无溶剂NH2SO3H催化下微波促进四氢吡喃-4-酮与芳香醛的Aldol缩合反应*

薛蒙伟，张敦林，刘光祥，李 健

(南京晓庄学院生物化工与环境工程学院，江苏 南京 211171)

3，5-二亚苄基四氢吡喃-4-酮及其衍生物是用于制备一类杂环化合物的前体，在医药工业研究方面有广泛的应用，其合成方法一直是研究热点［1］。传统方法是在强碱性条件下，通过芳醛与环酮之间的Aldol缩合反应，但因伴随着Cannizzaro反应而使产率下降［2］。为此，近年有不少改进方法报道，如在常规加热条件下以 Ba(OH)2［3］，MgBr2·OEt2和 Et3N［4］，LiClO4-TMSNEt2［5］等作催化剂促进反应，但这些方法都存在反应时间长、收率低等缺陷。Madhusdana Reddy［6］等以二氯甲烷作溶剂，碘为催化剂，室温下合成一系列3，5-二亚苄基四氢吡喃-4-酮化合物。该方法提高了收率，但所用试剂相对较多，反应时间较长，对环境不友好。

氨基磺酸(NH2SO3H)是一种中等酸性的固体酸，不挥发、不吸潮，与传统的Lewis酸(AlCl3，FeCl3等)相比是一种环境友好的催化剂［7］。

微波作为一种高频电磁波，能促进许多化学反应，具有反应速度快、副反应少、产率高、产品易纯化等优点，还能节约能源，实现原子经济性合成和生态友好绿色合成等特点，因此，微波辐射在有机合成中的应用越来越引起人们的广泛关注［8，9］。本文以 NH2SO3H 为催化剂，芳香醛(1a～1h)与四氢吡喃-4-酮为原料，在无溶剂微波辐射下合成了一系列3，5-二亚苄基四氢吡喃-4-酮化合物(2a～2h)，收率72%～92%，其结构经1H NMR，IR，MS和元素分析确证。并对反应条件进行了优化。

Scheme 1

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

X-4型显微熔点仪(温度未校正);Bruker DRX 300MHz型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标);Nicolet 5700型傅立叶红外光谱仪(KBr压片);Finnigan-MAT 4510型质谱仪;Vario EL型元素分析仪;格兰仕T120型(750 W)家用微波炉(经改造后接回流装置，输出功率可调，频率2 450 WHz)。

所用试剂均为分析纯。

1.22的合成(以2a为例)

在反应瓶中依次加入苯甲醛(1a)1.272 g(12 mmol)，四氢吡喃-4-酮 0.55 mL(6 mmol)和NH2SO3H 0.23 g(2.4 mmol)，搅拌至均匀，置于微波炉中，于300 W辐射3 min(TLC监测)。冷却至室温，加蒸馏水15 mL，剧烈搅拌10 min后静置，抽滤，滤饼依次用水和少量乙醇洗涤，干燥后用乙醇重结晶得2a。

按类似方法合成2b～2h。

2a:淡黄色固体，产率72%，m.p.185℃～186 ℃;1H NMR δ:4.93(s，4H，CH2)，7.25～7.43(m，10H，ArH)，7.57(s，2H，CH=);IR ν:3 054，2 960，1 666，1 611，1 581，1 266，838 cm-1;MS m/z:276{［M+H］+};Anal.calcd for C19H16O2:C 82.59，H 5.81;found C 82.61，H 5.80。

2b:淡黄色固体，产率91%，m.p.175℃～176 ℃;1H NMR δ:3.74(s，6H，OCH3)，4.83(s，4H，CH2)，6.82～7.20(m，8H，ArH)，7.63(s，2H，CH=);IR ν:3 068，2 952，2 828，1 662，1 600，1 510，1 255，1 024，831 cm-1;MS m/z:336{［M+H］+};Anal.calcd for C21H20O4:C 67.63，H 5.97;found C 67.86，H 5.95。

2c:黄色固体，产率78%，m.p.167℃～169℃;1H NMR δ:4.95(s，4H，CH2)，7.45～7.26(m，8H，ArH)，7.67(s，2H，CH=);IR ν:3 018，2 953，1 661，1 610，1 585，1 266，827 cm-1;MS m/z:345{［M+H］+};Anal.calcd for C19H14O2Cl2:C 66.25，H 3.98;found C 66.09，H 4.06。

2d(辐射2 min):淡黄色固体，产率84%，m.p.230 ℃;1H NMR δ:4.90(s，4H，CH2)，5.02(s，2H，OH)，6.70～7.15(m，8H，ArH)，7.60(s，2H，CH=);IR ν:3 062，2 830，1 658，1 596，1 506，1 193，1 106，836 cm-1;MS m/z:308{［M+H］+};Anal.calcd for C19H16O4:C 74.17，H 5.11;found C 74.03，H 5.19。

2e(辐射4 min):黄色固体，产率 81%，m.p.194 ℃～196 ℃;1H NMR δ:3.75(s，6H，OCH3)，4.85(s，4H，CH2)，6.80～ 7.19(m，8H，ArH)，7.87(s，2H，CH=);IR ν:3 075，2 925，2 852，1 669，1 590，1 513，1 213，1 166，1 024 cm-1;MS m/z:368{［M+H］+};Anal.calcd for C21H20O6:C 68.35，H 5.58;found C 68.48，H 5.43。

2f(微波辐射4 min):淡黄色固体，产率92%，m.p.240 ℃;1H NMR δ:4.96(s，4H，CH2)，7.60～8.05(m，8H，ArH)，7.70(s，2H，CH=);IR ν:3 010，2 846，1 680，1 597，1 515，1 104，852，619 cm-1;MS m/z:366{［M+H］+};Anal.calcd for C19H14N2O6:C 62.61，H 3.85，N 7.39;found C 62.30，H 3.83，N 7.65。

2g:黄色固体，产率85%，m.p.177℃～178℃;1H NMR δ:4.25(s，4H，CH2)，7.56～7.37(m，8H，ArH)，7.69(s，2H，CH=);IR ν:3 015，2 947，1 659，1 607，1 583，1 253，825 cm-1;MS m/z:434{［M+H］+};Anal.calcd for C19H14O2Br2:C 52.32，H 3.56;found C 52.53，H 3.23。

2h:淡黄色固体，产率79%，m.p.205℃～206 ℃;1H NMR δ:2.38(s，6H，CH3)，4.15(s，4H，CH2)，7.56～7.68(m，8H，ArH)，7.70(s，2H，CH=);IR ν:3 054，2 962，1 670，1 619，1 587，1 269，841 cm-1;MS m/z:304{［M+H］+};Anal.calcd for C21H20O2:C 82.70，H 6.71;found C 82.89，H 6.58。

2 结果与讨论

对无溶剂NH2SO3H催化下微波促进四氢吡喃-4-酮与芳香醛的Aldol缩合反应进行优化研究。以四氢吡喃-4-酮和1a反应为例，考察反应条件对2a收率的影响。

2.1 催化剂NH2SO3H用量

反应条件同1.2，考察催化剂同量对2a收率的影响，结果见表 1。从表 1可见，催化剂NH2SO3H用量为40 mol%时，2a收率最高(71%);随着催化剂用量的增加，收率反而降低。

表1 催化剂用量对2a收率的影响*Table 1 Effect of catalyst amount on the yield of 2a

2.2 微波辐射功率

NH2SO3H 40 mol%，其余反应条件同1.2，考察微波辐射功率对2a收率的影响，结果见表2。

表2 微波辐射功率对2a收率的影响*Table 2 Effect of microwave power on the yield of 2a

从表2可见，辐射功率为300 W时，2a收率最大(72%)。随着辐射功率提高，收率反而降低，甚至有炭化现象。

以上结果表明，微波辐射下合成2a的最佳反应条件为:1 12 mmol，催化剂NH2SO3H用量为40 mol%，微波辐射功率为300 W。

与传统合成方法相比，无溶剂微波辐射法不仅能得到较高的Aldol缩合反应产率，还能大大缩短反应时间，操作也较简便。并且NH2SO3H是一种固体酸，价廉易得，后处理容易。因此，在NH2SO3H催化下，无溶剂微波辐射Aldol缩合反应是环境友好的合成方法，符合绿色化学的要求，为3，5-二亚苄基四氢吡喃-4-酮衍生物的合成提供了新的简便易行且有效的方法。

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