兩種新型丁二炔衍生物的合成*

陳北華，張　振，張燈青，李賢英，向蕓頡，金武松(1.東華大學a.化學化工與生物工程學院; b.環境科學與工程學院，上海　201620)

?

兩種新型丁二炔衍生物的合成*

陳北華1a，張振1a，張燈青1a，李賢英1b，向蕓頡1a，金武松1a
(1.東華大學a.化學化工與生物工程學院; b.環境科學與工程學院，上海201620)

摘要:以3，5-二溴-1-{ 3-(十二烷氧基)-2-［(十二烷氧基)甲基］丙氧基}苯和2-甲基-3-丁炔-2-醇為原料，經選擇性Sonogashira偶聯反應，Sonogashira偶聯反應和去硅保護基反應制得中間體——3-乙炔基-5-(3-甲基-3-羥基)-丁炔基-1-(3-十二烷氧基)-2-{［(十二烷氧基)甲基］丙氧基}苯(6); 6經改良的Glaser偶聯反應(CuI為催化劑，Et3N為溶劑)合成了一個新型的丁二炔衍生物(1)。6與2，2'-［(2，5-二碘-1，4-亞苯基)雙(氧基)］雙(四氫-2H-吡喃)經Sonogashira偶聯，脫THP保護基和改良的Glaser偶聯反應合成了一個新型的丁二炔衍生物(2)。中間體，1和2的結構經1H NMR，13C NMR和MALDI-TOF-MS表征。

關鍵詞:丁二炔衍生物; Sonogashira偶聯反應;改良Glaser偶聯反應;合成

18818233161@163.com

通信聯系人:金武松，教授，博士生導師，Tel.021-67792391，E-mail:wsjin@ dhu.edu.cn

二炔化合物作為構建分子的萬能模塊［1］而受到人們廣泛的關注。丁二炔可作為許多官能團的等價物［2－3］，其結構廣泛存在于天然產物、抗真菌藥物［4］中。最近它又成為納米有機分子材料合成中的核心官能團［5］;此外丁二炔類化合物也廣泛應用于納米科學［6］、分子轉子［7］、液晶［8－11］、抗病毒活性研究［12］等領域，有廣泛的研究價值和意義。

Scheme 1

在有機合成中，C－C的建立一直是最重要的模塊也是難點之一。目前多采用金屬有機試劑，丁二炔的合成采用sp-C間的連接，為形成此鍵，化學工作者嘗試了多種方法［2，5，13－15］。但所用試劑多為重金屬鈀、鈷催化劑、乙腈等價格昂貴、毒性大。且反應大多需要幾種輔助試劑，反應成本高，操作繁瑣，后處理復雜的同時也給環境帶來了污染。

本文以3，5-二溴-1-{ 3-(十二烷氧基)-2-［(十二烷氧基)甲基］丙氧基}苯(3)和2-甲基-3-丁炔-2-醇為原料，經選擇性Sonogashira偶聯反應，Sonogashira偶聯反應和去硅保護基反應制得中間體——3-乙炔基-5-(3-甲基-3-羥基)-丁炔基-1-(3-十二烷氧基)-2-{［(十二烷氧基)甲基］丙氧基}苯(6); 6經改良的Glaser偶聯反應(CuI為催化劑，Et3N為溶劑)合成了一個新型的丁二炔衍生物(1)。6與2，2'-［(2，5-二碘-1，4-亞苯基)雙(氧基)］雙(四氫-2H-吡喃)(7)經Sonogashira偶聯，脫THP保護基和改良的Glaser偶聯反應合成了一個新型的丁二炔衍生物(2)(Scheme 1)。中間體，1和2的結構經1H NMR，13C NMR和MALDI-TOF-MS表征。

1　實驗部分

1.1儀器與試劑

Bruker AV 400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標); AB Sciex 4800型基質輔助激光電離飛行時間質譜(MALDI-TOF-MS)。

所用試劑均為分析純。

1.2合成

(1)4的合成

在反應瓶中加入3 14.3 g(21.15 mmol)，二(三苯基膦)二氯化鈀99 mg和CuI 27.0 mg，氬氣保護下抽換氣3次;加入無水Et3N 120 mL，冷凍除氧3次。攪拌下用微量注射器注入2-甲基-3-丁炔-2-醇0.4 mL(4.23 mmol)，于60℃(浴溫)反應12 h。旋蒸除去Et3N，剩余物用CH2Cl2(3× 50 mL)萃取，合并有機相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經硅膠層析柱(洗脫劑:二氯甲烷)純化得白色液體4 2.5 g，產率89%;1H NMR δ:7.14(s，1H)，7.04(s，1H)，6.90(s，1H)，4.02(d，J=5.7 Hz，2H)，3.52(dd，J=5.8 Hz，1.6 Hz，4H)，3.42(t，J=6.6 Hz，4H)，2.36(p，J=5.9 Hz，1H)，1.61(s，7H)，1.28(d，J=10.7 Hz，43H)，0.90(t，J=6.6 Hz，6H);13C NMR δ:159.50，126.68，125.09，122.34，118.45，116.44，94.76，80.72，77.36，77.04，76.73，71.42，68.65，66.70，65.44，53.38，40.01，31.94，31.39，29.69，29.66，29.65，29.50，29.37，26.19，22.70，14.12; MALDI-TOF-MS m/z:Calcd for C39H67O4BrNa{［M + Na］+}702.43，found 702.57。

(2)5的合成

在反應瓶中加入4 1.209 g(1.78 mmol)，二(三苯基膦)二氯化鈀62.5 mg和CuI 16.9 mg，氬氣保護下抽換氣3次;加入無水Et3N 80 mL，冷凍除氧3次。用注射器注入三甲基硅乙炔(TMSA)1.4 g(13.84 mmol)，于60℃(浴溫)反應24 h。旋蒸除去Et3N，剩余物用CH2Cl2(3×50 mL)萃取，合并有機相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經硅膠層析柱［洗脫劑:A=V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=10∶1］純化得淡黃色液體5 1.1 g，產率89%;1H NMR δ:7.15(d，J=6.4 Hz，1H)，7.06(s，1H)，6.98(s，1H)，6.93(d，J=11.3 Hz，1H)，4.02(d，J=4.4 Hz，3H)，3.53(d，J=5.7 Hz，5H)，3.44～3.41(m，4H)，2.36(q，J=5.9 Hz，1H)，1.57(s，6H)，1.27(s，51H)，0.90(t，J=6.8 Hz，9H)，0.26(s，9H);13C NMR(101 MHz，下同)δ:158.77，152.14，147.07，139.27，127.14，124.54，123.90，120.36，119.11，117.83，115.16，114.08，97.23，93.96，86.20，81.45，68.73，66.56，65.58，61.75，40.07，34.94，33.66，31.94，31.45，30.26，29.69，29.45，29.42，28.82，26.19，25.33，22.71，18.36，14.14; MALDI-TOF-MS m/z:Calcd for C44H76O4SiNa{［M + Na］+}719.55，found 719.68。

(3)6的合成

在反應瓶中加入5 1.116 g(1.64 mmol)，氟化四丁基銨(TBAF)1.72 mg，氬氣保護下抽換氣3次;加入無水THF 40 mL，冷凍除氧3次，于室溫反應12 h。用注射器注入飽和氯化銨溶液50 mL，攪拌5 min。用石油醚(3×50 mL)萃取，合并有機相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經硅膠層析柱(洗脫劑:A=10∶1)純化得淡黃色液體6 0.95 g，產率92%(直接投入下步反應)。1H NMR δ:7.15(s，1H)，7.03(d，J=20.7 Hz，1H)，6.95(d，J=25.7 Hz，1H)，4.03(dd，J=5.7Hz，2.6 Hz，2H)，3.54(d，J=6.0 Hz，5H)，3.42(t，J=6.6 Hz，5H)，3.06(s，1H)，2.36(q，J=9.9 Hz，7.3 Hz，4.9 Hz，1H)，1.56(q，J=6.9 Hz，8H)，1.27(s，45H)，0.90(t，J=6.7 Hz，8H); MALDI-TOF-MS m/z:Calcd for C41H68O4Na{［M + Na］+} 647.51，found 647.53。

(4)1的合成

在反應瓶中加入6 202.2 mg(0.324 mmol)和CuI 3 mg，攪拌下加入無水Et3N 50 mL，于60℃(浴溫)反應48 h(TLC監測)。旋蒸除去Et3N，剩余物用二氯甲烷(3×50 mL)萃取，合并有機相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經硅膠層析(洗脫劑:A=5∶1)純化得淡黃色固體1 150 mg，產率74%;1H NMR δ:7.17(s，2H，a-H)，7.01(d，J=10.9 Hz，4H，b，c-H)，4.04(s，4H，d-H)，3.54(dd，J=6.3 Hz，2.8 Hz，8H，f-H)，3.42(td，J=6.8 Hz，3.0 Hz，8H，OCH2)，2.37(d，J=5.7 Hz，2.5 Hz，2H，e-H)，1.63(d，J=3.1 Hz，12H，h-H)，1.40～1.19(m，95H，CH2)，0.90(td，J=6.6 Hz，2.8 Hz，12H，CH3in R);13C NMR δ:158.76，128.02，124.15，122.75，119.05，118.49，94.38，81.08，80.80，73.95，71.42，68.68，66.61，65.53，40.05，31.93，31.41，29.69，29.65，29.50，29.37，26.19，22.69，14.12; MALDI-TOF-MS m/z:Calcd for C82H134O8Na{［M + Na］+}1 270.97，found 1 270.22。

(5)8的合成

在反應瓶中加入6 638.7 mg(1.022 mmol)，7 254.3 mg(0.48 mmol)，二(三苯基膦)二氯化鈀26.9 mg及CuI 7.3 mg，氬氣保護下抽換氣3次;加入無水Et3N 50 mL，冷凍除氧3次;于60℃(浴溫)反應48 h。旋蒸除Et3N，剩余物用CH2Cl2(3×50 mL)萃取，合并有機相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經硅膠層析(洗脫劑:A=5:1)純化得淡黃色液體8 500 mg，產率66.7%;1H NMR δ:7.27(s，2H)，7.21～7.17(m，3H)，7.03(dd，J=2.4 Hz，1.3 Hz，2H)，6.97(dd，J=2.5 Hz，1.4 Hz，2H)，5.53(p，J=3.3 Hz，2.6 Hz，2H)，4.08～4.04(m，4H)，3.55(d，J=6.0 Hz，9H)，3.44(d，J=6.7 Hz，8H);13C NMR δ:158.77，152.14，147.07，139.27，127.14，124.54，123.90，120.36，119.11，117.83，115.16，114.08，97.23，93.96，86.20，81.45，68.73，66.56，65.58， 61.75，40.07，34.99，34.52，34.24，33.65，33.61，31.94，31.45，30.26，29.69，29.45，29.42，28.82，26.19，25.33，22.71，18.36，14.14; MALDI-TOF-MS m/z:Calcd for C98H154O12{［M－2THP］+} 1 355.03，found 1 355.04。

(6)9的合成

在反應瓶中加入8 200 mg(0.136 mmol)和NaOH 27.2 mg(5 eq.)，氬氣保護下抽換氣3次;加入無水甲苯50 mL，冷凍除氧3次;回流(120 ℃)反應過夜(TLC監測)。用二氯甲烷(3×50 mL)萃取，合并有機相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經硅膠層析(洗脫劑:A=8∶1)純化得無色液體9 97 mg，產率50.2%; MALDI-TOF-MS m/z:Calcd forC95H148O11K{［M + K］+} 1 504.05，found 1 504.04。

(7)2的合成

在反應瓶中加入9 203.4 mg(0.144 mmol)和CuI 3 mg，攪拌下加入無水Et3N 50 mL，于60℃(浴溫)反應48 h(TLC監測)。旋蒸除Et3N，剩余物用CH2Cl2(3×50 mL)萃取，合并有機相，用無水硫酸鎂干燥;旋蒸除溶后經硅膠柱層析(洗脫劑:A=5∶1)純化得淡黃色油狀固體2 107.8 mg，產率53%;1H NMR δ:7.57(d，J=8.6 Hz，4H，m-H)，7.23～7.07(m，8H，i，k，o，p-H)，7.01(d，J=25.6 Hz，4H，j，n-H)，5.54(s，4H，f-H)，4.09～4.04(m，9H in THP)，3.69(d，J=11.3 Hz，5H in THP)，3.56(d，J=6.0 Hz，16H，d-H)，3.44(td，J=6.5 Hz，2.9 Hz，16H，OCH2)，2.39(q，J=13.2 Hz，7.3 Hz，6.8 Hz，4H，e-H)，2.23～1.68(m，32H in THP)，1.65(s，12H，v-H)，1.29(d，J=13.6 Hz，235H，CH2)，0.91(d，J=6.5 Hz，24H，CH3in R);13C NMR δ:158.81，152.17，147.07，139.26，127.77，12.14，124.90，124.53，124.46，123.98，123.91，97.38，97.23，86.58，86.19，81.44，80.94，73.99，71.44，68.72，66.57，65.57，61.76，40.09，34.88，34.53，33.84，31.95，31.45，30.34，30.20，29.69，29.52，29.38，29.18，28.97，18.37，14.14; MALDI-TOF-MS m/z:Calcd for C190H294O22Na{［M－4THP +Na］+}2 618.93，found 2 620.38。

2　結果討論

4的合成是一個選擇性的Sonogashira偶聯反應，PdCl2(PPh3)2和CuI作為共催化劑，Et3N既作堿又作溶劑，同時也是縛酸劑，通過探索控制n(3)∶n(2-甲基-3-丁炔-2-醇)=5，于60℃反應12 h，可以得到高產率(89%)的單取代產物。

在9的合成中，NaOH需在研缽中研成粉末，通過探索控制NaOH的用量為5當量時，可以得到脫去一個保護基的產物。因為9在空氣中不太穩定，故MS檢測后直接投入下一步反應。

在1和2的合成中，本文以CuI為催化劑，這種方法不僅適合簡單類丁二炔的合成也適合結構更復雜的丁二炔化合物的合成。該方法催化劑廉價易得、反應條件溫和、過程簡單易操作，產率也較高。

3　結論

本文通過簡單的有機化學反應，成功地合成了兩種新型的丁二炔類，為丁二炔類化合物的合成與物性研究提供了新的素材。

該方法具有反應條件溫和、原料廉價易得、操作和后處理簡單等優點，對合成丁二炔衍生物具有一定的參考價值。

參考文獻

［1］Hunstman V D.The Chemistry of the Carbon-Carbon Triple Bond［M］.London:Wiley-Interscience，1978.

［2］Valenti E，Pericas M A，Sarratosa F.1，4-Dialkoxy-1，3-but adiynes［J］.J Am Chem Soc，1990，112:7405－7406.

［3］Siemsen P，Livingston R C，Diederich F.Acetylenic coupling:A powerful tool in molecular construction ［J］.Angew Chem Int Ed，2000，39:2632－2657.

［4］Stts A.A new class of active substances in antifungal chemotherapy［J］.Angew Chem Int Ed Engl，1987，26:320－328.

［5］Xu Z，Kaha M，Walker K L，et al.Phenylacetylene dendrimers by the divergent，convergent，and doublestage convergent methods［J］.J Am Chem Soc，1994，116:4537－4550.

［6］Michl J，Sykes E C H.Molecular rotors and motors:Recent advances and future challenges［J］.ACS Nano，2009，3:1042－1048.

［7］Kottas G S，Clarke L I，Horinek D，et al.Artificial molecular rotors［J］.Chem Rev，2005，105:1281－1376.

［8］Wu S T，Meng H B，Dalton L R.Diphenyl-diacetylene liquid crystals for electro-optic application［J］.J Appl Phys，1991，70:3013－3017.

［9］Wu S T，Margerum J D，Meng H B，et al.Room-temperature diphenyl-diacetylene liquid crystals［J］.Appl Phys Lett，1992，61:630－632.

［10］Wu S T，Neubert M E，Keast S S，et al.Wide nematic range alkenyl diphenyldiacetylene liquid crystals［J］.Appl Phys Lett，2000，77:957－959.

［11］Beristain M F，Ogawa T，Gomez S G，et al.Polymerization of diphenylbutadiyne by gammarays irradiation in the molten state［J］.Mol Cryst Liq Cryst，2010，521:237－245.

［12］Sari O，Roy V，Balzarini J，et al.Synthesis and antiviral evaluation of C5-substituted-(1，3-diyne)-2'-deoxyuridines［J］.Eur J Med Chem，2012，53:220－228.

［13］Nishihara Y，Kegashira K，Hirabayashi K，et al.Coupling reactions of alkynylsilanes mediated by a Cu(I)salt:Novel syntheses of conjugate diynes and disubstituted ethynes［J］.J Org Chem，2000，65:1780－1787.

［14］Damle S D，Seomoon D，Lee P H.Palladium-catalyzed homocoupling reaction of 1-iodoalkynes:A simple and efficient synthesis of symmetrical 1，3-diynes ［J］.J Org Chem，2003，68:7085－7087.

［15］Krafft M E，Hirosawa C，Dalal N.Cobalt-catalyzed homocoupling of terminal alkynes:Synthesis of 1，3-diynes［J］.Tetrahedron Lett，2001，42:7733－7736.

·快遞論文·

Synthesis of Two Novel Diacetylene Derivatives

CHEN Bei-hua1a，ZHANG Zhen1a，ZHANG Deng-qing1a，LI Xian-ying1b，XIANG Yun-jie1a，JIN Wu-song1a
(a.College of Chemistry，Chemical Engineering and Biotechnology; b.School of
Environmental Science and Engineering，1.Donghua University，Shanghai 201620，China)

Abstract:A novel diacetylene derivative(1)was synthesized by improved Glaser-coupling reaction(CuI as catalyst and Et3N as solvent)of 3-ethynyl-5-(3-methyl-3-hydroxyl)-butynyl-1-(3-dodecyloxy)-2-{［(dodecyloxy)methyl］propoxy} benzene(6)，which was obtained by selective Sonogashira reaction，Sonogashira-coupling reaction and deprotection from 3，5-dibromo-1-{ 3-(dodecyloxy)-2-［(dodecyloxyyl)methyl］propoxy} benzene and 2-methyl-3-butyn-2-ol.A novel diacetylene derivative(2)was synthesized by Sonogashira reaction，THP deprotection reaction and improved Glaser-coupling reaction from 6 and 2，2'-［(2，5-diiodo-1，4-phenylene)bis(oxy)］bis(tetrahydro-2H-pyran).Structures of intermediate，1 and 2 were characterized by1H NMR，13C NMR and MALDI-TOF-MS.

Keywords:diacetylene derivative; selective Sonogashira reaction; improved Glaser-coupling reaction; synthesis

作者簡介:陳北華(1987－)，男，漢族，江西吉安人，碩士研究生，主要從事功能有機分子的合成與物性研究。E-mail:

基金項目:國家自然科學基金資助項目(21172035，21302018)

收稿日期:2014-12-26;

修訂日期:2015-08-16

DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005－1511.2015.12.1130 *

文獻標識碼:A

中圖分類號:O623.124; O621.3