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Friedel-Crafts反应是一种有效构筑C-C键的方法,一直以来都备受有机化学家的重视,然而到目前为止,已经见诸报道的苯酚和烯丙醇及其衍生物间的Friedel-Crafts反应收率最高只能达到50%左右。在已经报道的合成方法中,香叶基苯酚分子内的多烯环化反应条件基本都比较苛刻,例如需要以强Lewis酸为催化剂,在-78℃并且在氩气保护的条件下,反应两到三天的时间才能够顺利完成。水和六氟异丙醇(HFIP)作为反应溶剂已被用于多种有机转化,如:Diels-Alder反应、环氧开环反应、氧化反应等,但是以水和HFIP作为反应溶剂以及催化剂同时应用于Friedel-Crafts反应则鲜有报道。
本研究在水或HFIP中通过一步反应在简单的条件下即实现取代的苯酚到苯并二氢吡喃环结构的转化。在水中,我们选用乙酸异戊烯醇酯和水溶性及亲核性都比较好的均苯三酚作为反应的模型底物,通过对底物的当量比、反应的浓度和反应的添加剂进行筛选,我们可以以88%的收率得到先发生傅-克反应后环化的苯并二氢吡喃环。我们以热水作为溶剂并且无需加入任何催化剂,在这样简单、绿色的条件下就可以高效地实现均苯三酚和乙酸异戊烯醇酯之间的傅-克环化反应。同时在最优的反应条件下,我们测试了几种不同的苯三酚、苯二酚和苯酚,结果表明均苯三酚在该体系中的效果最好。在六氟异丙醇(HFIP)中,我们用亲核性较强的3,5-二甲氧基苯酚和含有两个双键的香叶醇作为反应的模型底物,在酸的催化下得到了先发生傅-克反应接着发生分子内环化的产物。进一步换用香叶醇衍生物作为底物并对催化反应的酸和反应溶剂进行筛选,我们得到了以HFIP为溶剂、三氟乙酸为催化剂、香叶醇碳酸甲酯为底物的最优反应体系。同时我们发现,在该体系下可以将香叶基苯基醚和法尼基苯基醚同样转化成上述环化的产品,该历程是通过醚键断裂后发生傅-克反应,然后再发生分子内的环化反应来实现的。我们还在该最优反应体系下测试了其他的底物,取代的苯基香叶基醚和萘基香叶基醚为底物的反应收率无明显变化,而取代的苯基法尼基醚为底物时反应收率明显降低。