α-萘甲醛的仿生合成

2006 年第14卷合成化学Vol. 14, 2006第1期, 074 ~076Chinese Joumal of Synthetic ChemistryNo. 1, 074 ~076● 研究简报●a-萘甲醛的仿生合成贺怀贞，李剑利,郭媛，史真(西北大学化学系,陕西西安710069)摘要:模拟四氢叶酸辅酶-碳单元转移反应,通过其甲酸氧化态模型化合物苯并咪唑盐与-碳单元的受体Grignard 试剂进行加成-水解反应合成了a-蔡甲醛,为制备稠环芳醛提出了- -种仿生合成新方法。关键词:四氢叶酸辅酶;苯并咪唑甲基碘盐; Grignard试剂;萘甲醛;仿生合成中图分类号: 0625.4文献标识码: A文章编号: 105-1511(2006)01 007403Biomimetic Synthesis of a-NaphthaldehydeHE Huai-zhen， LI Jian-li， GUO Yuan， SHI Zhen( Department of Chemistry, Northwest University, Xi'an 710069, China)Abstract: Based on the one-carbon unit transfer reaction of tetrahydrofolate coenzymes, a-naphthal-dehyde was synthesized sucessfully by using benzoimidazolium salt as tetrahydrofolate coenzyme mo-dle at formic acid oxidation level and Grignard reagent as a nucleophile to which one carbon unit wastransferred. The method is a novel biomimetic synthesis of condensed ring aldehyde.Keywords : tertrahydrofolate coenzyme model; benzoimidazolium salt ; Grignard reagent ; naphthalde-hyde; biomimetic synthesisa-萘甲醛是- -种重要的有机合成中间体,广泛转移的碳形成的活性部位是具有五元环状结构的应用于医药农药化工等行业。文献报道其合成咪唑啉、咪唑烷田。以苯并咪唑甲基碘盐作为四方法主要有三种:(1) a-萘基溴化镁与二硫化碳反氢叶酸辅酶的模型,使它与各种亲核试剂作用,将应生成二硫化镁,再通过缩氨脲反应;(2) a-氯代甲 酸氧化态的一碳单元转移给亲核试剂，从而实甲基紫与六次甲基四胺在含水醇或冰醋酸中进行现模拟四氢叶酸辅酶转移-碳单元的仿生合成。Sommelet反应; (3)溴化-a:萘甲基吡啶与对-亚硝本课题组[2-5]曾报道苯并咪唑甲基碘盐作为基二甲基苯胺反应生成亚硝酮水解。这些方法原四氢叶酸辅酶的模型化合物与Grignard试剂的加料成本较高,生产步骤多,工艺较为复杂。成-水解反应,合成了大量酮、大环单酮及部分大四氢叶酸辅酶由三部分构成,即:6-甲基四氢环二酮以及一系列脂肪醛.部分芳香醛。在此基叶酸辅酶2-胺基4-羟基四氢喋呤、对胺基苯甲酸础上,本文以苯并咪唑甲基碘盐作为甲酸氧化态和谷氨酸(或多聚谷氨酸) ,其在生物合成和代谢的四氢叶酸辅酶模型,与Grignard试剂作用,实现过程中的作用是转移不同氧化态的一碳单元,当了稠环芳醛--- -ax 萘甲醛(2)的合成,这不但进一一碳单元处于甲酸氧化态时,四氢叶酸辅酶可以收稿日期: 2005-08-18中国煤化工基金项目:国家自然科学基金资助项目(20472067).MHCNMH G作者简介:贺怀贞(1980 -),女,汉族,陕西西安人,在读硬士,主要从事有机合成的研究。通讯联系人:史真,教授，Email; shizhen@ nwu. edu. cn第1期贺怀贞等:a萘甲醛的仿生合成-75一MgBrCHO1. EIONa - EtOH1. 60NHMe2. Mel2. H+,H20向+HMe1Scheme 1步验证和完善了苯并咪唑甲基碘盐与Grignard试m.p.201 C ~ 202 C(文献值6]:202 C);剂加成-水解这一新反应发生的可能性及广泛'H NMRδ: 7.72(s, 4H, CgH), 4. 28(s, 6H,性,而且成功地提出了一种通过苯并咪唑甲基碘NCH])。.盐仿生合成2的新方法( Scheme 1)。由Scheme 1(2) Grigmard试剂的合成"可见,该反应以苯并咪唑为起始原料,经季铵化制在装有搅拌器、回流冷凝管(上接氯化钙干备得到苯并咪唑盐,再与由a-溴代萘制备得到的燥管)、滴液漏斗的三颈瓶中加人除去氧化膜的ax-蔡基溴化镁作用发生一碳单元转移反应,整个镁条2.4 g,干燥的四氢呋喃10 mL, a~澳代萘1加成-水解反应“一锅”完成。mL,加入一小粒碘。微热数分钟后,溶液呈微沸状态,碘的颜色消失,搅拌下滴加a~溴代萘(21实验部分mL)与干燥四氢呋喃( 10 mL)的混合液，保持微1.1 仪器与试剂沸状态。滴加完毕后继续反应0.5h~1.0 h得反X4数字显微熔点测定仪(温度计未校正);应液A。WFH-203B型三用紫外分析仪; Variar' INOVA -(3) 2的合成400型核磁共振仪( CDC],为溶剂,TMS为内标);向反应液A中分批加入1 5. 5 g(20 mmol) ,岛津IR- 440型红外光谱仪( KBr压片) ;CC agilent搅拌下于35 C反应30 h(反应数小时后,补加干6890 MS Hp5973型气相色谱质谱联用仪。所用燥的四氢呋喃30 mL)。反应结束后,静置2h,用10% HCl调节反应液pH3~4 ,搅拌下回流反应2试剂均为化学纯。h。反应液用乙醚(3 x 30 mL)萃取,合并有机层1.2 实验方法分别用5% NaHCO, 溶液、水洗涤，用无水MgSO4(1) 1 ,3-二甲基苯并咪唑碘盐(1)的合成干燥过夜。蒸除溶剂得淡黄色油状液体2,产率在三颈烧瓶中加入金属钠2.3 g( 100 mmol),71%; IR v: 3239 (萘环的C - H)，1653无水乙醇50 mL,待其完全溶解后加入苯并咪唑(C=0 ), 1610 ~ 1482(萘环骨架)cm-'; MS m/z11.8g(100mmol),苯50mL,碘甲烷20mL(300(%): 156(M*, 100), 128(88), 102(9), 77mmol)，搅拌下回流18 h,蒸除溶剂,残氽物用(8), 51(5), 39(6)。80%乙醇重结晶得白色针状固体1,产率85%,2结果与讨论 .le2.1 反应机理THF本课题组[8]前期工作对苯并眯唑向-- MgBri'盐与Crignard试剂的加成-水解反应机理作了研究和报道。如Scheme 2所示，苯并咪唑甲基碘盐分子中的C=N成盐H20活化后的C=@;中国煤化工;首先,亲核的FYHCN M H G唑盐极化的昌C=N双键,然后,脱去MgBrI形成反应Scheme 2- 76-合成化学Vol. 14, 2006中间体一苯并咪唑烷,苯并咪唑烷在酸性条件参考文献下水解得到2。[1]夏炽中 ,周培文,等.咪唑烷的新合成方法[J].有机2.2反应条件对2 产率的影响化学,1991 ,11:154 - 159.在反应中,1作为四氢叶酸辅酶模型化合物[2] 史真,顾焕.从苯并咪唑盐制备酮的新合成方法研究[J].中国科学( B辑) ,1996 ,26:403 - 408.将一碳单元转移给Grignard试剂的烃基。实验发3] Guo Y, Gu H, Shi Z Chin. Synthesis of 2,15-hexade-现，延长反应时间,提高反应温度,增大溶剂量,可canedione as a precursor of muscone[J]. J Chem,以促进反应的进行;选用THF作反应的溶剂,稠2005 ,23:334 - 336.环卤代烃Grignard试剂的制备选用THF作溶剂4] Guo Y, Shi Z. Biomimetic synthesis of symetric acy-较容易引发,同时,THF还对1有较好的溶解性。clic diketones[J]. Syn Commun ,2004 ,34:3183 -3189.5] 史真,卢林刚，王云侠.龙葵醛的新合成方法研究2.3醛的重要合成方法[J].高等化学学报,2001 ,22:1352 - 1354.1与Grigmard试剂作用所得的反应中间体苯6] Aulagnal J L, Elguero J, Jacquier R. Synthesis of并咪唑烷较为稳定,在加成反应的条件下不会分benzimidazolines by reduction of benzimidazolium解,不需要分离，加成和水解反应可以“一锅”完salts[J]. Bull Soc Chim Fr,1971 ,6:2184 -2185.成,副产物N,N-二甲基邻苯二胺可回收利用,成[7] Howard M. The reaction of grignard reagents with di-为-一个循环过程,降低了反应成本。phenoquinones[J].J Org Chem,1969 ,11 :3687 -3689.此方法具有方法简便,原子利用率高等优点，[8] 史真.现代杂环化学选论[M].西安:陕西科学技术出版社,1998.为2及其它较难合成的稠环醛类化合物提供了一种新的合成方法。(上接第35页)[4]黄骏廉,王海原. 4胺基-N-(2-嘧啶)苯磺酰胺钠盐引[10]叶文玉 ，程铁峰，安艳青.2,5-二硫基-1,3,4-噻二发环氧乙烷的开环聚合反应以及微量水对聚合反应的唑-2,4-二甲苯二异氰酸酯共聚物纳米粒子的制备影响[J].中国科学(B辑) ,996 ,26(3) :214-220.及抗磨性能[J].应用化学.2003 ,20(5) :443 446.[5]刘沿,谢洪泉. 聚环氧乙烷大单体与丙烯酸乙酯的[11]翟慕衡,商永嘉 ,胡继萍,等.新型含噻二唑环的阴共聚及其规整接枝共聚物的表征[J].高分子学报，离子聚合引发剂的合成及表征[J].安徽师范大学1991,(4) :444 -451.学报.自然科学版2000 ,23(2):152 - 154.[6] 计剑,李任天,邱永兴,等.聚氧乙烯功能基复合修 [12] Hemery P, Boilcau s, Sygualt P. Kinetic study of the饰聚酯的合成及其血液相容性研究[J].高等学校polymerization of propylene sulfde in tetrabydrofuran化学学报, 1999 ,20(5) :814 -818.with sodim as a counterion IV. InAuence of temperature[7] Fuersterwerth Hauke. Cationice 1 ,3 ,4-thiadiazole dyws[J].J polym Sei, Polym Symp ,1975,52(6) :189 -192.[P]. Ger ofen 2811258, 1988.[13] WangJS, Varshner s K, Jerone R, et al. 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