有机碱促进的芳基乙二醛一水合物与烯丙基鏻盐的[2+3]环加成反应: 高效合成环戊烯酮类化合物

doi:10.6023/cjoc202502010

有机化学 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (9): 3420-3428.DOI: 10.6023/cjoc202502010 上一篇下一篇

研究论文

有机碱促进的芳基乙二醛一水合物与烯丙基鏻盐的[2+3]环加成反应: 高效合成环戊烯酮类化合物

张森^†, 江凌云^†, 辛雨, 黄年玉^*(), 王能中^*()

三峡大学生物与制药学院天然产物研究与利用湖北省重点实验室湖北宜昌 443002

收稿日期:2025-02-13 修回日期:2025-04-22 发布日期:2025-05-15
作者简介:
† 共同第一作者
基金资助:
高等学校学科创新引智计划(111 Project); 高等学校学科创新引智计划(D20015); 宜昌市自然科学研究项目(A23-2-002); 天然产物研究与利用湖北省重点实验室(三峡大学)开放基金(2024NPRD04)

Organic Base-Promoted [2+3] Annulation of Arylglyoxal Monohydrates with Allyl Phosphonium Salts: Efficient Syntheses of Cyclopentenones

Sen Zhang, Lingyun Jiang, Yu Xin, Nianyu Huang^*(), Nengzhong Wang^*()

Key Laboratory of Natural Products Research and Development, College of Biological and Pharmaceutical Sciences, China Three Gorges University, Yichang, Hubei 443002

Received:2025-02-13 Revised:2025-04-22 Published:2025-05-15
Contact: *E-mail: huangny@ctgu.edu.cn; wangnz@ctgu.edu.cn
About author:
† These authors contributed equally to this work
Supported by:
Programme of Introducing Talents of Discipline to Universities(111 Project); Programme of Introducing Talents of Discipline to Universities(D20015); Natural Science Research Project of Yichang City(A23-2-002); Opening Funding of Hubei Key Laboratory of Natural Products Research and Development, China Three Gorges University(2024NPRD04)

文章分享

1. 253420S.pdf(1888KB)

摘要/Abstract

环戊烯酮类化合物广泛存在于天然产物及活性分子中, 同时作为一类非常强大的合成子, 用于合成各种生物活性靶分子, 因此开发其合成方法具有重要的研究意义和应用价值. 报道了一种通过有机碱促进的芳基乙二醛一水合物与烯丙基鏻盐的[2+3]环加成反应, 高效合成环戊烯酮类化合物的新方法. 该方法具有无需金属、化学选择性好、条件温和、底物范围广、反应时间短等优点. 克级规模合成及衍生化反应表现出该方法的应用价值.

关键词: 有机碱, [2+3]环加成反应, 芳基乙二醛一水合物, 烯丙基鏻盐, 环戊烯酮

Cyclopentenone compounds are widely present in natural products and biologically active molecules, and act as very powerful synthons for the synthesis of a variety of bioactive target molecules. Therefore, it is of great research significance and application value to develop their synthetic methods. This article reports a novel method for the efficient synthesis of cyclopentenones by organic base-promoted [2+3] annulation reaction of arylglyoxal monohydrates with allyl phosphonium salts. This method displays metal-free, good chemoselectivity, mild reaction conditions, broad substrate scope, and short reaction time. The practical application of this method is demonstrated by the gram-scale synthesis and further transformation reactions.

Key words: organic base, [2+3] annulation, arylglyoxal monohydrates, allyl phosphonium salts, cyclopentenones

引用此文

张森, 江凌云, 辛雨, 黄年玉, 王能中. 有机碱促进的芳基乙二醛一水合物与烯丙基鏻盐的[2+3]环加成反应: 高效合成环戊烯酮类化合物[J]. 有机化学, 2025, 45(9): 3420-3428.

Sen Zhang, Lingyun Jiang, Yu Xin, Nianyu Huang, Nengzhong Wang. Organic Base-Promoted [2+3] Annulation of Arylglyoxal Monohydrates with Allyl Phosphonium Salts: Efficient Syntheses of Cyclopentenones[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2025, 45(9): 3420-3428.

导出引用 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

分享此文

图/表 9

图1. 代表性的天然产物

Figure 1. Representative natural products

图式1. 烯丙基鏻盐参与的反应

Scheme 1. The reactions of allyl phosphonium salts

Entry	Base	Time/min	Solvent	Yield^b/%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	K₂CO₃ NaOH NaO^tBu DMAP DABCO DABCO DABCO DABCO DABCO DABCO DABCO DABCO	10 10 10 10 10 30 60 10 10 10 10 10	MeCN MeCN MeCN MeCN MeCN MeCN MeCN Toluene THF Acetone DCM MeOH	N.D. N.D. N.D. 28 42 37 31 44 47 67 78 54

表1. 反应条件优化a

Table 1. Optimization of reaction condition

图式2. 烯丙基鏻盐的底物范围

Scheme 2. Substrate scope of allyl phosphonium salts

图式3. 芳基乙二醛一水合物的底物范围

Scheme 3. Substrate scope of arylglyoxal monohydrates

图式4. 克级反应

Scheme 4. Gram-scale reaction

图式5. 3a的衍生化反应

Scheme 5. Further transformations of 3a

图式6. 机理研究

Scheme 6. Mechanistic studies

图式7. 可能的反应机理

Scheme 7. Proposed reaction mechanism

参考文献 15

[1]	(a) Kunitada, T.; Omatsu, R.; Tanaka, N.; Imai, N.; Inokuchi, T.; Nokami, J. Tetrahedron Lett. 2010, 51, 5525.
	(b) Pohmakotr, M.; Kambutong, S.; Tuchinda, P.; Kuhakarn, C. Tetrahedron 2008, 64, 6315.
	(c) Matsuo, N.; Sugisaka, Y.; Aoyama, S.; Ihara, M.; Shinoyama, H.; Hosokawa, M.; Kamakura, Y.; Tanaka, D.; Tanabe, Y.; Matsuda, K. J. Med. Chem. 2023, 66, 7959.
	(d) Kashanna, J.; Jangili, P.; Kumar, R.-A.; Rao, R. B.-R. Tetrahedron Lett. 2013, 54, 1634.
	(e) Xu, G.; Hou, A.-J.; Zheng, Y.-T.; Zhao, Y.; Li, X.-L.; Peng, L.-Y.; Zhao, Q.-S. Org. Lett. 2007, 9, 291.
	(f) Hao, Z.-Y.; Liang, D.; Luo, H.; Liu, Y.-F.; Ni, G.; Zhang, Q.-J.; Li, L.; Si, Y.-K.; Sun, H.; Chen, R.-Y.; Yu, D.-Q. J. Nat. Prod. 2012, 75, 1083.
[2]	(a) Simeonov, S. P.; Nunes, J. P. M.; Guerra, K.; Kurteva, V. B.; Afonso, C. A. M. Chem. Rev. 2016, 116, 5744. doi: 10.1021/cr500504w pmid: 27101336
	(b) Jose, J.; Mathew, T. V. Tetrahedron 2024, 150, 133747. pmid: 27101336
[3]	(a) Wang, H. Zhang, H.; Yang, B.; He, H.; Gao, S. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 16988.
	(b) Xue, Y.; Hou, S.-H.; Zhang, X.; Zhang, F.-M.; Zhang, X.-M.; Tu, Y.-Q. J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 25445.
	(c) Botlik, B. B.; Weber, M.; Ruepp, F.; Kawanaka, K.; Finkelstein, P.; Morandi, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2024, 63, e202408230.
[4]	(a) Li, M.; Meng, B.; Lan, W.; Fu, B. Chin. J. Org. Chem. 2024, 44, 195. (in Chinese)
	(李梦竹, 孟博莹, 兰文捷, 傅滨, 有机化学, 2024, 44, 195.) doi: 10.6023/cjoc202307019
[5]	(a) Li, X.; Huang, D.; Zhou, Y.; Liu, X.; Wang, K.; Wang, J.; Hu, Y. Chin. J. Org. Chem. 2024, 44, 1226. (in Chinese)
	(李晓勇, 黄丹凤, 周玉秀, 刘小康, 王克虎, 王君娇, 胡雨来, 有机化学, 2024, 44, 1226.) doi: 10.6023/cjoc202311001
	(b) Xu, M.; You, M.; Su, Y.; Lu, B. R.; Liu, L.; Lv, X.; Wang, S.; Mao, H.; Zhou, L. Org. Chem. Front. 2023, 10, 1521.
	(c) Wu, H.; Wang, J.; Jing, H.; Zhang, Z.; Ou, W.; Su, C. Org. Lett. 2024, 26, 5415.
	(d) Wang, H.; Niu, W.; Wei, M.; Xiao, Y.; Lin, Y.-W. Org. Lett. 2025, 27, 2721.
	(e) Zhang, S.; Gan, M.; Zhang, F.; Zhou, L.; Li, W. Org. Lett. 2025, 27, 3013.
[6]	(a) Wang, N.; Lang, Y.; Wang, J.; Wu, Z.; Lu, Y. Org. Lett. 2022, 24, 3712.
	(b) Chen, Z.; Xiong, D.; Wang, N.; Zhang, Y.; Yao, H.; Zhang, J.; Huang, N.; Zou, K. Org. Chem. Front. 2024, 11, 2762.
	(c) Li, S.; Xu, D.; Yao, H.; Tan, M.; Li, X.; Liu, M.; Wang, L.; Huang, N.; Wang, N. Chem. Commun. 2024, 60, 6773.
	(d) Li, B.; Hu, X.; Yao, H.; Li, Y.; Xu, D.; Huang, N.; Wang, N. Org. Lett. 2024, 26, 7576.
	(e) Tan, M.; Zheng, Y.; Zhang, S.; Yao, H.; Yan, X.; Zhao, X.; Liu, M.; Huang, N.; Wang, N. Org. Lett. 2024, 26, 9203.
	(f) Li, Y.; Hu, X.; Li, B.; Zhang, S.; Yao, H.; Xiao, X.; Huang, N.; Wang, N. Org. Lett. 2024, 26, 10651.
	(g) Chen, G.; Nie, G.; Li, L.; Fu, J.; Yao, H.; Huang, N.; Wang, N. Org. Chem. Front. 2025, 12, 2212.
	(h) Zhang, Y.; Chen, J.; Yao, H.; Wang, Y.; Liu, H.; Wang, L. Huang, N.; Wang, N. Chin. J. Chem. 2025, 43, 995.
[7]	(a) Ye, L.-W.; Han, X.; Sun, X.-L.; Tang, Y. Tetrahedron 2008, 64, 8149.
	(b) Ye, L.-W.; Wang, S.-B.; Wang, Q.-G.; Sun, X.-L.; Tang, Y.; Zhou, Y.-G. Chem. Commun. 2009, 3092.
	(c) Wang, Q.; Sun, X.; Zheng, J.; Tang, Y. Chin. J. Chem. 2010, 28, 1618.
	(d) Shu, Z.-C.; Zhu, J.-B.; Liao, S.; Sun, X.-L.; Tang, Y. Tetrahedron 2013, 69, 284.
	(e) Wang, P.; Liao, S.; Zhu, J.-B.; Tang, Y. Chem. Commun. 2014, 50, 808.
	(f) Liu, S.; Chen, W.; Luo, J.; Yu, Y. Chem. Commun. 2014, 50, 8539.
	(g) Li, K.; Yu, A; Meng, X. Org. Lett. 2018, 20, 1106.
	(h) Li, K.; Wang, L.; Yu, A.; Zhu, L.; Gu, Y.; Zhang, L.; Meng, X. Chem.-Eur. J. 2019, 25, 9665.
[8]	(a) Eftekhari-Sis, B.; Zirak, M.; Akbari, A. Chem. Rev. 2013, 113, 2958. doi: 10.1021/cr300176g pmid: 23347156
	(b) Chaudhary, A. Curr. Org. Chem. 2019, 23, 1945. doi: 10.2174/1385272823666191019110010 pmid: 23347156
	(c) He, L.; Lv, H.; Zhang, Y.-R.; Ye, S. J. Org. Chem. 2008, 73, 8101. pmid: 23347156
	(d) Fan, W.; Ye, Q.; Xu, H.-W.; Jiang, B.; Wang, S.-L.; Tu, S.-J. Org. Lett. 2013, 15, 2258. pmid: 23347156
	(e) Feng, X.; Wang, Q.; Lin, W.; Dou, G.-L.; Huang, Z.-B.; Shi, D.-Q. Org. Lett. 2013, 15, 2542. pmid: 23347156
	(f) Shu, W.-M.; Zheng, K.-L.; Ma, J.-R.; Sun, H.-Y.; Wang, M.; Wu, A.-X. Org. Lett. 2015, 17, 1914. pmid: 23347156
	(g) Li, X.-Y.; Yuan, W.-Q.; Tang, S.; Huang, Y.-W.; Xue, J.-H.; Fu, L.-N.; Guo, Q.-X. Org. Lett. 2017, 19, 1120. pmid: 23347156
	(h) Li, K.; Chen, L.; Fan, Y.-X.; Wei, Y.; Yan, S.-J. J. Org. Chem. 2019, 84, 11971. pmid: 23347156
[9]	Wang, Y.; Li, Y.; Lian, M.; Zhang, J.; Liu, Z.; Tang, X.; Yin, H.; Meng, Q. Org. Biomol. Chem. 2019, 17, 573.
[10]	(a) Lu, M.; Zhu, D.; Lu, Y.; Zeng, X.; Tan, B.; Xu, Z.; Zhong, G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4562.
	(b) Isaka, N.; Tamiya, M.; Hasegawa, A.; Ishiguro, M. Eur. J. Org. Chem. 2012, 665.
	(c) Wang, Y.; Lu, R.; Yao, J.; Li, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 6631.
[11]	(a) Li, H.; Wang, K.; Zhao, W.; Li, X.; Fu, Y.; Do, H.; An, J.; Hu, Z. Org. Lett. 2024, 26, 9120.
	(b) Li, L.; Chen, X.; Pei, C.; Li, J.; Zou, D.; Wu, Y.; Wu, Y. Chin. J. Org. Chem. 2021, 41, 2319. (in Chinese)
	(李琳琳, 陈晓雨, 裴聪聪, 李敬亚, 邹大鹏, 吴养洁, 吴豫生, 有机化学, 2021, 41, 2319.) doi: 10.6023/cjoc202012020
[12]	(a) Wu, J.; Jiang, X.; Xu, J.; Dai, W.-M. Tetrahedron 2011, 67, 179.
	(b) Xun, W.; Xu, B.; Chen, B.; Meng, S.; Chan, A. S. C.; Qiu, F. G.; Zhao, J. Org. Lett. 2018, 20, 590.
	(c) Yu, X.; Huang, N.; Huo, Y.; Li, X.; Liu, Y.; Maruoka, K.; Chen, Q. Org. Lett. 2024, 26, 565.
	(d) Wang, M.; He, Y.-Q.; Zhu, Y.; Song, Z.-B.; Wang, X.-Y.; Huang, H.-Y.; Cao, B.-P.; Tian, W.-F.; Xiao, Q. Org. Chem. Front. 2021, 8, 5934.
[13]	(a) Martinez-Erro, S.; Sanz-Marco, A.; Gomez, A. B.; Vazquez- Romero, A.; Ahlquist, M. S. G.; Martín-Matute, B. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 13408. doi: 10.1021/jacs.6b08350 pmid: 33724037
	(b) Mondal, K.; Mondal, B.; Pan, S. C. J. Org. Chem. 2016, 81, 4835. pmid: 33724037
	(c) Zhang, L.; Wang, B.; Zhao, Y.; Pu, M.; Liu, S.; Lei, M. J. Phys. Chem. A 2021, 125, 2316. doi: 10.1021/acs.jpca.1c00404 pmid: 33724037
	(d) Sai, M. Eur. J. Org. Chem. 2022, e202200052. pmid: 33724037
[14]	(a) Cai, Q.; Zhuang, S.; Yang, M.; Peng, N.; Liu, Y.; Wu, A. Tetrahedron, 2019, 75, 130756.
	(b) Zhan, Z.; Zhang, G.; Cheng, X.; Lv, G.; Zheng, Y.; Hai, L.; Wu, Y. Chin. J. Org. Chem. 2015, 35, 2559. (in Chinese)
	(展震, 张国尧, 程旭, 吕光辉, 郑阳, 海俐, 吴勇, 有机化学, 2015, 35, 2559.)
[15]	Mathieson, J. E.; Crawford, J. J.; Schmidtmann, M.; Marquez, R. Org. Biomol. Chem. 2009, 7, 2170. doi: 10.1039/b901797f pmid: 19421456

有机碱促进的芳基乙二醛一水合物与烯丙基鏻盐的[2+3]环加成反应: 高效合成环戊烯酮类化合物

Organic Base-Promoted [2+3] Annulation of Arylglyoxal Monohydrates with Allyl Phosphonium Salts: Efficient Syntheses of Cyclopentenones

RichHTML

PDF

补充材料

可视化

摘要/Abstract

引用此文

分享此文

图/表 9

参考文献 15

相关文章 11

编辑推荐

相关统计

本文评价

[1]	田忠贞, 王先浩, 李冬梅. 新型含二硫环戊烯酮结构新烟碱类衍生物的合成与生物活性[J]. 有机化学, 2020, 40(12): 4332-4338.
[2]	石崇慧, 肖本现, 杜玮, 陈应春. 膦催化α'-亚甲基环戊烯酮的形式[6+2]环加成反应[J]. 有机化学, 2019, 39(8): 2218-2225.
[3]	谢筱娟,杨高升,赵刚. Pauson-Khand反应的研究进展[J]. 有机化学, 2002, 22(9): 610-616.
[4]	沈宗旋,王亚玲,张雅文. 胍类化合物的制备及在有机合成中的应用[J]. 有机化学, 2002, 22(6): 388-396.
[5]	郭灿城,徐建兵,罗晓丽. 2, 3, 4, 5, 6-五苯基苯甲醛的新合成途径[J]. 有机化学, 2000, 20(3): 398-400.
[6]	刘志煜,褚新阶,何菱,谢益农,赵联运. 用反Diels-Alder反应合成天然产物[J]. 有机化学, 1997, 17(1): 62-65.
[7]	史保川,高逢君,杜作栋,陈剑华. 4,4'-(多苯基三联苯)双(有机硅烷)的合成[J]. 有机化学, 1992, 12(6): 589-593.
[8]	孙诗澄,邱发洋,刘铸晋. 2-取代-环戊烯酮及其衍生物的简易合成[J]. 有机化学, 1992, 12(2): 168-172.
[9]	孙诗澄,陈周甲,李基,李爱芳,刘铸晋. 简法合成二氢茉莉酮酸甲酯和二氢新茉莉酮酸甲酯[J]. 有机化学, 1986, 6(6): 453-456.
[10]	周景尧,林国妹,孙伟,孙菁. 二氢苯莉酮酸甲酯的简便合成方法[J]. 有机化学, 1985, 5(6): 490-493.
[11]	卢兴梁,俞雄,谢良毅. 烯烃异构化反应的研究[J]. 有机化学, 1985, 5(6): 479-485.