鐵催化鄰苯碳醌與炔烴的苯環化反應

肖曄林（江西環境工程職業學院，江西 贛州 341000）

Diels-Alder反應是構建六元環的首選方法。反應特點是結果可預測、立體選擇性好、原子經濟性高等。鄰苯碳醌（o-QDM）是一類高度不穩定的活性中間體，作為特殊的順式二烯被廣泛應用于Diels-Alder反應中，用于構建苯并六元環骨架。

本論文系統地研究了2-（2-乙氧基）芳甲醛與炔烴在FeCl3催化作用下的反應。在FeCl3作用下，反應物2-（2-乙氧基）芳甲醛烯醇化得到中間體鄰苯碳醌。同時，炔烴捕捉中間體[4+2]環加成D-A反應生成萘衍生物。該反應的反應條件溫和、底物適應性廣、原子經濟性高、產物選擇性好。

Diels-Alder反應，簡稱D-A反應，是Diels和Alder于1928年報道發現的。D-A反應是合成六元環化物的一個有效和快捷的途徑。D-A反應是含有不飽和鍵的親雙烯體與共軛二烯結構的順式雙烯體,以[4+2]加成的方式得到環狀的烯烴。D-A反應在有機化學合成反應中有著重要的地位----形成碳碳鍵，在現代有機合成中也是常見的反應。

鄰苯碳醌（o-QDM）是在一定的反應條件下反應的過程中原位形成得到的特殊的順式的雙烯體。本論文研究了FeCl3催化形成o-QDM的方法，然后與親雙烯體反應物發生D-A反應環化得到苯并六元環結構產物。

D-A反應所使用的催化劑的范圍很廣，包括酶、無機小分子（二氟化芳基硼、碘化物、金屬的氯化物、三氟化硼的乙醚溶液）、有機大分子（三氟甲磺酸鹽，烷基金屬化合物）。勃朗斯特酸和路易斯酸是常用的催化劑。

1 反應的探索

本論文是在FeCl3催化作用下,一系列炔烴類化合物與o-QDM前體2-(2-乙氧基）苯甲醛發生D-A反應環化形成萘衍生物。高效、環境友好和簡便是該反應的最大特色。

以2-(2-苯乙氧基)苯甲醛和苯乙炔為基礎反應物，室溫（25oC）下以DCE作為溶劑在FeCl3（5 mol%）的催化作用下反應20分鐘生成2-苯基萘產物，產率為98%，其中，鄰2-(2-苯基乙氧基)苯甲醛：苯乙炔=1：1.1（mol）。

緊接著，對該反應適應性的探索也有序地進行了底物的拓展。

底物拓展是以2-(2-乙氧基)苯甲醛化合物與炔烴為底物。當2-(2-乙氧基)苯甲醛化合物中的基團R1為對甲基苯基、苯基、正己基和對氯苯基時，與苯乙炔反應，得到共同的主要產物2-苯基萘，產率分別為98%、98%、94%和84%。

一些基團取代在2-(2-乙氧基)中苯環上時，如給電子的甲氧基、甲基，吸電子的氟、三氟甲基的苯甲醛與苯乙炔反應，都能得到相應的萘化合物，產率分別為77%、80%、99%、60%。

2 機理討論

綜合文獻報道的理論知識，對FeCl3催化下的2-(2-乙氧基)苯甲醛與炔烴反應的可能機理有了大膽且合理的推測。

首先，在路易斯酸FeCl3的催化下底物轉化異構為二烯醇，也即三氯化鐵催化2-(2-乙氧基)苯甲醛得到o-QDM，緊接著發生分子內的親核進攻，羥基作為親核源進攻被活化的羰基碳原子形成苯并吡喃雙烯體，與此同時雙烯體與親核炔烴反應物通過[4+2]加成得到苯并的五元六元環化合物，最后，分子內電子轉移脫去一分子的酸就得到萘衍生物。

3 結語

論文得到了一種高效且原子經濟型的合成萘衍生物的實驗方法。第一，2-（2-乙氧基）苯甲醛在催化作用下生成o-QDM，然后與炔烴發生加成反應，快速實現萘衍生物的合成。該反應的催化劑FeCl3是很環保且廉價的，反應條件溫和，底物適用性好。此外，炔溴作為底物，反應也一樣的適用。對于不穩定反應底物，該方法尤其具有獨特的優勢。

[1]Diels O.,Alder K.Synthesen in der hydroaromatischen Reihe[J].Justus Liebigs Ann.Chem.,1928,460(1)：98-122.

[2]Nawrat C.C.,Moody C.J.Quinones as Dienophiles in the Diels-Alder Reaction：History and Applications in Total Synthesis[J].Angew.Chem.Int.Ed.,2014,53(12)：2056-2077.