Acid-catalyzed chemoselective C-and O-prenylation of cyclic 1,3-diketones  

酸催化1,3-环二酮的选择性C-,O-异戊烯基化反应

作　　者：Ying Li Yan-Cheng Hu Ding-Wei Ji Wei-Song Zhang Gu-Cheng He Yu-Feng Cong Qing-An Chen 李莹;呼延成;季定纬;何固城;张炜松;丛玉凤;陈庆安(中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连116023;辽宁石油化工大学化学学院,辽宁抚顺113001)

机构地区：[1]Dalian Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences,Dalian 116023,Liaoning,China [2]College of Chemistry,Chemical Engineering and Environmental Engineering,Liaoning Shihua University,Fushun 113001,Liaoning,China

出　　处：《Chinese Journal of Catalysis》2020年第9期1401-1409,共9页催化学报（英文）

基　　金：国家自然科学基金(21702204,21801239).

摘　　要：The chemoselective C-and O-prenylation of cyclic 1,3-diketones was achieved by tuning the prenyl source and catalyst.In the presence of the solid acid Nafion,the coupling of 1,3-cyclohexanediones with isoprene gave C-prenylated 5-chromenones.Alternatively,using prenol as the substrate with the Lewis acid Al Cl3 as the catalyst resulted in the exclusive O-prenylation of 1,3-cyclohexanediones.Notably,the resulting products could easily undergo aromatization to deliver prenylated resorcinols that are otherwise difficult to prepare.Our methodology is highly selective,atom-economical,operationally simple,easily scalable,and has potential applications throughout organic synthesis.5-色烯酮类衍生物广泛分布于自然界中,特别是各种天然药材中.例如,传统药材桃金娘和大麻的活性成分都含有这类骨架.因此,发展高效的策略来合成5-色烯酮一直受到科研工作者的关注.传统的方法主要是以1,3-环己二酮与异戊烯基溴或卤代苄溴为原料,经过取代和分子内环化两步反应合成得到.最近,1,3-环己二酮与不饱和分子的形式[3+3]环加成反应,由于其独特的原子和步骤经济性,已被用于构建色烯酮骨架.但这类不饱和分子仅限于α,β-不饱和醛与炔丙基醇.因此,发展新的、简单易得的合成子仍具有很大的吸引力.本文采用廉价易得的工业化学品异戊二烯作为简单高效的合成子,用于构建5-色烯酮骨架.首先,以5-苯基-1,3-环己二酮和异戊二烯为模板底物,通过对固体酸催化剂、溶剂及反应温度等筛选发现,在固体酸Nafion(10 wt%)催化下,以DCE为溶剂,110 oC反应24 h,5-苯基-1,3-环己二酮会经过C-异戊烯基化和分子内环化的串联过程,一步生成[3+3]产物5-色烯酮,分离收率达到82%.该反应具有高的区域和化学选择性,以及原子经济性.若以异戊烯基醇为原料,在最优条件下,也可以顺利得到5-色烯酮产物.令人意外的是,当温度降低到70 oC时,除了主产物5-色烯酮,还可以检测到少量O-异戊烯基化产物.由于1,3-环己二酮的直接O-异戊烯基化反应至今未有报道,我们对该选择性进行了优化.通过对酸催化剂种类、溶剂和温度等调控发现,以Lewis酸Al Cl3为催化剂,在DCE中,70 oC反应24 h,5-苯基-1,3-环己二酮可以只发生O-异戊烯基化反应,具有专一的选择性.随后,对两种催化体系分别进行了底物普适性考察.在固体酸Nafion催化体系下,未取代和5-取代的1,3-环己二酮都能很好地参与反应.4,4-二甲基-1,3-环己二酮由于其非对称的结构,可以得到两种环化产物.2,2,4,4-四甲基-1,3,5-环己三酮(syncarpic acid)是很多天然�

关 键 词：5-Chromenones 1 3-Cyclohexanediones O-Prenylation [3+3]Annulation ISOPRENE Prenol 

分 类 号：O621.251[理学—有机化学]