Page 49 - 《精细化工》2020年第8期

第 8 期 曹海泳，等: 二烯酮类化合物在构建复杂有机化合物中的应用 ·1547·

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择性较好，几乎只得到 R 、R 处于反式的产物；当 2.5 合成螺环芴类化合物
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R 与 R 不同时，能获得 72%~96%的产率和 51%~89% 芴类化合物及其衍生物由于其特殊的物理性质
的 e.e.值，但只能获得 1.3∶1~13∶1 的 dr 值。综上 和电化学性质而成为光电子材料的重要组成部分，
所述，催化剂中的伯胺基团对于该反应来说是必须 因此，开发高效的方法合成结构复杂、功能多样的
的，但是催化剂的结构对反应选择性有较大影响。 芴类化合物具有重要的意义。氮杂环卡宾作为一类
与前述两个反应相比，本研究所得产物的对映选择性 优秀的催化体系，可用于多种合成转化，实现不同
较低，表明 1,2-环己二胺衍生的催化剂的活性低于金 功能有机化合物的高效合成。2018 年，石河子大学
鸡纳碱，可能与 1,2-环己二胺的空间位阻较小有关。 何林课题组 [12] 以氮杂环卡宾为催化剂，乙腈为溶剂，

成功实现了 1,4-戊二烯-3-酮类化合物（20）与芴的
双 Michael 加成反应，以 71%~99%的产率，3∶
1~20∶1 的 dr 值获得了一系列 trans-螺环芴类化合
物。实验发现，具有不同取代基的 1,4-戊二烯-3-酮
类化合物发生反应时，大多能获得大于 20:1 的立体
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选择性，令人遗憾的是，当 R 、R 为位阻较大的邻
甲基苯基时，立体选择性迅速下降，只得到 3∶1 的
dr 值。芴类化合物不同于前人所用的 Michael 供体，
其亚甲基两个邻位均没有强的吸电子基团，所以，

芴类化合物的亚甲基活性非常低。因此，为了促使
2.4 合成螺环吡唑酮类化合物 该反应顺利进行，何林研究小组采用了高活性的 N-
2012 年，王兴旺课题组 [33] 将 Michael 供体扩展 杂环卡宾作为催化剂，为螺环芴类化合物的合成提
到吡唑酮，实现了吡唑酮与 1,4-戊二烯-3-酮类化合 供了有效的方法。一直以来卡宾被认为是高活性的、
物的不对称双 Michael 加成反应。在奎宁衍生伯胺 瞬时的、不稳定的，随着科学研究的不断发展，发
的催化下，以摩尔分数 40% Boc-D-苯甘氨酸为添加 现当卡宾有位阻很大的基团时，其稳定性大大提高，
剂，氯仿为溶剂，室温下即可发生反应，以 47%~70% 随着卡宾自身稳定性的提高，其在有机合成中的应
的产率和 81%~97%的 e.e.值得到一系列螺环吡唑酮 用也越来越广泛。
衍生物（1∶2~20∶1 的 dr 值）。由于吡唑酮的亚甲
基活性较低，导致反应不能彻底进行，反应产率不
高，最高才达 70%；另外，底物的适用范围也不够
广，只有部分 1,4-戊二烯-3-酮类化合物能发生反应，
当芳环邻位有取代基时不能发生反应。此外，该反
应的立体选择性也较差，只有 3′-氯和 4′-氯取代的
1,4-戊二烯-3-酮才能得到大于 20∶1 的 dr 值。一方
面可能与底物上取代基的电子效应和空间效应有
关，另一方面可能与添加剂有关，当以联萘酚衍生
的磷酸为添加剂时，dr 值较高，但是这种大位阻的
添加剂导致了反应产率和对映选择性的降低。

根据前期的实验结果，对 N-杂卡宾催化的二烯
酮与芴的双 Michael 加成反应机理进行了推测，如
下所示。首先，Brønsted 碱催化剂与芴的亚甲基上
的氢原子相互作用形成中间体（Ⅰ），然后经过与
二烯酮的 Michael 加成反应得到烯醇化物（Ⅱ），
烯醇化物Ⅱ经过分子内质子转移和异构化得到中间
体（Ⅲ），然后负离子再对碳碳双键进行进攻得到
烯醇化物（Ⅳ），最后经过氧质子化和互变异构得
到目标产物。