羅 娟,趙錦瑤,楊久明,于 歡,張富仁
(紹興文理學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院,浙江 紹興 312000)
近年來,含有萘并呋喃骨架化合物的生物活性已被廣泛研究,如可以作為干細(xì)胞因子抑制劑,煙堿型乙酰膽堿受體激動劑,抑制κB激酶抑制劑和核轉(zhuǎn)錄因子κB抑制劑等[1]。同時,萘并呋喃化合物在殺菌、抗菌、抗增殖、細(xì)胞毒性和抗氧化性等很多方面表現(xiàn)出了顯著的生物活性[2]。因此,含萘并呋喃骨架化合物的合成研究也成了人們研究的熱點課題。本研究對近年來由β-萘酚衍生的萘并呋喃化合物的合成方法進(jìn)行簡單總結(jié)和評價。
2002年,Seo等[3]利用Friedel-Crafts反應(yīng),以苯為最初底物,通過兩步反應(yīng)合成芳基硫醚化合物,進(jìn)而以四氯化錫為催化劑催化合成萘并呋喃化合物。此方法以廉價易得的苯為原料合成萘并呋喃,并且可以推廣到苯并呋喃的合成,但是,實驗程序較為繁雜,催化劑為重金屬后處理困難,總合成產(chǎn)率偏低,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。具體合成路線如下:
2008年,Liu等[4]利用β-萘酚衍生的芳基醚化合物進(jìn)行硼酸化,進(jìn)而關(guān)環(huán)得到萘并呋喃化合物。該反應(yīng)可以合成很多種萘并呋喃化合物,并且合成效率較高,大部分底物可以給出中等到優(yōu)秀產(chǎn)率產(chǎn)物,但是對于萘并呋喃化合物的合成而言,催化劑[Pd(dppp)(H2O)2]2+(OTf-)2價格昂貴不易獲得,是該反應(yīng)難以實際應(yīng)用的主要問題,不利于規(guī)?;凸I(yè)化生產(chǎn)。另外,合成芳基醚是合成目標(biāo)產(chǎn)物的關(guān)鍵因素,也具有一定的局限性。具體的合成路線如下:
Mashraqui課題組[5]以苯甲?;鍨榈孜?,通過兩步反應(yīng)合成萘并呋喃衍生物。此反應(yīng)經(jīng)過β-萘酚與合適溴代酮的O-烷基化反應(yīng),然后在甲磺酸作用下發(fā)生環(huán)化反應(yīng)生成萘并呋喃化合物,本實驗方法很好地利用了有機(jī)合成的特點,能得到理想結(jié)構(gòu)的目標(biāo)產(chǎn)物。通過本實驗方法可以實現(xiàn)一些結(jié)構(gòu)特別含萘并呋喃化合物的合成,但是也存在明顯的缺點,即O-烷基化反應(yīng)實驗條件不易控制,后處理不夠簡單,第二步反應(yīng)產(chǎn)率太低,最高產(chǎn)率只有55%。
2011年,Hu等[6]利用β-萘酚衍生的炔化物為底物,進(jìn)行分子內(nèi)的環(huán)化反應(yīng)一步合成二取代萘并呋喃化合物。此反應(yīng)避免了重金屬催化劑的使用,以PTC作為催化劑,實現(xiàn)了萘并呋喃化合物的廉價、快速、簡單的綠色合成方法,并且此種程序可以實現(xiàn)多種取代基萘并呋喃化合物的合成,是一種很好的實驗方法。具體合成路線如下:
但是,此種方法具有一定的局限性:底物價格昂貴獲得比較困難,具有某些特別取代基化合物的獲得也比較麻煩,難以實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。
2011年,Kundu課題組[7]報道了利用α,β-不飽和硝基烯為底物,進(jìn)行萘并呋喃化合物合成的方法。他們以三氟甲磺酸銦為催化劑,在90 ℃條件下反應(yīng)8~15 h可以高產(chǎn)率地獲得多種取代基萘并呋喃化合物,此實驗方法底物α,β-不飽和硝基烯廉價易得,催化劑用量較少,操作簡單,可以得到不同類型的目標(biāo)產(chǎn)物。此方法的不足之處是使用了不易處理的重金屬催化劑,反應(yīng)時間較長并且有機(jī)溶劑對環(huán)境有較大的污染。
2012年,Lingam等[8]在微波作用下,以炔醇為底物與β-萘酚反應(yīng),通過Claisen重排反應(yīng)關(guān)環(huán)得到萘并呋喃衍生物。此方法巧妙地運用Mitsunobu反應(yīng)和Claisen重排反應(yīng)實現(xiàn)兩步法合成萘并呋喃化合物,是一種有效合成目標(biāo)產(chǎn)物的方法,但是存在以下缺點:Mitsunobu反應(yīng)的實驗催化劑價格較高,Claisen重排反應(yīng)需要微波輔助,反應(yīng)條件高不易控制,也不易實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)及工業(yè)化生產(chǎn)。除此之外,此合成程序的主要不足是產(chǎn)生的副產(chǎn)物與產(chǎn)物結(jié)構(gòu)相似,給產(chǎn)物的分離帶來了困難,并且反應(yīng)條件相對較高,在底物的拓展方面有待進(jìn)一步的提高。具體合成路線如下:
另外,Yuan課題組[9]也能利用炔醇在鐵催化劑下與β-萘酚反應(yīng)進(jìn)行了萘并呋喃的合成,底物的普適性較好,可以適用于多種有酚衍生的呋喃化合物的合成,但不足之處也是使用了不易后處理的重金屬作為催化劑。Mishra課題組[10]也利用脂肪炔醇為底物進(jìn)行萘并呋喃的合成,底物的普適性較好。此反應(yīng)以Br?nsted酸對甲基苯磺酸為催化,避免了重金屬的應(yīng)用,環(huán)境友好,但是反應(yīng)溫度偏高。
Rao課題組[11]還利用萘酚和芳基乙炔為反應(yīng)底物進(jìn)行反應(yīng)合成芳基烯衍生物,進(jìn)而將其與碘代苯反應(yīng)生成二芳基取代的萘并呋喃衍生物。反應(yīng)中用三氟甲磺酸銦為催化劑,以甲苯為溶劑,在微波輔助下反應(yīng)可以得到二芳基烯衍生物,隨后將其與碘代苯進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)關(guān)環(huán)得到萘并呋喃化合物。此實驗方法設(shè)計比較巧妙,具有一定的創(chuàng)新性,可以較高產(chǎn)率地得到二芳基取代的萘并呋喃衍生物,是一種好的合成方法。反應(yīng)路線如下:
但是,對于目標(biāo)產(chǎn)物的合成而言,利用微波導(dǎo)致反應(yīng)不易控制,對實驗設(shè)備要求增高,并且在偶聯(lián)反應(yīng)中也用到了貴金屬催化劑,不利于反應(yīng)的拓展應(yīng)用。
上述研究可以看出,萘并呋喃化合物衍生物的合成方法在不斷更新,合成效率在不斷提高,并且底物的普適性在不斷增強,隨著科學(xué)的發(fā)展新的合成方法會不斷出現(xiàn)。另外,隨著該類化合物的應(yīng)用范圍的不斷拓展,其合成方法將會進(jìn)一步得到人們的重視。特別是隨著近年來材料科學(xué)的發(fā)展及萘并呋喃化合物在材料科學(xué)應(yīng)用的不斷推廣,萘并呋喃及其衍生物的合成將會受到有機(jī)化學(xué)家和材料科學(xué)家的普遍關(guān)注。