz，2H)，1.71(m，2H)，1.52 ～1.46(m，10H)，1.43(s，2H)，1.30 ～1.23(m，4H)，0.97(t，6H);IR ν:3 465(OH)，3 072(C -H)，1 658(C=C)cm-1;HR-MSm/z:Calcd for C16H31O2{［M+H］+}255.232 4，found 255.233 2。

6a:淡黄色液体，收率 45.7%;1H NMR δ:4.83(s，1H)，4.66(s，1H)，4.10(s，1H)，2.97(m，1H)，2.44(d，1H)，2.41(d，1H)，2.30 ～2.20(m，1H)，2.10 ～ 2.02(m，1H)，1.93 ～1.89(m，2H)，1.74(m，2H)，1.60 ～1.10(m，9H);IR ν:3 471(OH)，3 077(C - H)，1 644(C=C)，1 699(C=O)cm-1;HR-MSm/z:Calcd for C13H22O2I{［M+H］+}337.066 5，found 337.067 0。

6b:无色液体，收率 35.9%;1H NMR δ:4.83(s，1H)，4.68(s，1H)，4.10(s，1H)，3.16(m，1H)，2.39(m，2H)，2.22 ～1.77(m，3H)，1.76(s，2H)，1.67 ～ 1.27(m，12H);IR ν:3 475(OH)，3 077(C-H)，1 647(C=C)，1 707(C=O)cm-1;HR-MSm/z:Calcd for C14H24O2I{［M+H］+}351.082 1，found 351.081 2。

6c:无色液体，收率 26.1%;1H NMR δ:4.82(s，1H)，4.70(s，1H)，3.97(s，1H)，2.47(s，2H)，2.21(s，2H)，1.79(m，2H)，1.72(s，2H)，1.48 ～1.22(m，16H);IR ν:3 476(OH)，3 074(C -H)，1 644(C=C)，1 703(C=O)cm-1;HR-MSm/z:Calcd.for C16H28O2I{［M+H］+}379.113 4，found 379.114 1。

7b:无色黏状胶体，收率32.9%;1H NMR δ:5.01(s，2H)，4.97(s，2H)，4.44(s，4H)，3.20 ～3.10(m，4H)，2.66 ～ 2.50(m，8H)，2.30 ～2.00(m，12H)，1.70 ～1.60(m，8H)，1.60 ～1.30(m，40H);IR ν:3 443(OH)，3 075(C -H)，1 636(C=C)，1 701(C=O)cm-1;HR-MSm/z:Calcd for C24H41O4{［M+H］+}393.300 5，found 393.301 2。

7c:白色固体，收率 39.3%;1H NMR δ:4.90(s，2H)，4.21(s，2H)，2.94 ～ 2.88(m，2H)，2.46 ～ 2.40(m，4H)，2.30 ～ 2.22(m，2H)，2.07 ～ 2.05(m，2H)，1.74 ～ 1.69(m，4H)，1.54 ～ 1.45(m，2H)，1.40 ～ 0.80(m，26H)，0.75 ～0.60(m，2H);IR ν:3438(OH)，3 083(C -H)，1 634(C=C)，1 700(C=O)cm-1;HR-MSm/z:Calcd for C28H49O4{［M+H］+}449.363 1，found 449.364 1。

2 结果与讨论

2.1 2对反应的影响

实验中，我们多次采用1或5与3-氯-2-氯甲基-1-丙烯反应，但反应不发生。可能的原因是由于3-氯-2-氯甲基-1-丙烯的活性太低。实验结果发现，1或5与3-溴-2-溴甲基-1-丙烯只得到单烯丙基化产物;1或5与2发生反应，可以得到单烯丙基化产物和双烯丙基化产物。

2.2 反应条件优化

(1)溶剂

1 5.1 mmol，2 5.1 mmol，其余反应条件同1.2，考察反应溶剂［溶剂 A:V(甲醇)∶V(0.1 mol·L-1HCl)=1 ∶4)，溶剂 B:V(THF)∶V(H2O)=4 ∶1)，溶剂 C:V(THF)∶V(H2O)=9∶1)及纯水］对反应的影响。TLC检测发现:在溶剂B中反应速度较快，且只有两个主要产物(3和4)生成;在溶剂C中反应速度最快，但产物复杂，副反应较多;采用溶剂A或纯水做溶剂则反应速度较慢。

较佳的反应溶剂为溶剂 B，即V(THF)∶V(H2O)=4 ∶1。

(2)催化剂

以V(THF)∶V(H2O)=4∶1为溶剂，其余反应条件同1.2，考察催化剂对烯丙基化反应的影响，结果见表1。由表1可见，AlCl3·6H2O的催化活性最佳，反应所需时间最短。

表1 催化剂对烯丙基化反应的影响*Table 1 Effect of catalyst on allylation

(3)反应温度

以V(THF)∶V(H2O)=4 ∶1为溶剂，AlCl3·6H2O为催化剂，其余反应条件同1.2，考察反应温度对烯丙基化反应的影响，结果见表2。从表2可见，单烯丙基化产物(6c)在室温下产率最高，随温度的上升产率不断下降;双烯丙基化产物(7c)在40℃产率最高，在室温和70℃时均有所下降。

表2 反应温度对烯丙基化反应的影响*Table 2 Effect of reaction temperature on allylation

综上所述，最佳的烯丙基化反应条件为:以V(THF)∶V(H2O)=4 ∶1为溶剂，AlCl3·6H2O 为催化剂，单烯丙基化产物于室温反应12 h，双烯丙基化产物于40℃反应12 h。

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