甲基醚脱甲基反应_鄢明.docx

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1、甲基醚脱甲基反应 鄢明 * 蒋 耀 忠 宓 爱 巧 (中国 科学院成都有机化学研究所，成都 610041) 摘要综述了甲基醚脱甲基反应采用的试剂、反应条件和适用范围，并对这些研究结果运用硬软酸碱 (HSAB)理论 作了系统的分析和总结。 关键词甲基醚，脱甲基反应，硬软酸碱 在天然产物中，甲基醚结构大量存在。在有 机合成中，出于保护羟基的目的，也常常引入甲 基醚结构。为了继续合成和完成结构复原的需 要，经常需要将甲基醚裂解以获得相应的醇和 酚。甲基醚与其他烷基醚相比，化学性质较稳 定，不易裂解脱去甲基。传统的氢溴酸、氢碘酸 裂解方法，在很多情况下并不能满足需要。近年 来已发展出很多新的脱甲基方法

2、 1 2，使反应具 备更加温和的条件、更高的选择性。本文对甲基 醚脱甲基反应采用的试剂、反应条件和适用范 围作一全面的总结，并运用硬软酸碱理论对这 些研究结果作了定性解释。希望能够为有机化 学工作者处理类似问题提供帮助。 1 硫酸和氢卤酸 硫酸作为脱甲基试剂，反应活性较低，仅能 与一些具备特殊结构的甲基醚反应。没食子酸 三甲醚用稀硫酸能选择性裂解 4 位甲氧基， 3,5 位则不受影响。 Alimchandani 等认为如果甲氧 基二侧均有取代基，由于空间位阻使甲氧基离 开苯环平面，不能与苯环共轭，因而氧上的负电 荷增加，有利于亲电试剂的进攻 （ 此处为 H+)3。 此外对于某些脱甲基后能形成

3、“ 酿式结 构的化合物，用硫酸可以脱去甲基 4。 氢卤酸与乙酸溶液共热裂解甲基醚，是很 常用的一种方法。氢卤酸脱甲基的能力与其酸 强度成正比，即 HCl 试剂 反应物 体系 (摩尔比 ) 反应条件 收率 /% A 1 * 3 室温， 7h 89 PhOMe B 1*3 室温， 2h 93 C 1*2 室温 ，12min 84 A 1*3 室温， 4h 84 /-MeOPhBr B 1 * 3 0*C， 2h 90 C 1*3 0 C * 5niin 81 A 1*1 0X： ,24h 68 2-CHZ=CHCH2C6H4- B 1*1 0C,4h 67 OMe C 1 * 1 OC ,9min

4、 89 A 1*1 室温 F12h 83 ， MeOC6H4COOH B 1 * 1 室温 ， 5h 87 C 1 = 1 室温， llmir 79 A 1*1 0C,48h 60 /)-MeOC6H4N 2 B 1*1 0C,12h 58 C 1 * 1 Ot，15min 66 A 2*3 OC 5min 79 l,3-(PhCH20)2C6H4 B 2 * 3 0*C，2min 75 C 2 * 3 OC *2rain 75 Horie 等使用 A1C13 对多甲氧基黄 _类化 合物脱甲基时，发现反应溶剂影响脱甲基的区 域选择性26。对 3,4-二甲氧基苯申醛使用 Ai- Cl3 脱甲基，

5、A1C13的用量影响反应的区域选择 性。 Prayer 等认为间位的醚氧原子，因其 /“ 电 子与醛羰基缺乏合适的共轭途径，从而电荷密 度比对位醚氧原子大。当A1C1,用量不足 Imol 时，主要缔合间位的醚氧原子。当 A1CU 用量达 到 lmol 时，缔合点可能是羰基氧，从而使对位 (100%) 27 ( 100%) AlBr3 使用很少， Horie 等研究 / AlBr3- MeCN 体系在多甲氧基黄酮类化合物选择性 脱甲基方面的一些应用 28 29。 3 碘化镁和碘化锂 碘化镁和碘化锂脱甲基是在中性条件下进 行，避免了酸性和碱性条件下很多副反应的发 生。碘化镁是对处于羰基邻位的甲氧基

6、的选择 性试剂，经常以 Mgl2 “ Et20 复合物的形式使 用 3。碘化锂一般在非质子偶极溶剂中反应， 仅裂解芳甲醚，二烷基醚不受影响 31。 _ 4 碱性试剂和亲核试剂 氢氧化钠 32和氢氧化钾 33在某些特殊情 况下用于脱甲基。在乙二醇中氢氧化钾可以裂 解甲氧基嘧啶 34。甲醇钠在甲醇 -DMSO 中对 于甲氧基吡啶和甲氧基苯是有效的脱甲基试 剂 35。 154 化学试剂 1996 年 乙硫醇钠在 DMF 中使用，是对羟乙基和 羟丙基邻位甲氧基的选择性裂解试剂 36。最近 Costero报道对于含有苯甲醚结构的大环冠醚， 使用乙硫醇钠脱甲基得到了预期产物，而使用 BBr3和 Me3Si

7、I 则破坏大环结构 37。氰化钠对 于含有醛酮基、酰胺基和羧基的芳香系统（苯、 喹啉、吡啶 ） 的脱甲基都是成功的，特别适用于 甲氧基腈化合物。对于硝基取代的芳香族化合 物得到混合产物，与 5-甲氧基吲哚不发生反 应 o:。 CH2CH2OH -OMe EtSNaDMF MeO MeO Me:,SH 适用于很多烷基甲基醚和芳甲醚 脱甲基，条件较温和，不影响醛基、酮基和酯 基39 。 Me3SiCl-NaI-MeCN 体系的应用也有 报道 15。Me3 SiI 与喹啉形成的 1 : 1 复合物，可 以在缩醛结构存在下脱甲基 4。 Me3SiSNa* Me3SiSSiMe3 作为交叉进攻试剂，最适

8、于各种 二甲氧基苯、联苯的脱甲基。二价硫能够重复接 纳两个甲基，避免反应中形成不稳定的双负氧 离子 41。最近 HWu 等报道Me3SiSNa 也成功 地用于甲氧基吡啶和甲氧基喹啉的脱甲基反 应 气 5 氧化试剂 氧化试剂主要用于对位二甲氧基苯、萘和 喹啉化合物的脱甲基，反应后形成的 1， 4-对 酿，经还原得到相应的对二酚。多种氧化试剂可 用于这一目的 43，但近期普遍选择 （ NH4)2Ce- (N03)? 45。对于取代的四甲氧基萘的彻底脱 甲基， BBr3 和 Me3SiI 均 未 成 功 ， 依 次 采 用 (NH4)2 Ce(N 3)s 和 AgN 3-HN 3 得到预期 产物萘茜

9、 4r (软喊 ） 弱 * HSAB 分类引自文献 1_33。 按照 HSAB 理论，硬亲硬、软亲软是化学 反应中的普遍现象。因此甲基醚裂解时需要一 种硬酸与硬碱烷氧或芳氧负离子配位，以削弱 CH3-O 键的强度。然后由一种碱进攻软酸甲 基正离子，完成脱甲基反应。如果试剂中的路易 斯碱部分是软碱，那么其与甲基正离子的结合 倾向大，脱甲基的能力较强。反之若是硬碱，则 不能与甲基正离子很好地结合，脱甲基的能力 就弱。对本文中论述的各类脱甲基试剂的分析 见表 3。 从表 3 可以发现，运用经典的 HSAH 理论 能够合理地定性解释大多数脱甲基试剂的反应 活性。但 MgI2、 EtSNa 脱甲基能力弱

10、，不符合理 论上的推测。一般情况下， H+、 AIX3、 BX3、 Me3Si +作为试剂的路易斯酸部分，试剂的活性 强弱取决于碱部分的硬软性。而 Na+、 K+、 Mg虽然根据 HSAB 理论属硬酸系列，但无论 其相应的碱部分硬或软，试剂的活性均很弱。这 表明 Na+、 K+、Mg2+与氧原子的络合能力远不 如 H+、 A1X3、BX3、 Me3 Si+ 等 酸 。 此 现 象 用 HSAB 理论不能说明。虽然 HSAB 理论目前还 无法对脱甲基试剂的活性给予定量的评价，但 在理论上对开发、选择脱甲基试剂仍有重要的 指导意乂。 * 8 总结 简单的甲基醚脱甲基反应有很多试剂均可 选择，合成中

11、比较困难的问题是：（ 1)分子中存 在敏感基团，强酸、强碱和高温会引起严重的副 反应；（ 2)多甲氧基化合物要求裂解某一特定位 置和特定数量的甲氧基团。对甲基醚内在结构 特征的分析和对试剂反应性质的了解会有助于 问题的解决。对于芳甲醚的脱甲基反应，下面几 点是一般性的规律： 1) 羰 基 和 羟 基 邻 位 的 甲 氧 基 对 酸 和BX3、 AlX3、 MgI2具有相对的不稳定性。 BC13选择性 最佳。 2) 没食子酸三甲醚的 4-位甲氧基以及其 他两侧有取代基的甲氧基容易被裂解。 3) 多甲氧 基黄酮类化合物选择性脱甲基可 参考 Horie 的研究结果。 4) 二甲氧基化合物脱去一个甲基

12、容易实 现。如果需彻底脱甲基，交叉进攻试剂 Me3SiSNa 和 MSiSSiM是很适用的。 5) 1,4-对二甲氧基结构适于用氧化性试 剂脱甲基。 9 参考文献 1 赵知中，周瑾 . 有机化学中的保护基团 . 北京：科学 出版社，1984: U6 2 Bhatt M Vn Mulkarui S U, Synthesis ir.33?(4)： 249 156 化学试剂 1996 年 3 Alimchandani R L, Meldrum A N. J, Ghent, Soc. , 1920,(10)： 964 4 胥佩菱 .中国专利， 86104272(於 86) 5 Landini D, M

13、ontanari F Rolla F. Synthesis f 1978, (10)： 771 6 Hwang K, Park S. Synth. Commun. * 1993* 23 (20)： 2845 7 Li G* Patel D, Hruby V J. Tetrahedron Lett. f 1993,34(34)：5393 8 Belanger P C, Lau C K Williams H W et al. Can. J. Chem. 1988*66(6) ： 1479 9 Lindberg B. Acta Chem. Scand. 9 1949, 3； 912 10 Ulbri

14、cht T L V, J. Chem. Soc. t 1961 (8) ： 3345 11 Locksley H D. J. Chem, 5 c. (C) , 1970? (2) s 392 12 MakiT. JP,6344456(1988) 13 Ijaz A Si Alam Mt Ahmad B. Indian J. Chem, Sect. B, 1994,33B(3) *288 14 Node M, Hori H* Fujita E. J. Chem. Soc, s PerkinTrans, / 1976* (20) ： 2237 15 蔡孟深 ， 曹小冬 化学学报， 1989, 46

15、 66(3)； 877 30 Bycroft B W, Roberts J C. J, Chem. Soc. 1963，（ 10):4868 31 Harrison I T. J. Chem, Soc, Chem. Commun. f 1969:616 32 Cannon J R Matsuki Y, Patrick V A, et al. Ausu J. Chem. , 1987, 40(7)： 1191 33 Sainbury Mi Dyke S F9 Moon B J. J. Chem. Soc. (C), 1970,(13)：1797 34 Chestfield J H* Mcomie

16、 J F W, Tute M S. J. Chem- Soc. f 1960*(11)； 4590 35 Zoltewicz J Sale A A. J, Org. Chem, , 1970 35(10)： 3462 36 Lai K, Ghosh S Salomon R G. J.Org. Chem, i 1987* 52(6)：1072 37 Costero A M Pitarch M, Tetrahedron Lett. 1994,50(18)： 5381 38 McCarthy J R, Moore J L Cregge R J. Tetrahedron Lett. * 1978(52

17、)： 5183 39 Jung M Lyster M A. J.Org, Chem. 1977 42(23)： 3761 4 Minamikawa I* Brossi A. Tetrahedron Lett, 1978,(34)： 3085 41 Hwu J Tsay S C. J. Org. Chem. * 199055 (24)； 5987 42 Shiao M J， Ku W S, Hwu J R. Heterocycles， 1993, 36(2):323 43 Musgrave O C. Chem, Rev, i 196969： 499 44 Kitahara Y f Nakahar

18、a S Tanaka Y r et al. Hete- rocycles 1992 34(8)： 1623 45 Kitahara Y i Yonezawa T, Kubo A. Heterocycles 1994*38(8)：1919 46 Tanohe Yi Terada A. Bull. Chem. Soc. Jpn, 1988,61(6):2039 47 Hodges RtRaphael R A. J. Chem. Soc* , I960* (1)： 50 48 Mann F Gt Pragnell M J. J .Chem, Soc. ,1965, (下转第 161 页） 第 18

19、卷第 3 期 刘学明等 :取代氮杂冠 _ 161 12 Chadwick D J, Cliff I A, Sutherland I O . 40： 793 19 Krakowiak Krzystztof E Bradshow J. Tetrahedron Lett. , 1989, 30(22)： 2897 20 Kyte A B, Owens K A* Sutherland L O. J, Chem. Soc, Perkin Trans f 1987 (1) ： 1921 21 上野景平，高木诚 化学试剂 ， 1982,4:292 22 秦圣英，吕志凤，李建章，等 .有机化学， 19%， （

20、 4): 424 23 Le Moigne J, Grammain Ph, Simen J. J. Colloid Interface Sci. , 1977i 60： 565 24 Kuwamura T Kawachi T, Yukagaku% 1979 28： 195 25 Masuyama Af Kuo P Lilkeda 1+ et al. Nippon Kagaka Kaishi, 1983, (2)： 249 26 Chadwick D J, Cliff I A, Sutherland I O. J. Chem* Soc. Perkin Trans. % 1984 (1 )： 17

21、07 27 谢明贵，覃军，洪峰，等 化学学报， 1991， 49(3): 297 28 Akabori Sadatoshi, Kumagai Takesh, /. Chem. Soc. * Perkin Trans. , 1989(1) ： 497 29 秦圣英 ,许显成，郭辉 .化学研究与应用， 1991， 3 (3)； 86 . 30 Gokel G W,Luis E,Minsook K? et al. J. Inclusion Phenom. MoL Recognita Chem, , 1989* 7(1)： ( 上接第 156 页） (7)： 4120 49 Treland R E.

22、Org. Synth, , 1977* 56： 44 50 Newman Sankaran V, Olson D R. J. Am. Chem. Soc. , 1976, 98(11)： 3237 51 Fujii Nt Irie H* Yajima H. J. Chem. Soc, Perkin Trans I * 1977 * (20) ； 2288 52 Schonberg A, Moubasher R. J Chem, Soc 1944,(3)： 462 53 何子乐 .有机化学中的硬软酸喊原理 .北京：科学 出版社， 1987:3 73 31 Lukianenko N G* Rede

23、r A S Zk. Obshch. Khim. ,1989,59(7)： 1690. 32 桂一枝 有机化学， 1986,（ 2) :89 33 Ergozhin E E Kurmanaliev M. Izv, Akad. Navk Kaz. SSR. Ser. Khim. , 1989* 5： 37 34 Calverley M J* Dale J. J. Chem. Soc. , Chem, Commun. y 1981； 684 35 Schultz R A* Schlegel EiDishong D M?et al. J. Chem, Soc. Chem. Commun. 1982:2

24、42 36 Krespan C G, J* Org Chem. * 1975* 40； 1205 37 吴成泰，鲁天保 化学学报， 1990,48(4):377 38 秦圣英 .有机化学， 1984:290 39 Chang C A, Chang P H L* Qin S Y. Inorg. Chem. , 1988, 27：945 40 Calverley M J* Dale J Acta Chem. Scand, , Ser. B, 1982, 36：241 41 Bradshow J S, Krakswiak K E. J. Org, Chem. t 1988, 53:1808 42 秦

25、圣英，刘学明 .四川大学学报（自然科学报 ）， 1993,30(5)： 227 43 Ping-Lin Kuot Mitsuo Okahara Masuyama A. Tetrahedron Lett, i 1978, 4:4273 V-substituted azacrown ether coinpounds Liu Xue ming* (Department of Food Engineering* Hubei Institute of Technology* Wuhan430068), Qin Shengying (Department of Chemistry * Shichuan U

26、niversity * Chengdu610064) * HuaxueShijii 1996,18(3)157-61 This paper reviews the properties, applications and synthesis of -substituted azacrown ether compounds. Keywords reviewf azacrown ethers, 7V-plvot lariat crown ethers Demethylating reaction of methyl ethers Yan Ming* Jiang Yaozhong * Mi (Che

27、ngdu Institute of Or ganic Chemistry, Academia Sinica, Chengdu610041) Huaxue Shiji, 1996*18(3) 151-6;161 The reagents, reaction conditions and aoplications of the demethylating reaction of methyl ethers are reviewed in this paper. The results were systematically analysed and summarized according to the theory of hard-soft-acid-base. Keywords methyl ether, demethylating reaction, hard- soft-acid-base