【文献解读】Angew：从糠醇到苯甲酸内酯的绿色转化路径

从生物质平台化合物构建附加值更高的芳香族精细化学品是平台化合物利用的一个重要研究方向。从纤维素等转化得来的平台化合物往往包含呋喃环，要想将其转化为芳香族化合物，利用狄尔斯-阿尔德反应是一个绝佳的策略。然而，传统方法中呋喃环经过蒂尔斯-阿尔德反应构筑芳香环往往需要在较高的温度下进行，而且选择性较差。

在狄尔斯-阿尔德反应中，往往需要一个电子密度较大的二烯和一个缺电子的二烯受体进行反应。为此，呋喃类的化合物通常需要经过去官能化首先制备成二甲基呋喃。这一路线使得整个转化过程的原子经济性大大降低。

为了能够减少合成步骤同时充分利用生物质平台化合物的官能团的特性，来自荷兰乌德勒支大学的Pieter C.A. Bruijnincx等人设计了一种从糠醇到苯甲酸内脂的原子经济性的转化路线。如式1所示，这一转化路线首先利用丙烯酸脂与糠醇反应，随后经过脱水反应生成芳香族化合物。这一路线既缩短了合成步骤又大大提高了反应的原子经济性。

图文解读

首先按照路线B的规划，作者试图重复Torosyan等所报道的合成路线，优先进行羟基的酯化反应，然后进行狄尔斯-阿尔德反应。可是事与愿违，作者尝试了很多方法却发现这一路径根本走不通。于是作者结合理论计算来寻找其失败的原因。

如图1所示，酯化后的糠醇发生分子内狄尔斯-阿尔德反应需要克服极高的能垒，无论是哪种构型反应都很难进行。这一计算结果解释了为什么先酯化再进行蒂尔斯-阿尔德反应行不通。而这也说明Torosyan等之前的报道是不可重复的。虽然结果令人失望，但作者并没有放弃。他们注意到，中间体4是可以稳定存在的，如果在丙烯酸酯中引入一个强的推电子基团，则可以同时发生酯化反应和蒂尔斯-阿尔德反应。针对这一发现，他们又重新设计了反应路线，如式2所示。

按照这一设想，作者选取了三氟甲基取代的具有强推电子能力的基团作为底物（5）。果然，反应之后作者得到了化合物9的不同异构体（66%的产率）。加入少量碱之后，这一中间体成功的发生了分子内的酯交换反应生成4-exo。

随后，为了进一步提高产率，作者对反应温度，催化剂和底物的结构进行了优化并最终优选出丙烯酸4-硝基苯酯（8）作为最佳的底物，反应温度为80度，并以碳酸氢钠作为催化剂。

针对第二步脱水反应，作者根据之前的选择了甲磺酸作为催化剂，并得到了接近100%的转化率。而且这一反应可以在无溶剂的条件下进行。将甲磺酸换成硫酸，离子交换树脂等也可以得到很高的产率。

结论

本文报道了一种从糠醇到苯甲酸内脂的全新的转化路径。这一路径极大地提高了整体反应的原子经济性，通过对反应中间体的动态捕捉，作者成功的将不同的中间体完全转化为最终的产物，并实现了苯甲酸内脂的绿色经济性合成。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.202009001?af=R

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