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异苯并呋喃的制备和分离

本出版物中描述了异苯并呋喃的合成,分离和表征。异苯并呋喃在合成和物理有机化学中具有普遍意义,因为它是已知的最活泼的二烯之一。已经公开了许多合成途径,它们都具有诸如低产率和难以纯化的缺点。我们提供了一种合成途径,以实验室规模制备异苯并呋喃,产量高,价格合理,可商购的原料。

关键词: [4 + 2]环加成; 第尔斯-阿尔德; 异苯并呋喃; 诱捕试剂


Isobenzofurans被描述为Diels-Alder反应中反应性最强的二烯[1-5]它们的高反应性主要是由于在环加成产物中形成苯环所获得的共振能量(方案1[6]


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方案1: 异苯并呋喃的Diels-Alder反应和在环加成物中形成苯环。


Isobenzofurans已广泛用作Diels-Alder反应中的4电子(二烯)组分,此外还用于其他环加成反应,如[4 + 3],[4 + 4],[8 + 8]和[4 + 6]加成[7-10]高度紧张的烯烃和炔烃被异苯并呋喃所困。1,3-二苯基异苯并呋喃是单线态氧的优选捕获试剂,用于量化光动力疗法1 O 2的产生[4,11]最重要的合成应用可能是通过环加成到芳烃制备环状多环芳烃[8,12]然而,异苯并呋喃的高反应性是以低稳定性为代价的[13]1,3-二苯基异苯并呋喃相当稳定且可商购,因此是最常用的异苯并呋喃衍生物。母体系统异苯并呋喃(IBF,1)的反应性大约高10倍,但通常被描述为难以制备和纯化的试剂[1]因此,它应该就地生成,并且不经隔离使用。


我们现在提供可靠和方便的合成,提供高产率的异苯并呋喃。与之前的报道相反,该化合物在-15°C下以纯净形式稳定超过8个月。IBF(1)在溶液(150mM,27℃,甲苯-d 8)中的半衰期为约12小时。CDCl 3的半衰期为2小时,此前已有报道[14]异苯并呋喃对光敏感。Warrener等人。报告[8 + 8]环加成产物照射后。根据溶剂的不同,形成二聚体[14]

已经发表了几种合成IBF的方法(1)。大多数报道的方法中的关键步骤是逆Diels-Alder反应[6,13,15-17]Fieser和Haddadin [17]将IBF描述为瞬态中间体,Warrener和Wege [13,15]在-80°C下在冷指上分离IBF。这些方法的缺点是在真空热解过程中的高反应温度和前体的多步合成。

合成IBF(1的另一种方法是1,4-二氢-1-甲氧基异苯并呋喃(7,DMIBF)的1,4-消除,其在环境温度下提供进入IBF(1)的途径[18]已经发表了三种方法来制备7(DMIBF)。将邻苯二甲酸(2)或邻苯二甲酸酯3还原为1,2-双(羟甲基)苯(4[19],酸促进环闭合,随后在甲醇存在下用次氯酸盐氧化得到7,产率适中65%[18]

或者,将苯酞5还原成1,3-二氢异苯并呋喃-1-醇(6)并甲基化成DMIBF(7[8]但是,我们手中的收益率非常低。

众所周知,苄基醚易于氧化官能化[20]2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(DDQ)已用于在醇存在下选择性地将苄基醚氧化成缩醛[21]遵循Doyle等人的程序。在室温氮气氛下,我们将市售的phthalan(8)与DDQ和甲醇在无水二氯甲烷中反应,得到DMIBF(7),产率为85%(方案2[22]DMIBF(7)用新制备的二异丙基氨基锂(LDA)在苯中处理,IBF(1)作为苯溶液得到,用NH水溶液洗涤4 Cl去除锂盐和胺(方案2[8,18]

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方案2: 合成IBF的不同方法(1)。

为了确定IBF(产率1),此溶液用乙炔二羧酸二甲酯反应(DMAD,9)和产品10相对于78%的所述前体DMIBF(产率得到7方案3)。
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方案3: 原位制备的IBF(1)与DMAD(9)的反应。


为了进一步纯化异苯并呋喃(1),小心地蒸发苯溶液,残余物经过硅胶柱色谱(环己烷/乙酸乙酯)。我们能够将IBF(1分离为无色固体(mp20℃),产率为66%。固体化合物可在-15℃下储存长达8个月而不分解(聚合)。


异苯并呋喃(1)是Diels-Alder反应和其他环加成反应中反应性最强的二烯烃之一。对于实际应用,它已经生成并原位反应,因为它在中等极性的溶剂如氯仿(1/2 = 2h)中快速二聚或聚合我们观察到更长的半衰期在低极性溶剂(1/2在甲苯= 12小时8,150毫米,27℃)。我们已经能够通过色谱法纯化化合物并将其分离为无色固体(mp20℃)。在结晶形式下,它在-15℃下稳定8个月而不分解。通过商业上可获得的邻苯二甲酸酯的氧化甲氧基化(85%产率)[22]随后用LDA进行1,4-消除[18],我们以78%的收率(捕获反应)或色谱后66%的分离产率得到异苯并呋喃(1)。

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