独脚金内酯D环中间体3-甲基-5-羟基呋喃-2(5H)-酮的一步法合成*
2021-04-02周国华欧思敏
周国华,欧思敏
(岭南师范学院化学化工学院,清洁能源材料化学广东普通高校重点实验室,广东 湛江 524048)
自2008 年Gomez-Roldan等和Umehara等两个研究小组分别于《Nature》发表文章[1-2],认为独脚金内酯是一种控制植物分枝的新激素以来,独脚金内酯引起了广大科研工作者的兴趣。而对独脚金内酯及其类似物的合成是众多研究工作开展的重要的前提。独脚金内酯及其类似物(图1)具有相似的结构,包括A、B、C、D四个环结构,及连接C、D环的b不饱和酮。在人工合成过程中先制备ABC环及D环中间体,再将两个中间体连接成完整的活性分子[3-6]。D环中间体最主要为3-甲基二氢呋喃-2(5H)-酮(1)和3-甲基-5-羟基呋喃-2(5H)-酮(2)。对化合物1的合成最初由Johnson等[4]和Zwanenburg等[3]提出,但他们的方法都存在不足,如原料较为昂贵,成本高,合成路线较长,操作复杂,且需要用较危险的溴水等。
此外,对于中间体2的合成,Johnson等[7]提出以丙酮酸乙酯和醋酸乙烯酯为原料,经过两步合成获得,收率48%。Morris和McErlean则提出以甲基丙二酸二甲酯为起始原料,先经碱水解成甲基丙二酸,再与乙二醛(3)反应合成出目标产物2[8]。该方法操作相对简单,但同样经两步获得最终产物,且综合收率只有37%。因此,发展D环中间体新的合成方法,对于独脚金内酯的分析测定及其植物生理功能研究具有重要意义。

图1 独脚金内酯Strigol及其类似物GR24的结构Fig.1 Structures of strigol and its analog GR24

图2 化合物2的一步法合成路线Fig.2 Synthesis route of compound 2 proposed
本文在文献调研及前期研究工作的基础上,对文献方法进行改进,以化合物3和甲基丙二酸二乙酯(4)为起始原料,在水体系中经H+的催化,酯的水解和羟醛缩合同时进行,实现一步法合成目标化合物2,综合收率提高至54%,其结构经1HNMR和13CNMR确证。……
