β位二取代的α,β-不饱和羰基化物的一步合成
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翻译文献:
One-Pot Synthesis of Pf-Disubstituted a,「-Unsaturated
CarbonylCompounds
Masaharu Sugiura,* Yasuhiko Ashikari, and Makoto Nakajima
P位二取代的a, 0-不饱和羰基化物的一锅法合成
摘要：TiCl4催化酮的羟醛缩合反应从而一锅合成P，P-二取代的a, P-不饱和 携基化合物，其中酮为羟醛的受体，且在消除阶段会有钛氧基团从钛-羟醛配合 物上离去。在消除阶段使用添加剂（如二甲基甲酰胺、四甲基乙二胺和毗啶）是 很重要的。
正文：p，P-二取代的a，P-不饱和携基化合物是本身就是有用的化合物，并且 可作为在携基的P位上可以构建四取代或三取代的手性碳原子中心原料。各种各 样的天然产物可以通过具有这种官能团的化合物来合成。我们也报道了路易斯碱 催化的不对称共轭的P，P-二取代a，P-不饱和三氯烯酮。
酮的Horner-Wadsworth-Emmons组合反应和后续经Weinreb酰胺作用的转 化为烯酮是广泛用于制备环P，P-二取代的链状烯酮。酮的亚磺酰化/脱亚磺酰 化，有机金属试剂经加成为P-氨基烯酮，P-烷硫基烯酮或P-烷氧基烯酮，有机 金属试剂的共轭加成，三级炔丙醇或其乙酸酯，三烯丙基醇的氧化重排都被利用 了。最近，Donohoe和其同事报道了一个基于乙烯Weinreb酰胺的Mizoroki Heck 反应，该方法具有很有效的立体选择性。然而，这些先例都需要经过几个反应步 骤。
醇加成到的单酮上后脱水（羟醛缩合）可为合成P，P-二取代的a，P-不饱 和携基化合物提供一种简单的方法，而且能较容易获得原料；然而，这反应还尚 未进行了系统的研究，因为作为亲电试剂（醛醇受体）的酮的反应活性相对较低， 反应可逆性强，而且容易生成不必要的自身羟醛缩合产物或交叉羟醛缩合产物。 在很少的例子中，Tanabe和他的同事报道的非常有用的非对映选择性 TiCl4 / Bu3Nn催化两酮之间或苯基酯/苯基硫酯和酮之间的羟醛缩合反应。他们还报道 了通过羟醛缩合产物脱水合成相应的麝香酮和二氢茉莉酮。受他们的工作鼓舞， 我们设想通过对反应条件的优化直接从钛缩醛中间体上（无醛缩合产物分离）消 除了 Ti-O集团可能是可行的。在这里，我们报道一种通过在消除步骤使用添加 剂的P位二取代的a，供不饱和羰基化物的一步合成法。
表1
-7S ℃, 1 h
Entry additive (equiv) time (h) yield (%)fr E/Zc
1 none 20 IS 97:3
2 DMF(2.0) 20 58 96：4
3 □MF(5.0) 20 80 973
4 DMP (10) 20 74
5 NMP「(5.0) 21 19 97：3
6 DMPIT(5.0) 23 48 97:3
7 (1.0) 20 65 第二I
8 (LO) 20 48 973
9 (1.0) 20 39 97：3
10 TMEDA/ (1.0) 20 72 97:3
11 pyridine(3。) L5 63 87：13
12 pyridine(5.0) 5 S7 86：14
13 /j-picoline(50) 2 82 90：1O
14 2r6-]utidine 21 71 8842
首先，我们研究了以甲基异丙基酮为羟醛供体和以苯乙酮为羟醛受体的反应
（表1）。据Tanabe的实验步骤，我们稍微调整了底物和试剂用量。在78° C 下，在二氯甲烷中用TiCl4（1.1当量）和Bu3N（1.2当量）处理甲基异丙基酮（1 当量），再向其中加入苯乙酮（1当量）。30分钟后，通过TLC分析证实羟醛 缩合产物形成。如果反应在这一阶段终止，得到收率为96%的羟醛缩合产物。然 而，当温度上升到rt没有对消除阶段后处理，得到所需的烯酮的收率仅为18% （表1,序号1）。大量的苯乙酮的生成，这表明进行了反醛醇反应。我们认为， 是因为在钛羟醛中间体中钛原子与羰基中的氧原子强烈地结合在一起，以致钛烯 醇配合物的再生。为了切割这个配位键，我们在反应的消除阶段加入了作为钛的 配体的DMF。正如预期的那样，烯酮收率增加了（表1，2-序号4）； DMF（5 当量）为最好的结果。N-甲基毗咯烷酮（NMP）和N，N, -二甲基丙烯基脲（DMPU） 替代DMF效果不好（表1、序号5、6）。除了作钛的配体，DMF将有利于羰基 的a位上在消除步骤的去质子化。因此，叔胺作为检查用的添加剂。单胺类神经 递质是较为有效的（表1，序号7—9），而可以双配位配合钛的四甲基乙二胺
（TMEDA）取得了良好的收率（表1，序号10）。加大四甲基乙二胺（2当量） 的使用量，结果收率下降。接下来，对毗啶及其衍生物进行了研究（表1，序号
11T4）。不像脂肪胺，较高用量的（5当量）比较低用量的毗啶（3当量）具有
更高的收率（序号11、12）。虽然对E的选择性有所降低，但可以看到毗啶和 a-甲基毗啶显著提高了收率。因此，我们确定了 DMF，四甲基乙二胺和毗啶为 消除步骤有效的添加剂。还应指出的是，经自然沉淀或还吸附乙醚和正己烷钛残 余物可以通过硅藻土简单地过滤掉而无需进行水的后处理。经蒸发后，通过柱色 谱法在硅胶上直接纯化滤液。 Entry R】 R工 additive12 timt 3 yield (W E，7d
] Ph Ph D 20 45 98:2
2 Ph Ph pr 2 64 974
3 Ph Ph p 2 67 S7：13
4 .MOC典 Ph p 2 54 90:10
5 pClCiH4 Ph p 2 63 92:8
6C Ph p 2 87 92:8
7 Ph iPr D 24 45 86:14
8 Ph iPr pr ] 36 87:13
9 Ph f P「 p 2 73
10 £-Pr Ph D 7 19 954
]] £-Pr Ph T 20 38 954
12 c-Pr Ph P ] 77 89：11
13 工-Hex Ph D 20 73 97T
14 工-He工 Ph pr 20 72 97T
15 工-HLX Ph p ] 36 85:15
16 r Bu Ph D 20 38 98:2
17 r Bu Ph T 20 78 98:2
IS t Bn Ph P ] 87 86:14
19 t-Pr 产M⑷匚孙 D 4 70 >99：l
20 i-Pr p-MctK：6H4 T 18 62 98:2
2] i-Pr 『同⑷CM P ] 67 82:13
22 t-Pr *忆孙 D 20 38 9614
23 i-Pr 2匚出 T 20 71 9614
24 i-Pr 2匚孙 P ] 67 73:27
25 i-Pr t-Eu P 2 99 73:27
用这些添加剂来研究其他底物的一锅合成的反应（表2）。各种芳香族和脂
族酮的反应的耐受性。在大多数情况下，毗啶会有一个较短的反应时间和更高的
收率，不过其选择性比DMF或四甲基乙二胺低的。在大多数情况下，能看到添 加剂DMF和四甲基乙二胺有比较高的E / Z选择性（＞ 95:5）。当苯丙酮作为受 体与甲基异丙基酮进行羟醛缩合反应，经观察得到的E/Z选择性较低（反应1）。
反应1：
TMEDA(1.0 equiv.). 20 h: 86%R 56:44
pyridine (5.0 equiv.), 5 h: 78%t E/N=
54:46 1) TIC。Bu3N
CH2Clah -78 nC, 30 min Additive
■ 黄 对上述E/Z选择性观察的基础上，我们猜测此啶与DMF或在立体化学上有 着不同的的反应途径。为了验证这一猜测，我们进行了几个控制变量的实验（表 3）。首先，是TMEDA或毗啶，然后是E-酮或Z-酮（AR二p-ClC6H4，一步合 成
O O
人从M +正「火力
E Z
(Ar = p-CICgH^
entry £/Z (start) additive (equiv) time (h) E/Z (end)
] 弼。 TMEDA (1.0) 12 973
2 UJOO TMKDA (1.0) 12 973
3 98。 pyridine(5©) ] 98。
4 U：10D pyridine ] 3：97
5 0:100 HCl (].0)c ] 973
后用柱色谱分离）被添加到Bu3N TiCl4,二氯甲烷和水的混合物中。使用TMEDA 的情况下（表3,序号1、2），不考虑原烯酮的结构E / Z比变成97:3。然而， 使用毗啶的情况下（表3,序号3、4），E / Z几乎保持着原烯酮的比率。因此, E /
Z选择性在前一种情况下是热力学，在后者的情况下是动力学控制的。第二， 氯化氢可能是一步合成生成的副产物，也可能是异构化造成的（表3,序号5）， 这通过过量的毗啶（5当量）限制HCl的生成并防止异构化（平衡）。
反应2：Additive
TiCI4 (1.1
equiv.)
BU3N (1.2 equiv.)
H之_
CH2cH Ft
R = /-Pr
TMEDA(1Q equiv), 20 h; 18%k E1Z= 78:22
pyridine (5 0 明uM), 20 h: 97%, E/Z=
87:13
aq. MeNH2
methanol, U °G 2 h
methylcyclohexane
—78。0,5 h
EtZnl, cat. PdCI^PPh^
THRrt, 2h
一锅合成法也适用于制备P，供二取代a,供不饱和较酸衍生物（反应2）。
对S-硫代乙酸苯酯与苯乙酮在反应的消除步骤使用或毗啶得到所需的不饱和硫
酯，反应能收到良好的收率，对E式的选择性也好。反应中的酮换成甲基异丙
基酮，毗啶能获得比TMEDA更高的收率。此外，通过MeNH2,二异丁基铝氢 化物（DIBAL-H），和乙基锌/钯催化剂的分别处理，不饱和硫酯产品（100% E， 通过柱层析分离）可以转化为相应的N-甲基酰胺、乙醛或乙酮。应该指出的是， 这PhS人人h
日N= 100:0 DIBAL*H TMEDAfKO equivj, 18 h: 73%, E!Z= 89:11
pyridine (5 0 equiv.)r 5h: 85%, E/Z=91:9 TiCJ Hu §忖
CH2CI2I -78 dCh 30 min
