由于其独特的结构和反应活性,炔丙基类化合物成为广受关注的反应中间体。炔丙基类化合物的碳碳三键可以灵活方便地转化为其它官能团;还可与金属络合活化炔丙位,以利于亲核试剂的进攻。这使得炔丙基类化合物的取代反应在有机合成中占有重要位置。在催化剂的作用下,芳香化合物可与炔丙醇发生亲核取代生成炔丙基化的芳香产物。Nicholas反应是合成炔丙基化的芳香产物的经典方法,但是这个方法却存在一些缺陷。例如需要化学当量的[Co2(CO)8],而且从炔丙醇经炔丙基的复杂配合物阳离子[Co2(CO)6(propargyl)]+得到炔丙基产物需要几步反应。近来一些过渡金属和酸催化的芳香化合物与炔丙醇的亲核取代反应也见诸报道。Nishibayashi等人发展了一种钌络合物催化的该类反应,然而该方法中反应底物通常只限于那些带有末端炔基官能团的炔丙醇类。最近, Toste小组和Campagne小组分别报道了铼催化[(dppm) ReOCl3]和金催化[NaAuCl4·2H2O]的炔丙醇与芳环的亲核取代反应。然而这些催化剂比较特殊而且价格昂贵,不适合大规模使用。因此,发展一种通用有效,成本低廉,方便使用的催化剂来催化炔丙基位的取代反应就显得尤为重要。在这里,我们报道一种三氯化铁催化的炔丙基醇类化合物与芳香化合物反应生成傅-克烷基化产物的新方法。三氯化铁用于催化该类反应,能在温和的条件下实现转化,产率良好;炔端有取代基或者带有末端炔基的炔丙醇都是很好的反应底物,但前者比后者反应效果更好;带有强给电子基团的芳香化合物或者杂环芳香化合物都是很好的亲核试剂(图1)。与钴钌铼金化合物催化剂相比,三氯化铁作为反应催化剂是一种简单易得的商业用品,价格低廉,无毒无害且环境友好,适合大规模使用。因而这一方法能够作为以往合成炔丙基化的芳香化合物方法的理想替代。1,3-二羰基化合物的烷基化是生成碳-碳键的最有用的方法之一。通常,该方法需要化学当量的碱以及卤代烃作为烷基化试剂。,酸催化下的活泼亚甲基与醇的加成反应也可以实现上述转化,而且比上述方法更加经济。然而,在现代有机合成中,这种策略仍亟需改进。近年来,文献报道了一些过渡金属催化的炔丙醇类化合物的亲核取代反应。让人惊讶的是,在这些报道的反应中,都没有用1,3-二羰基化合物作为亲核试剂参与反应的例子。直到最近,三氟乙酸和对甲苯磺酸促进的炔丙醇与1,3-二羰基化合物亲核取代反应才见诸报道。然而,强酸性的反应条件使得其应用收到限制。我们最近发现,三氯化铁可以有效的催化炔丙醇类化合物与亲核试剂的取代反应。该方法对碳、氮、氧、硫中心的亲核试剂都适用。然而,在上述反应中,碳中心的亲核试剂只限于芳香化合物或烯丙基三甲基硅烷。实验结果促使我们探索新的反应条件,以拓宽碳中心的亲核试剂的范围。我们成功发展了一种三氯化铁催化的由β-二羰基化合物与乙酸炔丙酯发生亲核取代制备γ-炔酮化合物的新方法(图2)。苯基、非苯基二酮以及β-羰基酯都能直接用作亲核试剂很好地参与反应。该反应条件温和,产率良好,操作简单。三氯化铁作为本反应的催化剂高效无毒,绿色环保,而且价格低廉。因此该方法不失为合成γ-炔酮化合物的又一可行选择。多取代呋喃是一个非常重要的五元杂环化合物,它是许多天然产物和活性药物的结构单元,也是有机合成的重要中间体。人们发展了许多的合成呋喃的方法。制备取代呋喃的经典方法主要可分两大类:一类是通过二羰基化合物及其等效体的环化缩合来制备,其次是对已有呋喃化合物进行修饰。利用炔和丙二烯化合物的环异构化也可以得到呋喃产物。然而,后者缺有自身的缺陷:带有敏感官能团的丙二烯底物往往不容易制备得到;从丙二烯底物很难得到多取代的呋喃。因此,如何实现在温和的反应条件下,从简单易得的底物出发合成符合需要的呋喃依然是很大的挑战。我们知道,在酸或碱的作用下,γ-炔酮能环化得到呋喃。酸催化的从γ-炔酮合成呋喃的方法很早就被报道。由于γ-炔酮不易制备,酸化的产率也不高,因而该方法的使用一直收到限制。我们最近发展了一种新的、快速而有效的三氯化铁/对甲苯磺酸催化的由γ-炔酮合成多取代呋喃的新方法。该方法经连续的取代/环化过程,中间体无需分离,一步法即可得到产物。卤素、氰基和甲氧基等官能团在反应中不受影响,β-二羰基化合物参与的反应最终得到酰基化的呋喃产物。反应具有条件温和,高产率,操作简单等优点。因而这一方法能够作为以往各种合成多取代呋喃方法的不错的补充。
