己内酰胺铑催化合成双-1，3-二羰基化合物 *

赵建平，夏热帕提·吐孙，刘 波

(1.中国科学院新疆理化技术研究所，新疆乌鲁木齐 830011;2.新疆工程学院，新疆 乌鲁木齐 830091)

己内酰胺铑［Rh2(cap)4］是一种典型的二价酰胺铑(Ⅱ)配合物。Rh2(cap)4/TBHP(叔丁基过氧化氢)体系主要用于催化氧化，如:苄位氧化［1］、烯丙位氧化［2－4］、炔丙位氧化［5］、酚的氧化［6］、伯胺的氧化［6］、仲胺的氧化［7］、氧化曼尼希加成［8］等反应。

Scheme 1

基于Rh2(cap)4在催化氧化方面的杰出表现，本课题组尝试了用Rh2(cap)4/TBHP体系来对醇进行催化氧化。试验中发现:甲醇在Rh2(cap)4/TBHP体系作用下，可以被氧化成甲醛;加入捕捉试剂1，3-二羰基化合物，则可以发生1，3-二羰基化合物与甲醛的缩合反应，生成含有桥连亚甲基的双-1，3-二羰基化合物［9－10］。双-1，3-二羰基化合物可以用来合成一系列吡唑类衍生物和 1，4-二氢吡啶类衍生物［11］。

本文报道以Rh2(cap)4为催化剂，TBHP为氧化剂，在二异丙基乙(DIPEA)中，甲醇被氧化成甲醛后与1，3-二羰基化合物(1a～1j)经缩合反应合成了一系列双-1，3-二羰基化合物(2a～2j，其中2i和2j为新化合物)(Scheme 1)，其结构经1H NMR，13C NMR和HR-ESI-MS表征。并对反应条件进行了优化。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Varian Inova-400 MHz型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标);MicrOTOF-Q II型高分辨质谱仪。

1a～1j按文献［11］方法制备;70%TBHP 溶液，Alfa;Rh2(cap)4，纯度 99.99%，Alfa;硅胶，青岛海洋化工有限公司;其余所用试剂均分析纯，其中石油醚(60℃ ～90℃)用前经常压蒸馏纯化。

1.2 2a～2j的合成(以2a为例)

在圆底烧瓶中依次加入Rh2(cap)46 mg(0.01 mmol)，苯甲酰乙酸甲酯(1a)142.4 mg(0.8 mmol)，甲醇 40 mL，DIPEA 168 uL(0.96 mmol)及70%TBHP 溶液 440 uL(2.4 mmol)，搅拌下于室温反应2 h(TLC跟踪，碱性高锰酸钾溶液显色)。加入5%NaHSO315 mL～20 mL中和过量的TBHP，搅拌15 min后用二氯甲烷(3×30 mL)萃取，合并有机相，用无水MgSO4干燥，旋干后经硅胶柱层析［洗脱剂:V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=10∶1］纯化得白色固体2a。

用类似的方法合成白色固体2b～2j。

2a:1H NMR δ:8.05(d，J=8.4 Hz，4H)，7.59 ～ 7.53(m，2H)，7.51 ～ 7.46(m，4H)，4.68(t，J=7.3 Hz，1H)，4.57(t，J=7.3 Hz，1H)，3.75(s，3H)，3.64(s，3H)，2.78 ～2.54(m，2H);13C NMR δ:195.2，194.8，170.2，170.0，135.9，135.4，133.8，128.8，128.7，128.6，52.5，51.2，50.9，28.2，27.7。

2b:1H NMR δ:8.04(d，J=8.0 Hz，4H)，7.60 ～ 7.57(m，2H)，7.51 ～ 7.44(m，4H)，4.62(t，J=7.3 Hz，1H)，4.54(t，J=7.3 Hz，1H)，4.24 ～4.21(m，2H)，4.20 ～4.06(m，2H)，2.78 ～2.54(m，2H)，1.21(t，J=7.1 Hz，3H)，1.10(t，J=7.1 Hz，3H);13C NMR δ:195.3，195.0，169.8，169.4，136.0，135.6，133.9，129.0，128.9，61.8，61.7，51.7，51.5，28.3，27.8，14.1，14.0。

2c:1H NMR δ:7.85(d，J=8.2 Hz，4H)，7.21 ～7.16(m，4H)，4.53(t，J=7.3 Hz，1H)，4.45(t，J=7.3 Hz，1H)，3.65(s，3H)，3.54(s，3H)，2.67 ～2.43(m，2H)，2.34(s，3H)，2.31(s，3H);13C NMR δ:194.8，194.4，170.4，170.1，145.0，133.4，133.0，129.7，129.6，129.2，129.1，52.7，51.4，51.1，28.6，28.0，21.8。

2d:1H NMR δ:8.05 ～8.03(m，4H)，6.98 ～6.92(m，4H)，4.60(t，J=7.1 Hz，1H)，4.51(t，J=7.1 Hz，1H)，3.88(s，3H)，3.86(s，3H)，3.74(s，3H)，3.63(s，3H)，2.74 ～ 2.50(m，2H);13C NMR δ:193.8，193.3，170.6，170.1，164.3，131.5，131.4，128.9，128.4，114.2，55.7，55.6，52.7，51.2，50.9，28.8，28.2。

2e:1H NMR δ:8.05 ～8.04(m，4H)，7.58 ～7.45(m，4H)，4.66(t，J=7.3 Hz，1H)，4.57(t，J=7.3 Hz，1H)，3.74(s，3H)，3.63(s，3H)，2.78 ～2.54(m，2H);13C NMR δ:194.0，193.6，170.1，169.6，140.8，140.7，134.2，133.7，130.5，130.4，129.4，52.9，51.3，51.1，28.3，27.7。

2f:1H NMR δ:7.92 ～7.90(m，4H)，7.66 ～7.62(m，4H)，4.59(t，J=7.2 Hz，1H)，4.50(t，J=7.2 Hz，1H)，3.74(s，3H)，3.64(s，3H)，2.75 ～2.46(m，2H);13C NMR δ:194.2，193.7，170.0，169.5，134.5，134.1，132.3，130.5，130.4，129.5，129.4，52.9，51.2，51.0，28.2，27.6。

2g:1H NMR δ:13.14(s，0.2H)，8.62 ～8.58(m，1H)，8.04 ～ 7.85(m，6H)，7.64 ～7.40(m，7H)，4.73(q，J=7.2 Hz，2H)，3.82(s，0.7H)，3.70(s，2.8H)，3.61(s，2.3H)，2.94 ～2.72(m，2H);13C NMR δ:198.2，198.0，173.5，172.7，170.1，170.0，169.7，134.7，134.1，134.0，133.8，133.7，133.1，130.6，130.5，130.4，130.3，130.1，128.9，128.6，128.5，128.4，128.1，127.6，127.1，126.8，126.7，126.6，126.4，125.8，125.7，125.1，124.5，124.4，124.2，54.1，54.0，52.8，52.7，52.2，28.7，28.1，26.4。

2h:1H NMR δ:8.62(d，J=8.0 Hz，2H)，8.13～ 8.10(m，1H)，8.04 ～ 8.02(m，2H)，7.95～ 7.91(m，2H)，7.89 ～ 7.87(m，3H)，7.64 ～7.57(m，4H)，4.85(t，J=7.2 Hz，1H)，4.79(t，J=7.2 Hz，1H)，3.79(s，3H)，3.65(s，3H)，2.93 ～ 2.70(m，2H);13C NMR δ:195.2，194.8，170.4，170.1，136.1，136.0，133.2，132.8，132.7，132.6，131.4，131.3，130.1，130.0，129.2，129.1，128.9，128.8，127.8，127.1，127.0，124.2，124.1，52.9，52.8，51.5，51.3，28.8，28.2。

2i:1H NMR δ:7.76 ～7.72(m，2H)，7.48 ～7.41(m，2H)，7.01 ～6.87(m，4H)，4.56 ～4.50(m，2H)，3.82(s，3H)，3.75(s，3H)，3.64(s，3H)，3.61(s，3H)，2.66 ～ 2.49(m，2H);13C NMR δ:196.0，170.6，158.6，134.4，131.2，126.8，126.7，120.9，111.7，111.6，55.8，55.7，55.3，52.2，27.5，27.4;HR-ESI-MS m/z:Calcd for C23H24O8{［M+Na］+}451.135 7，found 451.136 3。

2j:1H NMR δ:8.13 ～8.07(m，4H)，7.20 ～7.13(m 4H)，4.62(t，J=7.2 Hz，1H)，4.52(t，J=7.2 Hz，1H)，3.75(s，4H)，3.64(s，2H)，2.75 ～2.50(m，2H);13C NMR δ:193.7，193.2，170.2，169.7，167.7，165.1，132.3，132.0，131.9，131.8，131.7，116.3，116.1，52.9，51.3，51.1，28.4，27.8;HR-ESI-MS m/z:Calcd for C21H18O6F2［M+Na］+}427.090 6，found 427.096 4。

2 结果与讨论

2.1 反应条件优化

以合成2a为模型反应，对反应条件进行优化。1a 0.8 mmol，于 25 ℃ 反应，考察 Rh2(cap)4，DIPEA，TBHP及MeOH用量对2a收率的影响，结果见表1。由表1可见，不同的碱、催化剂，氧化剂及溶剂用量均对反应有影响。减少催化剂用量，产率有所下降(No.1和No.2);使用有机碱 DIPEA时，效果明显比使用无机碱要好(No.1，No.3和No.4)。减少氧化剂用量，产率有轻微下降，但是时间延长了(No.6 和 No.7)。

合成2a的最佳反应条件为:1a 1.0 mmol，Rh2(cap)41.0 mol%，TBHP 3.0 mmol，DIPEA 1.2 mmol，于室温反应2 h，收率83%。

2.2 底物扩展

在最佳反应条件下对底物进行了扩展，结果见Scheme 1。从Scheme 1中可以看出:不论苯环上连接吸电子取代基或者给电子取代基，对反应的产率没有明显的影响。

3 结论

报道了一种在Rh2(cap)4/TBHP催化体系作用下，甲醇被氧化成甲醛后与 1，3-二羰基化合物发生缩合，制备双-1，3-二羰基化合物的新方法。对反应条件进行了优化，得到中等良好的收率，为合成各种不同取代的双-1，3-二羰基化合物提供了新的途径。

表1 反应条件优化*Table 1 Reaction condition optimization

该方法反应条件温和、操作简单，并扩展了Rh2(cap)4/TBHP催化体系在有机合成中的应用。该方法是首例己内酰胺铑对甲醇的催化氧化反应，而且生成的甲醛可以用1，3-二羰基化合物进行捕捉。

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