从4—戊烯醛经增碳反应5—己烯酸甲酯类化合物

有机化学 YOUJI HUAXUE，1999，19，184—189 研究简报 ， 、 j从4一戊烯醛经增碳反应合成5一己烯酸甲酯类化合物 陈立功* 李 阳、／／孟 秫 李 渊 吕 萌 罗舍兵 王 勇 — — — ； 学化工学院应用化学与精细化工系 天津300072) 摘要 通过4，8，12一三甲基一4，8，12一三烯醛(1)类四戊烯醛衍生物的增一碳反应合成了5，9．13一三甲基一 5，9，13一十四三烯醛甲醑(3)及 5一己烯酿甲醑衍生物(7—9)。用甲氧基甲基三苯基膦处理4一戊烯醛类化合物生 成烯基醚，PCC氧化所生成的烯醚则得到标题化台物．5一己烯酿甲醑类化台物 。 关■词 反应， ，反式多烯酯，醛增一碳反应 ．Witti~ PCCl~ 茂坼醴 血 1 a 己 bo 薅 ut b 画嚏甲 iomim 两 etl c iz a 曾 tio 名 m polyeneIn cohcemod wi the P eet about bio cyelizatiorm of polyene aey ntermediates，the tll roi l i ， phenylselenyl esters of all—trans polyene carboxylie aeids we chosen∞ the precur~m_IJ．One example of synthetic strategy for selenyl e~ters is described in Scheme 1， 洲 业 一oH ——· 一O l_二， Hg(OAc~,80％ 、 ，M唧 ⋯ ． 一 PB ，Ph2S电 As shown in Scheme 1， 4，8，12一trimethyl— trans一4，8，12一t}Iirdec e【Ial can be easily prepared from 2一methylpmpenol thro~,gh a series of cl ∞n rearrangements and gnS~ d reactions[ ． The left thing we need to deal with is one—carbon homologation of aldehydeB to esters．A number of 1997—11—10收稿，1998—07—08修回。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 2期 胨立功等 ：从 4一戊烯醛经增碳反应合成 5一己烯酸甲醣类化合物 185 synthetic methods have become available for effecting aldehyde homologations ． However，the present procedures reported here are typical example of one—carbon homologation of aldehydes to esters mediated by combination of Wittig reaction and selective PCC oxidation． The target molecule(3)，(7—9)w唧 first synthesized by US in 1994[ ．5一bexenates normally Call be prepared by Wittig reaction of aldehydes，but the stereochemistry of the forming carbon—carbon double bond norm ally is c／s．Otherwise，Claisen rearrangement inakes the forming double bond being trai'~． The stereochemistry of all the double bo nds of required precursom for polyenecyelization investigation must be tr~i't$，and the methyl substituents in the precursors must be at 5，9，13，17 position because the stereochemistry of cyelization products and the eyclization mode would be influenced largely by the stereechemistry of double bonds and substitution position．Th us，the above mentioned procedures we∞ employed in the present project． 1 Rem lb and diseut~ions As well known，pyfidinium ebforechromate(Pcc)has been found extensive use in organic synthesis as oxidants for oxidation of alcohols to aldehydesL4i．In 1977 Piancatelli an d his coworkers reported an nnu~ual selective oxidation of enol etheI吕to corresponding esters with pCCtSJ．With consideration that enol ethers Pan be easily prepared from aldehydes an d W ittig reagentsL ，we studied preparation of trait8—5 — - pentenoic acid derivatives from trans—-4—-be tenal derivatives by Wittig reac tion and sdec tive PCC oxidation． we first examined reaction of4，8，12一trimethyl一抛m 一4，8，12一thidecatrienal(1)with methoxy bromide．As expected，treatanent of aldehyde(1)with Wittig reagent afforded a mixture of trar~一 and蕊 一enol ethers(2)in 68％ yield．PCC oxidation ofthe mixture of tran8一 and c／s—end ethers(2)produced the corresponding este~，methyl 5，9，13一trimethylbutadeca 一 5,9，13一trienoate(3)in 73％ field．The mixture of trans— and cis—enol ethers(2)need not be separated and oxidation is high selective，all of the trarts carbo n— carbon double bo nds and their stereoehemistry maintained，nO~pimerizafion products were detected(described in Scheme 2)． 1 MeOCH2PPh3Br 3 Scheme 2 2 Th e obtained results encouraged US next to exal3ftine preparations of uther eBt％ with four irons 维普资讯 http://www.cqvip.com 186 有 机 化 学 1999在 carbon — carbon double bonds， such aS， methyl 5，9， 13 一 trimethyl 一 5，9， 13， 17 一 e(7)，methyl 5，9，13，17一tetramethyl一1，5，9，13，17一oetadecapetoenoate(8) methyl 17一phenyl一5，9，13一trimethyl一1，5，9，13，17一oetadecapetaenoate(9)，according to the 8dtiue methodology．Their structures and obtained~ ults are shown in the Scheme 3． Rl }L H，(．)75％ RI Me,R2-】 (5)70％ Rl=H'R2=P (6】69％ R1=H，R2=H，(7)75％ Rz Me,R2= (I)60％ R1 H，R2。n (9)68％ Scheme 3 As we known that the required all—traPd aldehydes are easily synthesized througIl a series of Claisen 唧 m 心 and嘶 reactions from simph aldehydes and bre~ des ．Tl1e required Wittig reagent， methoxymethyltrlpllenylphosphonium bromide js commercially available． e obtmnnd results indicate that the Wittig reaction is effective and proceed in }Ii yield smoothly under mild reaction conditions to give desired enol ethem．the isolarnd yields are between 68％ 一75％ ． The oxidation of the obtained enol ethem with PCC undergoes selectively and effectively to give desired estem with 60％ 一75％ yin~d ander loom temperature．Tl1e overall yields are about 50％ ． e mechanism for the W ittig reactions are we1l known．but the mechan _峙m for the PCC oxidafion of enol ethers should be different from the mechanism for PCC 0xidatiO11 of alcohols． e PCC oxidatiOll mechanism of enol ether wsB reported that the initial electmphilic attack upon the ulefm by the PCC to afrord 81'1 unstable intermedlate which then undergoes heterolytie cleavage of the Cr— b0nd． accompanied by a 1，2一hydride shift gave the es tem．tsl Therefore ， we propose that the PCC oxidation mechanism of po lyenenol ethem is simihr an d described iU Sc heme 4． + [cro3c1]’C~[sNH+ Sc heme 正 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 2期 陈立功等 ：从 4一戊烯醛经增碳反应合成 5一己烯酸 甲酯类化合物 187 In summary，combination of Wittig reaction between methoxymethyltfiphenylphosphonium bromide and aldebyder，and PCC oxidation of the cnol ethers provides a convenient methodology for one—carbon homologation from aldehyder to corresponding ertcl~．The present methodology uses readily accessible inexpensive reagents for effecting a useful transformation．Th e conditions generally mild and the yield ofthe esters is good．thus．a novd one—carbon homologation method was established． 2 Experimental details Infrared spectra we∞ recorded in a Perkin—Elmer 1600 series spectrometer．Unlea．,s stated otherwise solutionin deuteriachloroform w丑sus ed forthe deterraination ofNMR spectra． I—methox~一5，9，13一trhnethyibutadeca一1，5，9，13一“吐ra蚰e(2)Lithium his(trimetbylsily1) amide(15．8 mL，15．8 anno1)was added dropwlse to a solution of methoxymethyltriphenylphosphonium chloride(5．6g，15．8 mmo1)in THF(35 mL)under nitrogen at 0℃．After the mixture was stilted 1h，4，8，12一trimethyl—tra~,s一4，8，12一thidacatrienal(1，3．4E，14．4 mmo1)in THF(35 mL)w鼬 added drolr,vise．It was fred over 20h．at room temperature and quenched by cautious addition of saturated aqneous ammonium chloride． nle aqueous phase w舳 extracted witlI ether． dryi~S over magnesium sulphate and purified by flash chromatography(petrol：ether=5：1)．The title compound(2， 2．6 g，68％)was obtainad．v一 (mm)：2930，2852，1655，450，1385，1210，933 and 886 om．8H：6．13— 5．66(2H，m，CH— CH)，4．95(2H，m，2×一 CH)，4．53—4．50(2H，m，一 CH2)，3．39—3．31(3H， m，OCHs)，2．00 ～ 1．82(12H，m，6× CH2)，1．55(3H，s，CHs)，1．43(3H，s，CHs)， 1．41(3H，s，CHs)．8c：146．9(一 cH)，145．9(一cH)，135．1(quat．C)，134．7(quat．C)， 134．4(quat．C)，124．4(一 CH)，124．0(一 CH)，109．7(一 CH2)，55．7(OCH3)，40．9(CH2)，39．7 (CH2)，39．6(CH2)，37．8(CH2)，26．5(CH2)，26．2(CH2)，22．4(CHs)，15．9(CH3)，15．8(CH3)． Methyl 5，9，13一tnknethylbutadeca一5，9，13一Irlenoate(3)A solution of anol ether(2，2．5 g，9．5 mmo1)in diehloromethane(20 mL)was rapidly added to a suspension of PcC(4．1窖，19．0 anno1)in dlchloromethone(∞ mL)．Afterthe mixtu弛w鼬 stirredfor 1．5 h．at loom temperature，ether(40mL) was added to jt． nIe supematant liquid was ooured t0 a beaker and the residue solid was washed with ether(3×20 mL)．The oonlbined etheral solutions passed through a column filied with silica and magnesium sulphate and the residue w鼬purified by flash chromatograpby (petrol：ether=5：1)，the title compound(3，1．98 g，73％)was obtained．v衄 (‰ )2934，2853，1742，1650，1436，1374，1209，1155， 887cm～．8H：5．22(2H，m，2×一 CH)，4．80(1H，s，一 CH)，4．77(1H，s，一 CH)，3．76(3H，s，OCHs)， 2．36(2H，t，J=7．6Hz，CH2)，2．18—2．06(10H，m，5×CH2)，1．84—1．76(2H，m，CH2)，1．82(3H，s， CH3)，1．70(3H CHs)，1．68(3H，s，CHs)．；8c：174．4(CO)，146．1(quat．C)，135．2(quat．C)，134．0 ‘ at．c)，125．5(一cH)，124．4(一cH)，110．0(一cH2)，51．6(OCH3)，39．8(cH2)，39．1(CH2)， 38．0(CH2)，33．6(cH2)，26．8(CH2)，26．4(CH2)，23．2(CH2)，22．7(CHs)，16．2(CHs)，15．9(CHs)． rhe following enol ethe~ an d ester8 were synthesized similarly． 1一methoxy一5，9，13一tl'~nethyl一1，5，9，13，17—0c叫 m peta∞e(4)The title compound(4)was 0brainedfrom 4，8，12一trimethyl一4，8，12，16一heptadeeatetraenal in 75％ yield． (fdm)：2926， 2851，1656，1641，1450，1384，1210，911 cTn一．占H：6．14—6．09(1H，d，J=121-Iz，CH— CHOMe)，5．66—5．60(2H，m，2×一 CH)，4．94～4．75(5H，m，3×一 CH +一 CH2)，3．39and 维普资讯 http://www.cqvip.com 188 有 机 化 学 1999正 3．31(3H，s，OCH3)，1．90—1．50(16H，m，8×CH2)，1．42(9H，8，3×CH3)．8c 146．8(一 CH)， 145．9(一 cH)，138 7(一 CH)，135．4(quat．C)，134．9(quat．C)，134．1(quat．c)，124．6(一 CH)，123．7(一 CH)，124．2(一 CH)，I14．3(一 CH2)，55．8(OCH3)，39．7(2×CH2)，34．0(2× CH2)，27．4(CH2)，26．6(2×CH2)，26．4(CH2)，16．03(CH3)，15．99(CHs)，15．96(CH3)． 1一methoxy一5，9，13，17一tetramethyl—l，5，9，13，17一ocladompetaene(5)The dtle compound (5)waft obtained from 4，8，12，16一tetramethyl一4，8，12，16一heptadeeate~aenal in 70％ yield． 一 (film)：2928，2851，l655，1449，1434，1383，1210，I1I1，886em。。．占H：6．04—6．oo(1H，d，J= 12．5HzCH—CH0Me)，4．92—4．85(4H，m，4×一CH)，4．44(1H，s，一 CH)，4．42(1H，s，一CH)， 3．30 and 3．22(3H，s，OCH3)，1．89—1．74(16H，m，8×CH2)，1．46(3H，8，CH3)，1．35(3H，s，CH3)， 1．33(6H，B，2×CH3)．8c：145．8(quat．C)，135．1(quat．C)，134．6(quat．C)，133-8(一 CH)，133．5(一 CH)，128．6(-- CH)，128．3(一 CH)，124．3(quat．c)，l24．0(一 cH)，109．7(一 cH2)，55．8(OCH3)， 39．7(2×CH2)，37．8(2×CH2)，26．6(CH2)，26．2(2×CH2)，26．1(CH2)，22．4(CH3)，16．03(3× CH3)． 1一methoxy一17一phenyl一5， 9，13一trimethyt—l，5，9，l3，17一octadecapetaene(6) e fide compound(6)was obtained from 16一phenyl一4，8，12一trimethyl一4，8，12，16一heptadecatetmenal in 69％ yield．v (fdm)：3025，2926，2851，1655，1598，1494，1448，1383，1210，I1I1，963em～．8H：6．94 — 6．74(5H，nl，5×aryl— cH)，5．96—5．77(4H，m，4×一 cH)，4-81—4．71(3H，m，3×一 CH)，3．15 and 3．07(3H，8，0cH3)，1．85—0．65(25H，m，8×CH2+3×CH3)． Methyl 5，9，13一tr'maethyl一5，9，13，17一 (7)The title compound(7)was obtained in 75％ yield．v (film)：2922，2852，1742，1640，1437，1382，1245，1210，l156，944， 91lem。。．占H：5．85—5．78(1H，nl，一 CH)，5．12—5．09(3H，m，3×一 CH)，5．02—4．93(2H，ii1，一 CH2)，3．65(3H，s，OCH3)，2．28—1．97(16H，m，8×CH2)，1．73—1．65(2H，m，CH2)，1．60(3H，s， CH3)，1．59(3H，8，CH3)，1．58(3H，s，cH3)．占c：174．2(CO)，138．7(一 cH)，135．3(quat．C)，134．8 (quat．C)，133．7(quat．C)，125．3(一 cH)，124．3(一 cH)，123．8(一 cH)，114．3(一 CH2)，51．4 (0CH3)，39．6(2×CH2)，38．9(CH2)，34．0(CH2)，33．4(CH2)，27．4(CH2)，26．6(2×CH2)，23．0 (CH2)，16．0(2×CH3)，15．7(cH3)． Methyl 5，9，13，17一tetrametlhIyl一1，5，9，13，17一octadecapetaenoate(8)The tide compound(8) was obtained in 60％ yield．v一 ( lm)：2920，1742，1649，1437，1374，1204，1155，886em一．8H：5．23— 5．18(3H，m，3×一 CH)，4．80(1H，s，一 CHH)，4．77(1H，8，一 CHH)，3．76m(3H，8，OCHs)，2．39— 2．07(16H，m，8×CH2)，1-88—1．77(2H，m，CH2)，1．82(3H，s，cH3)，1．71(3H，s，CHs)，1．69(6H，s， 2×CH3)．8c：174．5(C0)，145．8(quat．C)，135．1(quat．C)，134．7(quat．C)，133．7(quat．C)，125．3(一 CH)，124．3(一 cH)，124．0(一 cH)，109．7(一 CH2)，51．4(OCH3)，39．6(2×CH2)，38．9(CH2)，37．8 (cH2)，33．4(cH2)，26．6(2×CH2)，26．2(CH2)，23．0(CH2)，22．4(CH3)，15．9(2×cH3)，15．7 (CH3)． Methyl17一phenyl一5，9，13一trimethyl一1，5，9，13，17一octadecapetacnoate(9) etitle compound (9)was obtained in 68％ yield．v一 (fdm)：3024，2955，2925，1741，1598，1494，1436，1381，l155， 963em-1．8H：7．41—7．21(5H，m，5×aryl— CH)，6．49—6．27(2H，m，CH— CH)，5．26—5．18(3H， m，3×一 CH)，3．72(3H，s，OCHs)，2．35一1．74(18H，m，9×CH2)，1．69(3H，s，CH3)，1．65(3H CH3)，1．61(3H，8，CH3)．占c：173．6(CO)，137．9(quat．C)，135．6(quat．C)，134．8(quat．C)，133．7 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 2期 陈立功等 ：从 4一戊烯醛经增碳反应合成 5一己烯酸甲醑类化合物 189 (quat．C)，130．6(一 cH)，129．9(一 cH)，128．4(2×aryl— cH)，126．7(aryl— cH)，125．9(2×aryl — CH)，125．3(一 CH)，124．3(一 CH)，123．6(一 CH)，51．3(OCH3)，39．7(CH2)，39．6(CH2)，38．9 (CH2)，37．8(CH2)，33．4(CH2)，33．3(CH2)，27．8(CH2)，27．77(CH2)，27．6(CH2)，26．6(CH2)， 16．05(CH3)，15．96(CH，)，15．7(CH3)． Reference 1 a)Che．Ligong，GillGB，P~tendenG． m 1．eu．．1994，35：2593；b)ChenLigong，GillGB．PattendenG， SimonianH．J．Chem．Soc．， r删 J，1996，j：31；c)Batsanov A，Chen Ligong，Gill GB，Pattenden G． J．Chem．Soc．， Tram 1，1996，1：45 2 a)F“lkn目D J，P~emen M R．Te．,rahedron Lea．，1969，3243；b)Trust R I，Ireitmd R E．Org毋 ．，1973t53： ll6；e)Salemon RG，cou _mDG，Ghoah S． MG．J．Am．Chem．Soc．，1982．104：998；d)WatanabeWH Conlon L E．J．Am． m．s0c．．195'7．29：2828；e)K．Tski．I．Moil 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of 4一pent~nals with methoxy methylenetriphenylphosphin afforded a mixture of c／s— an d troats— enol ethers，which were oxidized by PCC to give methyl 5一hexenates． Key words Witfig reaction，PCC oxidation，all trans-polyene esteTB，one—carbon homologation (Ed．Shan H) 维普资讯 http://www.cqvip.com