多取代呋喃合成最新研究进展

2022-01-20刘素文

山西化工 2021年6期

刘素文

(赤峰工业职业技术学院，内蒙古赤峰 024000)

多取代呋喃在天然药物和产物中广泛存在，是有重要意义的有机合成反应砌块以及高分子材料构建的基础骨架。因此，对多取代呋喃合成方法进行探究是有关部门以及工作人员的研究热点。本文对近年来多取代呋喃合成方法的综述。

1 二取代呋喃合成综述

尚振鹏[1]从芳炔开始，在 CuO负荷于Fe3O4的不均匀催化剂及t-BuOK的作用下，进行芳炔反应。1,3-二炔中间体(Eq.1)经循环使用催化剂后，将KOH/H2O/DMSO加入到反应体系中。设置反应温度在77 ℃～83 ℃，反应时间为3 d。将1,3-二炔中间体转化成2,5二芳基取代的呋喃，若原料芳炔上，含有4-甲基或4-三氟甲基的苯环取代基，反应产率可达90%以上，但苯环上有取代基存在，在相同条件下，反应产率明显降低(50%)，脂肪炔无法完成反应。具体见反应式(1)。

Haut FranzLucas[2]在研究发现, 在Morita-Baylis-Hillman反应中以炔醛和丙烯酸甲酯为底物得到的产物。在 Pd (PPh3)4催化作用下，该中间体以1,3-迁移异构化、脱酰基和异构化环合为步骤，在温和室温条件下经 AcO基团反应，芳炔吸电子、供电子基团；基本不会影响反应活性，均可达到80%以上的收率，若 R为烯基或烷基，可达到64%～72%的收率。

Zhong De等[3]将炔丙基叔醇、乙醛酸乙酯、仲胺三组分反应，以铜催化，2,5,5-四取代二氢呋喃(Scheme 2)，在温和条件下为2,2-二取代呋喃。将炔丙基仲醇(R2=H)作为底物的情况下，将其放入CH3I-Cs2CO3-MeCN体系中，设置温度为77 ℃～83 ℃，芳构化实现，以生成季铵盐、消除反应为主。同时，也可转化成2,5-二取代呋喃，产品可达到50%～65%的分离率。

2 三取代呋喃合成研究

Matthias Dobesch等[4]研究(a)N-二甲基甲酰胺(DMF)，它是由α-亚甲基酮和a、 p两种不饱和酸组成，以CuCl-Cu (OAc)2·H2O为催化剂，通过脱羧环异构化反应，制备2,3,5-三取代呋喃(Scheme3)化合物。这一合成方法适用于大多数底物通用性较好的情况。但是，当R3作为含电子的烷氧基团，或作为t-Bu、2-萘基或2-噻吩基的大位阻取代基团时，产物的收率会显著降低(与40%相比)。以水合乙酸铜为催化剂，经2,3,5-三取代呋喃的脱羧环化反应，发现在该条件下，加水对反应有重要影响。本文所述合成方法不仅合成原料易得，催化剂价格便宜，操作简单，而且不需进行特殊的惰性气体保护。黄忠杰[5]在 Au催化活化作用下，以1,4-二炔-3-醇作为基本原料，利用Au催化、活化的方式，获取Au-卡宾-ɑ-酮中间体A，经过1,2炔基迁移，异构成1,3-二酮的中间体B，最终经过环化，形成2,5-二取代呋喃-3-甲醛。对 R=n-Bu，其收率可达63%。

3 四取代呋喃

陈小兵[6]在研究中提出，目前临床中关于串联环化合成多取代呋喃的报道较多。比较重要的研究方向依然是在相对温和的环境中，采用串联环化的方式合成多取代呋喃。对非过渡金属催化合成过程中，多取代呋喃属于过渡金属催化剂。通过对该催化剂的分析，可明确其成本相对较高，有较大的金属残留。碘催化反应生成率偏高，可以克服过渡金属反应的缺点，结合不同底物能合成不同取代呋喃化合物。张文生、许文静等[7]用 a、β-不饱和酮和1,3-二羰基化合物为底物，在MnO2的催化下，用自由基加成和C-O偶联得到含3,4-二酰基的四取代呋喃(Eq.10)。安振宇[8]对由三丁基膦生成的环化反应展开分析，环化反应包括芳香醛、丙炔酸酯、酰氯四组分等反应。最终生成四取代呋喃(Eq.13)。一般来说，芳香醛包括两种，一种为芳香酰氯；另一种为脂肪醛。在最佳条件下，可得到预期产物。不过，相同条件环境中的脂肪醛无法完全反应，需要将丙炔酸酯作为原料。在此基础上，生成2,3,5,-三取代的呋喃。

4 苯并呋喃的合成

王新颖[9]采用Pd-催化环化加偶联反应可生成多取代苯并呋喃(Eq.16)类化合物，其中，Pd-催化环化加偶联反应是以酚和内炔为原料。当烷基芳基-烷基混合内炔参与反应时，内炔的两个取代基同时是芳基，并且产物具有高度的区域选择性，主要得到的产物是芳基取代基在呋喃环α-位的产物。

犹霞[10]在微波促进下，选择了合理的原料，包括三种，其一为端基芳炔，其二为芳基碘，其三为邻碘代酚。利用微波、Pd催化，形成三种组分的共同反应。在最短时间内，可高效率地转化为2,3-取代的苯并呋喃化合物(Eq.18)。在反应效率方面，酚环上取代基电子效应的影响并不大。如果芳炔底物中存在腈基等强吸电子基团，环合反应就不能发生，在相同条件下，脂肪族端基炔也不能产生相应的呋喃。