Pechmann反应与香豆素合成

香豆素类化合物在生物、医药高分子领域都有非常广泛的应用,是天然产物全合成中非常重要的母体之一。

想要在实验室中得到这种复杂结构绝非易事,尤其是对于多取代的香豆素骨架,控制其区域选择性仍然是一个非常重要的挑战。

香豆素最基础的合成方法当属β-酮酸酯或二酮和酚在酸催化下进行的缩合反应,该方法由Hans von Pechmann最先提出。

反应机理包含一步酯交换过程,以及羰基在Lewis酸催化下的类FC反应,最后在质子酸或者Lewis酸作用下得到香豆素衍生物。

如果以苯酚为底物,那么就不会有区域选择性的问题:

当然,在含有多个反应位点时就会有区域选择性的问题,值得注意的是,在下面的例子中硫酸催化剂的浓度也会影响区域选择性,尤其是产物13的生成。

4,7-二甲基香豆素也可以用乙酰基发生分子内缩合来构筑,利用Fries重排,从酚生成乙酰基苯酚,从而在下一步缩合(相当于将酮酸酯制备放到了最后一步)。

事实上,采用羧基的等价物——二甲硫基烯也可以进行Pechmann型的反应,只是在最后一步多了水解步骤。三氯化铟在这一反应中充当路易斯酸和脱水剂,并且能够促进甲硫基的离去。

而借助烯烃复分解反应,也可以构建香豆素骨架:

当然,香豆素的合成还不止于此,在三苯基膦催化下,DMAD与酚发生缩合,得到香豆素骨架:

参考文献:

Advances in Heterocyclic Chemistry, Volume 112

ISSN 0065-2725

http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-800171-4.00001-9

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