芳环类β–二羰基化合物的部分合成方法

chem有机方法2023-07-2235200

β–二羰基化合物的介绍

分子结构中含有两个羰基，且它们被一个饱和碳原子隔开，这类化合物统称为β–二羰基化合物。本次介绍的内容是一个(或两个)羰基与芳环直接相连的β–二羰基类化合物的部分合成方法。芳环以最简单的苯环代替，结构大体可表示如下：

芳环类β–二羰基化合物的部分合成方法第1张 ——我把上图这类化合物统称为芳环类β–二羰基化合物

为了方便画图，下面介绍的内容中，每一类反应类型中的芳环全部用苯环表示

芳环类β–二羰基化合物的部分合成方法

Baker-Venkataraman重排反应

邻酰氧基芳基酮在碱的催化作用下重排为相应的β–二羰基化合物的反应被称为Baker-Venkataraman重排反应。

芳环类β–二羰基化合物的部分合成方法第2张

该类反应所用溶剂一般为THF, DMSO等；所用碱一般为叔丁醇钾，氢氧化钾，钠氢，LHMDS，DBU等。对于水会不会影响反应的问题，只能这样描述：某些底物的酚酯比较稳定时，水对反应的影响不是很大，收率也较高；某些底物的酚酯不稳定时，水对反应的影响还是很大的，并且收率也不高，即使使用无水溶剂，也只能勉强达到中等收率。因此该类型反应建议用无水溶剂，只是建议。

芳环类β–二羰基化合物的部分合成方法第3张

操作：KOH (3.0 equiv) was added to a solution of the appropriate acetylphenyl isonicotinate (1.0 equiv) in pyridine (5mL/mmol). The reaction mixture was heated in a microwave cavity at 100 °C for 15 min. (也有同样条件不使用微波的文献报道)

酮和酯（甲酯或乙酯）在强碱条件下反应

该方法还是比较实用的，操作也比较简单。所用碱一般为钠氢，甲(乙)醇钠，叔丁醇钾，LDA，LHMDS等；所用溶剂一般为无水溶剂，比较常用的为THF。PS：这种类型的反应，我用钠氢，甲(乙)醇钠，叔丁醇钾，反应做成的概率不大，要么就是收率低(这些碱参与的反应一般都需要加热)；用LDA或LHMDS(一般为低温反应)，反应做成的概率还是比较大的，比较推荐。

芳环类β–二羰基化合物的部分合成方法第4张

用LDA或LHMDS的一般操作：惰性气体保护，零下70度向酮(1.2 eq)的THF溶液中滴加碱(2.5 eq)，零下70度下搅拌半小时，然后滴加酯(1.0 eq)的THF溶液，零下70度下搅拌半小时到1小时。溶剂必须用无水THF，同时也得保证反应体系干燥。碱的量必须大于2 eq，原因产物需要消耗1当量，掉落的醇也需要消耗1当量(该设想不太确定，但是碱量低于2 eq时，原料往往反应不完全)

芳环类β–二羰基化合物的部分合成方法第5张

芳环类β–二羰基化合物的部分合成方法第6张

酮和weinreb酰胺在强碱条件下反应

酮和weinreb酰胺在强碱条件下反应也是制备芳环类β–二羰基化合物比较常用的一种方法。所用碱一般为LDA或LHMDS等，不建议用丁基锂类，因为丁基锂类会和酮发生加成反应。

芳环类β–二羰基化合物的部分合成方法第7张

用LDA或LHMDS的一般操作：惰性气体保护，零下70度向酮(1.2 eq)的THF溶液中滴加碱(2.5 eq)，零下70度下搅拌半小时，然后滴加weinreb酰胺(1.0 eq)的THF溶液，零下70度下搅拌半小时到1小时。

上面介绍的几种方法都比较实用，感兴趣的小伙伴可以好好研究一下。下面介绍的几种方法可能不太好，底物普适性有限，且步骤也较长，只简单进行介绍

羟醛缩合再氧化

我们可以用酮和醛先进行羟醛缩合反应，然后再将羟基氧化为酮，进而得到芳环类β–二羰基化合物。所用氧化剂一般为IBX或戴斯-马丁试剂，所用溶剂可为EA，DCE等，一般需要加热(DCM沸点低，因此不用）。需要指出的是：当b进行氧化时，可能会有少量a生成，可能是b在氧化过程中发生了分解反应。

有些底物采用羟醛缩合无法得到相应的产物，或转化率不高，一般有两方面的原因：其一酮的邻位有羟基等取代基。解决办法为对羟基进行保护后再进行反应；其二如果反应体系为两相体系，醛的水溶性越差，反应效果就可能越差，反之，反应效果可能越好；可能的解决方法是向体系内加入相转移催化剂(如冠醚类或季铵盐类等)，能显著地提高转化率。

酮与醛在强碱作用下反应，再氧化

有些底物用羟醛缩合转化率很低，这时我们可以用强碱先对酮进行处理，接着与醛进行加成反应，然后再将羟基氧化为酮，进而得到芳环类β–二羰基化合物。所用碱一般为LDA，LHMDS等，一般不用丁基锂类（它可能会和酮进行反应）。溶剂一般选择无水THF，反应全程在零下70度左右进行。当R是氢时，也可以顺利得到目标产物。

芳环类β–二羰基化合物的部分合成方法第9张 端炔参与的合成方法