Pechmann香豆素合成反應(yīng)

Br?nstedt酸或Lewis 酸催化下酚和β-酮酯縮合得到香豆素類似物的反應(yīng)，被稱為Pechmann香豆素合成反應(yīng)。此反應(yīng)也被稱為von Pechmann環(huán)化反應(yīng)或Pechmann縮合反應(yīng)。1883年， H. von Pechmann和C. Duisberg報(bào)道了乙酰乙酸乙酯和間苯二酚在濃硫酸中反應(yīng)得到4-甲基-7-羥基香豆素。次年，Pechmann發(fā)現(xiàn)間苯二酚和蘋果酸也能發(fā)生類似反應(yīng)生成7-羥基香豆素。

反應(yīng)特點(diǎn) ：1、此反應(yīng)最好的底物是含有給電子基團(tuán)的單、二或三酚；2、含有強(qiáng)吸電子取代基(e.g., NO2 or CO2H) 的酚通常不會(huì)發(fā)生此反應(yīng)；3、酚的取代基位置會(huì)影響反應(yīng)的活性和縮合速率；4、酚的鄰位有取代基則不能發(fā)生此反應(yīng)，對(duì)位取代甲基則影響不大，間位取代基反應(yīng)效果最好；5、環(huán)狀或直鏈的β-酮酸酯都可發(fā)生此反應(yīng)；6、蘋果酸，富馬酸和馬來酸也可發(fā)生此反應(yīng)，但底物酚的應(yīng)用范圍有限；7、β-酮酸酯發(fā)生此反應(yīng)會(huì)生成4位取代的香豆素，而蘋果酸作為底物則生成4位無取代的產(chǎn)物；8、質(zhì)子酸或路易斯酸的性質(zhì)對(duì)反應(yīng)的結(jié)果影響很大，如果一種酸結(jié)果不理想，可能另一種酸效果很好；9、早期使用的Br?nsted酸為濃硫酸，但在如此苛刻的反應(yīng)條件下，一系列對(duì)強(qiáng)酸敏感的官能團(tuán)無法兼容，底物的適用范圍十分受限?；瘜W(xué)家對(duì)這一反應(yīng)進(jìn)行改進(jìn)，使用更為溫和的Lewis酸如ZnCl2、AlCl3、FeCl3等參與反應(yīng)可以達(dá)到同樣的效果；10、高活性的酚不用加熱就可以反應(yīng)，但是活性較低的酚則必須加熱才能反應(yīng)。11、反應(yīng)缺點(diǎn)：a、反應(yīng)需要加入過量的酸；b、在高溫條件下延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間會(huì)引發(fā)一些副反應(yīng)，如生成色酮。

反應(yīng)機(jī)理

首先在酸催化下兩個(gè)底物先生成酯，然后烯醇化進(jìn)行邁克爾加成，重新芳香化，酸誘導(dǎo)脫水得到產(chǎn)物。

另外一種反應(yīng)歷程: β-酮酸酯在Br?nsted酸存在的條件下轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的烯醇化物，其作為親電試劑對(duì)苯酚鄰位進(jìn)行親電芳香取代（SEAr），隨后烯丙位的羥基質(zhì)子化后離去，得到鄰羥基肉桂酸酯中間體；分子內(nèi)酯交換得到產(chǎn)物產(chǎn)物。

反應(yīng)實(shí)例

【J. Org. Chem. 2000, 65, 3233-3235】

【Tetrahedron Lett. 2002, 43, 9195-9197】

【Synlett. 2002, 152–154】

【J. Med. Chem. 2003, 46, 3800-3810】

【Synthesis2005, 1231–1233】

【Org. Process Res. Dev. 2012, 16, 214-219】

Hans von Pechmann (1850-1902)生于德國(guó)紐倫堡。博士畢業(yè)后與Frankland 和 von Baeyer一起工作。任教于慕尼黑大學(xué)和蒂賓根大學(xué)。于52歲時(shí)服氰化物自殺。

相關(guān)文獻(xiàn)

1. von Pechmann, H.; Duisberg, C. Ber. 1883, 16, 2119.

2. Corrie, J. E. T. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1 1990, 2151–2997.

3. Hua, D. H.; Saha, S.; Roche, D.; Maeng, J. C.; Iguchi, S.; Baldwin, C. J. Org. Chem.1992, 57, 399–403.

4. Li, T.-S.; Zhang, Z.-H.; Yang, F.; Fu, C.-G. J. Chem. Res., (S) 1998, 38–39.

5. Potdar, M. K.; Mohile, S. S.; Salunkhe, M. M. Tetrahedron Lett. 2001, 42, 9285–9287.

6. Khandekar, A. C.; Khandilkar, B. M. Synlett. 2002, 152–154.

7. Smitha, G.; Sanjeeva Reddy, C. Synth. Commun. 2004, 34, 3997–4003.

8. De, S. K.; Gibbs, R. A. Synthesis 2005, 1231–1233.

9. Manhas, M. S.; Ganguly, S. N.; Mukherjee, S.; Jain, A. K.; Bose, A. K. Tetrahedron Lett. 2006, 47, 2423–2425.

10. Rodriguez-Dominguez, J. C.; Kirsch, G. Synthesis 2006, 1895–1897.

11. Ouellet, S. G.; Gauvreau, D.; Cameron, M.; Dolman, S.; Campeau, L.-C.; Hughes, G.; O’Shea, P. D.; Davies, I. W. Org. Process Res. Dev. 2012, 16, 214-219.

參考資料一、Name Reactions （A Collection of Detailed Reaction Mechanisms）, Jie Jack Li, Pechmann coumarin synthesis，page 466-467.

二、Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis, László Kürti and Barbara Czakó, von Pechman Reaction, page 472-473.