背景
酚类化合物是一类重要的有机合成前体，它广泛存在于自然界和生物体系。传统的制备酚类化合物的方法包括卤代苯水解法、异丙苯氧化法、重氮盐水解法等，此外，双烯酮-酚重排反应也被广泛用于酚类化合物的制备。早在1893年，化学家A. Andreocci就发现蛔虫药“山道年”（Santonin）在酸性条件下会生成另一种物质，但直到1930年“山道年”及其酸性条件下生成的产物结构才被确定。1946年，美国化学家A. L. Wilds和C. Djerassi首先将该反应用于Chrysene衍生物的合成并首次将其命名为Dienone-Phenol Rearrangement。[1]
“山道年”在酸性条件下的重排
反应概况
环己二烯酮化合物在酸或光化学诱导下，烃基发生分子内迁移生成多取代苯酚的反应被定义为“双烯酮-酚重排”。邻位或对位取代的环己二烯酮本身不具备芳香性，但产物苯酚具有较为稳定的芳香结构，因此该过程的巨大驱动力是“芳构化”，反应往往需要放出大量的热。通常情况下，该反应仅仅需要中等强度的酸介质，例如H2SO4/HOAc，Ac2O，Lewis酸等就可以获得可观产率，因而实际应用非常广泛。[2]
“双烯酮-酚重排”的反应通式
反应机理
“双烯酮-酚重排”反应的机理并不复杂，由于最常用的催化条件是酸，因此反应通常被认为涉及碳正离子中间体。首先环己二烯酮的羰基氧原子被质子化，氧鎓离子共振成相应的碳正离子后发生一系列重排，最后失去质子恢复稳定的芳香结构。根据反应机理我们不难推测不同基团发生迁移的难易程度，显然迁移后形成的碳正离子越稳定该基团也越容易迁移。一般而言，基团迁移大致为OR > Ph > Me，vinyl > Me。[3]
“双烯酮-酚重排”的反应机理
合成应用
- 多取代苯酚的制备[4]
2001年，A.G. Schultz组报道了一个由苯酚制备多取代苯酚的简洁方法。首先，通过Birch reduction-alkylation反应将叠氮烷基引入底物，TBHP进一步氧化后可构建环己二烯酮中间体。惰性非极性溶剂苯中，利用波长为366 nm的辐射光照射中间体，可以高区域选择性和高产率获得2,3,4-多取代苯酚。
多取代苯酚的制备
- 螺环吲哚酮在Lewis酸介导下的开环-关环重排[5]
2017年，天津大学赵康教授和杜云飞教授合作报道了螺环吲哚酮在非金属Lewis酸BF3Et2O催化下发生分子内迁移，高效合成了具有潜在生物活性的8-hydroxy-phenanthridin-6(5H)-one衍生物，初步的机理研究表明，反应可能涉及酰胺氮正离子中间体。
螺环吲哚酮在Lewis酸介导下的开环-关环重排
- Krempene B的全合成[6]
Krempene B是一类重要的甾体药物中间体，广泛用于甾体类药物、黄体酮类药物及生化研究。2012年，广西民族大学申利群教授以酰基保护的孕烯醇酮为起始原料，历经11步以较高产率实现了Krempene B的合成，其中的关键步骤是构建环己二烯酮中间体并利用“双烯酮-酚”重排构建苯酚骨架，最终他们以85%的高产率实现了这一转化。
“双烯酮-酚重排”在Krempene B合成中的应用
参考文献
- [1] Wilds A L, Djerassi C. J. Am. Chem. Soc. 1946, 68, 1715-1719. DOI: 10.1021/ja01213a010
- [2] Kurti L, Czakó B. Strategic applications of named reactions in organic synthesis[M]. Elsevier, 2005. pp. 142-143. ISBN: 0-12-429785-4
- [3] Wang H. Comprehensive Organic Name Reactions[M]. Wiley, 2010. pp. 900-904.
- DOI: 10.1002/9780470638859.conrr193
- [4] Guo Z, Schultz A G. Org. Lett. 2001, 3, 1177-1180. DOI: 10.1021/ol015637h
- [5] Guo X, Xing Q, Lei K, et al. Adv. Synth. Catal, 2017, 359, 4393-4398.
- DOI: 10.1002/adsc.201700728
- [6] Shen L-Q, Huang S-Y, Tang Y, et al. Steroids, 2012, 77, 1398-1402.
- DOI: 10.1016/j.steroids.2012.08.006
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