麝香酮合成的新进展

麝香酮合成的新进展

陈寒松　刘秀芳　徐汉生(武汉大学化学系,武汉430072)

摘　要　按合成方法分类,综述了近12年来麝香酮合成的研究进展。

关键词　麝香酮　关环　扩环

麝香不仅是名贵的香料,而且也是一种名贵的药材。麝香酮(musco ne,3-甲基环十五烷酮,1)是天然麝香的主要成分,具有天然麝香的某些重要药理作用,又是天然麝香珍奇香气的主要来源。由于天然麝香来源稀缺,半世纪以来,麝香酮的合成一直吸引着众多化学家的兴趣,新的合成方法层出不穷。现将近12年来,合成麝香酮的主要方法作一简要介绍。

根据麝香酮的大环结构,其合成方法不外乎以下几种:(1)关环法;(2)扩环法;(3)在

位插入甲基法。

1　关环法

关环法就是先合成 , -双官能团化合物,然后再合环而成的方法。这是合成麝香

酮较早采用的方法,但由于早期的一些方法产率太低而不被重视。近十多年来,人们又重新注意到这种方法,并进行了改进。新的方法原料易得,步骤减少,产率提高了。1.1　羟醛缩合

早在1951年,Stoll M [1]就最早采用乙酰乙酸乙酯与1,10-二溴癸烷反应制得2,15-十六烷二酮(2),再经过羟醛缩合,氢化得到了麝香酮,该方法产率极低,总产率仅5%。尽管如此,这个古老的方法为人们开阔了思路,40年来,人们一直为改进这个方法进行了大量工作,而近12年内人们的工作重点在于提高2的产率。

王永铿等人[2]对合成2的方法作了改进,他们选用环氧乙烷与乙酰乙酸乙酯作为原料,制得 -乙酰丁内酯,然后开环溴化,再制成格氏试剂与1,6-二碘己烷反应增长碳链,最终得到2。关环制脱氢麝香酮时,他们运用了溴代异丁烷的格氏试剂与AlCl 3的混合物,关环率达到了42%。该路线原料价廉易得,

产率也较高。

1.2　狄克曼缩合

这种方法是先制得二酯化合物,经过狄克曼缩合后,再作进一步处理可得麝香酮。

Ogaw a T [3]

经过较为繁杂的步骤制得二酯化合物8,在甲基铜锂试剂的作用下发生狄克曼缩合,再经过琼斯氧化得R-

麝香酮。

1.3　偶姻缩合

Abad A 等从(R )-M eO 2C (CH 2)12

CHMeCH 2CO 2M e 开始,通过偶姻缩合,得到(R)-(-)-麝香酮,总产率达到41%。1.4　其它缩合

Asao ka M 等[4]

用13-十四碳烯醛和硝基甲烷衍生出相应的硝基烯烃化合物,经过1,3偶极加成得到相应的环状化合物,再经三步可得dl-麝香酮,其路线如下:

T akahashi T 等从容易得到的原料7-辛烯-1-醛开始,经过多步反应得到双官能团化合物16,然后合环,得到1。2　扩环法

2.1　由十二员环扩环

M andai T 等[5]

扩环的起始物是砜阴离

子,经过三步反应可得化合物20,再经两步反应可得目标化合物1,整个过程如下

:

Sug inom e H 等人[6]的扩环路线如下所示,他们从环十二酮的烯醚开始,经过烷基

化,合环开环,得到dl-麝香酮。

Xie ZF 等人由环十二酮开始,乙氧甲酰化,再烷基化,扩环,脱羧,最终得到了R 构型的麝香酮。

Xie 等人对上述扩环路线作了改进。扩环以后,在酸性环境中水解脱去氰基,然后

用LiAlH 4还原,再氧化,最后脱羧。

Rautenstrauch 等人[7]

以2-(2′

-甲基烯丙基)环十二酮为起始物,他们仅仅经过三步就得到了目标产物麝香酮。该路线短,产率高,总产率为19%

。

Dow d P 等人则找到了利用自由基引发扩环制备麝香酮的方法。起始物是25,但仅经过两步就可以达到目标产物。尽管该法路线短,产率也不低(总产率为14%),但自由基反应难以控制,副产物多,不易于工业生产。

2.2　由十三员环扩环

Depr s JP 等人[8]

提出的十三员环扩环方法非常独特新颖,总产率达到了50%,是一种极有发展潜力的方法。他们先用格氏试剂制得1-甲基环十三碳烯,然后与二氯烯酮加成,氢化脱去卤素就可得到dl-

麝香酮。

Bienz S 等人报道了利用2-硝基环十三烷酮扩环得到dl-麝香酮的方法。2.3　其它特殊扩环方法

Limacher LL 等[9]

提出了用电化学技术制麝香酮的方法,由双环[10,3,0]十五烷-1-烯-13-酮着手的,具体步骤如下

:

3　插入甲基法

插入甲基法就是在环十五烷酮 位插入甲基而得到麝香酮的方法。插入甲基法一般包括两个步骤:一在环十五烷酮 位引入双键,二在 位插入甲基。

插入甲基法可用下图表示:

T anaka K 等人[10]运用(1R,2R,3S,4S)-3[(1-甲基吡咯基)甲基氨基]-

1,7,7-三甲基双环[2,2,1]庚烷-2-醇为手性配体,和CuI 、MeLi 一起,在甲苯溶液中,在-78℃下,对15进行共轭加成,得到的R 构型麝香酮光学纯度为89%ee,产率为80%。后来,他们运用同样的试剂,在反应溶剂甲苯中加入少量四氢呋喃,结果得到了光学纯度为100%ee 的R-构型麝香酮,产率为93%。

Nelson KA 等[11]

利用Simmo ns -Sm ith 反应,在环十五烷酮的反式- , -不饱和酮

缩醇中形成环丙烷后,再开环合成了R-麝香酮,总收率为60%

。

R 构型的麝香酮也可通过3-甲基-2-十五烷烯-1-酮的不对称氢化得到,不对称催化剂可以是钌-膦络合物,氢化产率可达95%[12]。4　结语

12年来,麝香酮的合成得到了极大的发展。作者认为,在合环方面王永铿等人方法,在扩环方面,Rautenstrauch V 等人的和

Depr s JP 等人的方法,均是设计新颖、过程简单、产率较高的方法,具有极大的进一步

探索的价值。早期Stoll M 所采取的方法,仅需三步就可得到麝香酮,具有很大的诱惑力。到目前为止,2,15-十六烷二酮的合成已得到了解决,剩下还需要做的是寻找适合于工业生产的关环缩合剂。

目前文献所报道的方法中,大多数产率仍然不高,真正有实用价值的就更少了。麝香酮合成的研究还没有终止。我们相信,麝香天然资源的奇缺和它极大的实用价值,必

将吸引着更多的化学工作者们来研究它,麝香酮的合成研究将得到更快的发展。

参考文献

1　Stoll M .H elv chim acta ,1951,34:1817

2　王永铿,王宫,刘亚森.医药工业,1988,19:3533　Ogaw a T,et al.J chem soc ch em comm un,1991,20:

1438

4　As aoka M ,Abe M ,Taikei H.Bull ch em soc jpn,1985,

58(7):2145

5　M andai T ,et al.J am ch em soc,1984,106:36706　Su ginome H,Yamada S.T etrahedron lett,1987,28:

3963

7　Rau tenstranch V ,et al.Helv ch im acta,1990,73:8968　Depr s JP,Navarro B,Greene A E,T etrahedron ,1989,

45:2989

9　Limach er LL ,Delay F D .Helv chim acta ,1989,45:

2989

10　T anaka K,et al.J chem soc chem commun,1990,11:

795

11　Nelson K A,M as h E A.J org chem,1986,54:2721

(收稿日期:1996-07-22)

作者简介:陈寒松,硕士,现为南开大学元素研究所博士生。