新型對(duì)叔丁基杯［4］芳烴1，3-二酮衍生物的合成*

羅再剛，馬 超，徐雪梅，史永健，張曉梅

(安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，安徽 淮南 232001)

杯芳烴是對(duì)位取代的苯酚或其衍生物與甲醛在堿性條件下反應(yīng)，苯酚單元在羥基鄰位通過(guò)亞甲基或類(lèi)似的基團(tuán)聯(lián)接起來(lái)的大環(huán)化合物，是繼冠醚和環(huán)糊精之后出現(xiàn)的“第三代超分子化合物”［1］。三十年來(lái)，通過(guò)對(duì)杯芳烴的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾所得的大量杯芳烴衍生物在分子識(shí)別、分子組裝、酶模擬、化學(xué)傳感器等領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用［2～4］。

到目前為止，將1，3-二酮結(jié)構(gòu)片段連接到杯［4］芳烴上還未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。本文以對(duì)叔丁苯酚(1)為原料，經(jīng)聚合反應(yīng)得對(duì)叔丁基杯［4］芳烴(2);在碳酸鉀和乙腈體系中，2與氯乙酸乙酯經(jīng)醚化反應(yīng)得對(duì)叔丁基杯［4］芳烴-1，3-二乙酸乙酯(3);利用氫化鈉奪取苯乙酮中乙酰基上的α-H形成的碳負(fù)離子進(jìn)攻3的酯羰基從而構(gòu)建1，3-二酮結(jié)構(gòu)，合成了1個(gè)新型的對(duì)叔丁基杯［4］芳烴1，3-二酮衍生物(4，Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR和MS表征。

Scheme 1

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

X-4型顯微熔點(diǎn)儀(溫度未校正);Bruker Avance-400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo));Esquire 6000型質(zhì)譜儀。

2［5］和 3［6］按文獻(xiàn)方法合成;柱層析用硅膠，200目～300目，青島海洋化工廠;其余所用試劑均為分析純，其中THF使用前經(jīng)無(wú)水處理。

1.2 合成

(1)4的合成

氮?dú)獗Ｗo(hù)，在冰浴冷卻的反應(yīng)瓶中加入THF 5 mL和氫化鈉90 mg(2.1 mmol)，攪拌使其完全溶解;滴加苯乙酮0.24 g(2 mmol)的THF(5 mL)溶液，滴畢，反應(yīng) 5 min;滴加3 0.82 g(1 mmol)的THF(5 mL)溶液，滴畢，回流反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC監(jiān)測(cè))。冷卻至室溫，倒入含有1 mL濃鹽酸的冰水中，用乙酸乙酯(3×15 mL)萃取，合并萃取液，用鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鎂干燥，旋蒸脫溶后經(jīng)快速硅膠柱層析［洗脫劑:V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=9∶1］純化得白色固體 4 0.56 g，收率 58%，m.p.198 ℃～200 ℃;1H NMR δ:0.95(s，18H，CH3in t-Bu)，1.31(s，18H，CH3in t-Bu)，3.42(d，J=13.2 Hz，4H，ArCH2Ar)，4.30(d，J=13.2Hz，4H，ArCH2Ar)，4.55(s，4H，ArOCH2)，6.83(s，4H，ArH)，7.13(s，4H，ArH)，7.29(s，2H，COCH)，7.35(t，J=7.6 Hz，4H，ArH)，7.50(t，J=7.6 Hz，2H，ArH)，7.58(s，2H，ArOH)，7.88(d，J=7.6 Hz，4H，ArH)，15.34(s，2H，OH);13C NMR δ:192.1，183.3，150.4，148.9，147.9，142.3，133.7，132.7，132.2，128.1，127.7，127.6，125.9，125.2，94.1，34.0，33.9，31.7，31.4，30.9;ESI-MS m/z:991.4{［M+Na］+}。

2 結(jié)果與討論

在THF溶液中，用氫化鈉奪取苯乙酮中乙?；系摩?H形成碳負(fù)離子，緊接著進(jìn)攻3中的酯羰基從而得到1，3-二酮結(jié)構(gòu)?？紤]到在此堿性條件下，3中26，28-位上裸露的酚羥基可能不利于反應(yīng)的進(jìn)行，起初我們嘗試將26，28-位酚羥基先保護(hù)后再在堿性條件下構(gòu)建1，3-二酮結(jié)構(gòu)。但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，控制氫化鈉的用量，3的26，28-位酚羥基不需要保護(hù)也能進(jìn)行縮合反應(yīng)。氫化鈉若過(guò)量可能會(huì)使部分3中裸露的酚羥基成鹽，從而影響該反應(yīng)的進(jìn)行。在對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)n(氫化鈉)∶n(苯乙酮)∶n(3)=2.1 ∶2 ∶1時(shí)，收率最高(經(jīng)柱層析純化后可達(dá)58%)。另外，若THF干燥不徹底，會(huì)損耗掉部分氫化鈉轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸c，同時(shí)在加熱回流條件下部分3中的酯基水解成羧基而降低反應(yīng)活性，進(jìn)而影響4的最終收率，因此該反應(yīng)對(duì)無(wú)水條件的控制比較苛刻。

4的1H NMR分析表明，1，3-二酮之間的亞甲基質(zhì)子峰基本消失，在7.29和15.34處分別出現(xiàn)烯氫和羥基氫的信號(hào)峰，而在碳譜中94.1處出現(xiàn)烯碳的信號(hào)峰，這表明4在氘代氯仿溶液中以醇式構(gòu)象為主。

［1］ 劉育，尤長(zhǎng)城，張衡益.超分子化學(xué)——合成受體的識(shí)別與組裝第1版［M］.天津:南開(kāi)大學(xué)出版社，2001.

［2］ Liu S Y，He Y B，Wu J L，et al.Calix［4］arenes containing thiourea and amide moieties:Neutral receptors towards α，ω-dicarboxylate anions［J］.Org Biomol Chem，2004，2:1582-1586.

［3］ Liu Y，Chen Y，Li L，et al.Cooperative multiple recognition by novel calix［4］arene-tethered β-cyclodextrin and calix［4］arene-bridged bis(β-cyclodextrin)［J］.J Org Chem，2001，66(21):7209-7215.

［4］ Baur M，F(xiàn)rank M，Schatz J，et al.Watersoluble calix［n］arenes as receptor molecules for non-polar substrates and inverse phase transfer catalysts［J］.Tetrahedron，2001，57:6985-6991.

［5］ Kim J S，Shon O J，Rim J A，et al.Pyrene-armedcalix［4］azacrowns as new fluorescent ionophores:“molecular taekowndo”process via fluorescence change［J］.J Org Chem，2002，67:2348-2351.

［6］ 蔣忠良，王修智，段輝.25，26，27，28-羥乙氧基-杯［4］芳烴的合成［J］.合成化學(xué)，2009，17(6):716-721.

［7］ 楊發(fā)福，蔡秀琴等，新型杯［4］芳烴衍生物的合成及其氨基酸萃取性能［J］.分子科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，22(2):96-99.