醛合成a,β-不饱和酯的实用方法

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由醛合成a,β-不饱和酯是一种常用的碳-碳键形成方法,通常可使用Wittig反应 (式 1) 或Horner-Wadsworth-Emmons反应 (式 2) 来实现。这两种反应可靠性高、产率好、能够容忍多种官能团,产物烯烃的立体选择性也易于控制。但Wittig反应形成大量三苯氧膦副产品很难去除。HWE反应可避免三苯氧膦,产生的水溶性磷酸盐可经水洗去除,但膦酸盐的量是按化学计量产生,在大规模生产中,对废物管理会带来很大挑战,而且反应通常需要使用强碱(如NaH等)。

使用丙二酸单酯与醛反应合成a,β-不饱和酯的Knoevenagel类反应 (式 3) 具有显著的原子经济性优势,唯一的副产物只是水和二氧化碳,而且丙二酸单酯较为廉价。但该反应的使用频率较低,可能是由于需要使用过多的丙二酸单酯、吡啶为溶剂以及较高的反应温度,双键的顺反选择性经常发生变化,与能够烯醇化的醛反应时常得到β,γ-不饱和酯副产物。

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Benjamin List等人经过条件筛选后发现用丙二酸单酯 (1.5 eq.),DMAP (10 mol%),在DMF溶剂中,室温或更低温度,即可与醛反应高收率的得到a,β-不饱和酯(Adv. Synth. Catal., 2005, 347, 1558 – 1560)。

该条件的底物适用范围广泛,脂肪醛、芳香醛都适合,对于大多数芳香醛,不额外添加哌啶时已经可以获得较高的产率和选择性,添加10 mol%的哌啶后,反应时间更可缩短约50%。该反应条件下无β,γ异构体产生,而且E/Z选择性比率通常≥95:5。反应的官能团耐受性好,底物中的酮羰基不受影响。

 

应用实例:

丙二酸单酯可以由更便宜的钾盐与醋酸在反应体系中现场生成,对反应收率并无影响。

参考文献:

  • Benjamin List,* Arno Doehring, Maria T. Hechavarria Fonseca, Kathrin Wobser, Hendrik van Thienen, Ramon Rios Torres, Pedro Llamas Galilea, Practical Synthesis of (E)-a,β-Unsaturated Esters from Aldehydes, Adv. Synth. Catal., 2005, 347, 1558 – 1560.

  • Benjamin List,* Arno Doehring, Maria T. Hechavarria Fonseca, Andreas Job, Ramon Rios Torresa, A Practical, efficient, and atom economic alternative to the Wittig and Horner–Wadsworth–Emmons reactions for the synthesis of (E)-a,β-unsaturated esters from aldehydesTetrahedron, 2006, 62, 476 - 482.

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