第33 卷第5 期2015年9月佛山科学技术学院学报（自然科学版）
Journal of Foshan University （Natural Sciences Edition）Vol. 33 No. 5
Sep. 2015
文章编号：1008-0171（2015）05-0071-10
手性硫叶立德在不对称三元环化合物合成中的应用
颜雪明，张红英
（1.南华大学化工学院，湖南衡阳421001；2.衡阳财经工业职业技术学院材料系，湖南衡阳421001）摘要：通过论述近年来手性硫叶立德在不对称环丙烷、环氧丙烷、氮杂环丙烷等三元化合物合成中的研究进展，提动了今后手性三元环不对称合成领域的研究方向。关键词：叶立德；三元环；不对称反应；手性中图分类号：TQ032.42
文献标志码：A
三元环是一种具有良好生物活性的结构单元，如含三元环结构的螺杂环化合物广泛存在于天然生
1-3］
物碱及药物分子中，并具有抗艾滋病、抗心律失常、抗癌、杀菌等活性［。三元环是最小的环状结构，它
的环张力非常大，具有一定的不饱和度，因此，三元环化合物具有烯烃的性质，是一类反应活性很强的特殊分子结构。三元环结构单元极易和亲核试剂、亲电试剂、自由基等试剂进行反应，从而衍生合成各种复杂的分子结构。三元环结构还具有极易重排的特点，能与多种活泼官能团发生扩环反应，可以由三元环到四元环、五元环和七元环，特别是当在三元环上有不同的取代基修饰时，更能赋予其反应的丰富
4-5］性［。因此，无论对三元环合成方法的研究还是将其作为合成中间体的研究都具有重要的意义，三元6-7］环化合物的合成及其应用倍受有机化学工作者的关注［。目前，叶立德反应是合成三元环结构的最常
见的反应类型之一，主要包括磷叶立德、硫叶立德、砷叶立德、硒叶立德、碲叶立德以及吡啶叶立德等
［8］
，本文中将对手性硫叶立德在环丙烷、环氧丙烷、氮杂环丙烷化合物的不对称合成中的应用进行综述。
1手性硫叶立德在不对称环丙烷合成中的应用
9］
环丙烷化是叶立德反应的基本反应之一，早在1973年，TROST［等人就采用金刚烷结构的手性硫叶立德和α，β－不饱和酯反应来合成光学活性的环丙烷化合物，遗憾的是尽管产率可观，但对映选择性
很低，如图1所示。
-CH2
SC2H5+
Ph
CNCO2Me
H
CN
CO2MePh
yi el d：49%[α]：+0.78
图1金刚烷叶立德应用于手性环丙烷的合成
10］
而TRONCHET［等人则从糖出发合成一个稳定手性叶立德，与一系列迈克尔受体如丙稀腈、丙稀
（26％～50％），对映选择性酸或富马酸二甲酯反应后得到了一系列带有糖基的环丙烷化合物，产率较低
收稿日期：2015-01-15
基金项目：湖南省教育厅科学研究重点资助项目（14C0157）；衡阳市工业科技支撑计划项目（2014KG28）；衡阳市科技发
展计划项目（2013KJ06）；南华大学高层次人才启动基金项目（2012XQD008）
作者简介：颜雪明（1976-），男，江西永新人，南华大学副教授，博士。
72佛山科学技术学院学报（自然科学版）第33卷
也不高（ee=20％～40％），如图2所示。
+BnS
FSO3O
O Me
Base
+SOO Me
XY
XYO
O Me
图2糖衍生的手性叶立德合成不对称环丙烷
11］
直到1998年，CAVALLO［等人从长叶薄荷酮出发合成一个含氧桥环的硫化物，用该硫化物与一
系列苯环取代的溴苄反应合成一些锍盐，这些盐在强碱作用下生成手性硫叶立德，然后与丙烯酸乙酯反应得到手性环丙烷类化合物，反应的对映选择性很高（ee=96％～99％），如图3所示。
ArCH2-Y
OS
80%-85%O
Y-
+
S
Ar
Ar
CO2Et
Base
CO2Et
yield：80%~89% ee：96%~99% Y：TfO、BF4
图3长叶薄荷酮衍生的手性叶立德合成不对称环丙烷
CAVALLO的研究将硫叶立德不对称环丙烷化反应的对映选择性大大提高了，但也有几个缺陷，他们的硫化物与溴苄不能直接成盐，必须在AgBF4的帮助下才能完成，而且，在形成叶立德的过程中必须使用昂贵且不稳定的膦腈碱，这些缺陷将会限制他们的研究在工业上的实际应用。
［12］
最近，黄坤博士采用樟脑衍生的手性硫化物研究了半稳定和稳定叶立德的不对称环丙烷化反应。
研究结果显示，虽然稳定叶立德在这个反应中的对映选择性不高，但半稳定叶立德的对映选择性却达到了90%以上。有趣的是，在形成叶立德的过程中，当分别使用叔丁醇钾和氢化钠做碱时，得到的环丙烷化合物具有相反的构型，见图4。
CO2R
SMeOH
PhCH2Br
S
+CH2PhOH
t-BuOK
PhHR2OC
H
H
PhHCO2R
NaH
CO2R
图4樟脑衍生的手性硫叶立德合成不对称环丙烷
前面的研究都涉及到硫化物的溴苄盐和丙烯酸酯类化合物反应，合成的产物都是二取代苯基环丙
13］
烷化物，对于在有机合成中更有意义的三取代的烯基环丙烷没有研究。2002年，YE［课题组试图用樟
脑衍生的硫叶立德合成了1，2，3-三取代的烯基环丙烷，并取得了成功，反应的对映选择性非常可观（74％~97％），但只得到中等收率，见图5。
SCH3
OH
CH3+SOHBr-Br
TMS
R2
TMS
1. t-BuOK，THF. -78℃2.
R1
R2
R1
Acetone 0℃
CH3S+
OHTMS
R2
+
TMSTMSR1
dr＞86/14 ee：74%~97%
图5樟脑衍生的手性硫叶立德合成三取代不对称环丙烷
第33 卷第5 期2015年9月佛山科学技术学院学报（自然科学版）
Journal of Foshan University （Natural Sciences Edition）Vol. 33 No. 5
Sep. 2015
文章编号：1008-0171（2015）05-0071-10
手性硫叶立德在不对称三元环化合物合成中的应用
颜雪明，张红英
（1.南华大学化工学院，湖南衡阳421001；2.衡阳财经工业职业技术学院材料系，湖南衡阳421001）摘要：通过论述近年来手性硫叶立德在不对称环丙烷、环氧丙烷、氮杂环丙烷等三元化合物合成中的研究进展，提动了今后手性三元环不对称合成领域的研究方向。关键词：叶立德；三元环；不对称反应；手性中图分类号：TQ032.42
文献标志码：A
三元环是一种具有良好生物活性的结构单元，如含三元环结构的螺杂环化合物广泛存在于天然生
1-3］
物碱及药物分子中，并具有抗艾滋病、抗心律失常、抗癌、杀菌等活性［。三元环是最小的环状结构，它
的环张力非常大，具有一定的不饱和度，因此，三元环化合物具有烯烃的性质，是一类反应活性很强的特殊分子结构。三元环结构单元极易和亲核试剂、亲电试剂、自由基等试剂进行反应，从而衍生合成各种复杂的分子结构。三元环结构还具有极易重排的特点，能与多种活泼官能团发生扩环反应，可以由三元环到四元环、五元环和七元环，特别是当在三元环上有不同的取代基修饰时，更能赋予其反应的丰富
4-5］性［。因此，无论对三元环合成方法的研究还是将其作为合成中间体的研究都具有重要的意义，三元6-7］环化合物的合成及其应用倍受有机化学工作者的关注［。目前，叶立德反应是合成三元环结构的最常
见的反应类型之一，主要包括磷叶立德、硫叶立德、砷叶立德、硒叶立德、碲叶立德以及吡啶叶立德等
［8］
，本文中将对手性硫叶立德在环丙烷、环氧丙烷、氮杂环丙烷化合物的不对称合成中的应用进行综述。
1手性硫叶立德在不对称环丙烷合成中的应用
9］
环丙烷化是叶立德反应的基本反应之一，早在1973年，TROST［等人就采用金刚烷结构的手性硫叶立德和α，β－不饱和酯反应来合成光学活性的环丙烷化合物，遗憾的是尽管产率可观，但对映选择性
很低，如图1所示。
-CH2
SC2H5+
Ph
CNCO2Me
H
CN
CO2MePh
yi el d：49%[α]：+0.78
图1金刚烷叶立德应用于手性环丙烷的合成
10］
而TRONCHET［等人则从糖出发合成一个稳定手性叶立德，与一系列迈克尔受体如丙稀腈、丙稀
（26％～50％），对映选择性酸或富马酸二甲酯反应后得到了一系列带有糖基的环丙烷化合物，产率较低
收稿日期：2015-01-15
基金项目：湖南省教育厅科学研究重点资助项目（14C0157）；衡阳市工业科技支撑计划项目（2014KG28）；衡阳市科技发
展计划项目（2013KJ06）；南华大学高层次人才启动基金项目（2012XQD008）
作者简介：颜雪明（1976-），男，江西永新人，南华大学副教授，博士。
72佛山科学技术学院学报（自然科学版）第33卷
也不高（ee=20％～40％），如图2所示。
+BnS
FSO3O
O Me
Base
+SOO Me
XY
XYO
O Me
图2糖衍生的手性叶立德合成不对称环丙烷
11］
直到1998年，CAVALLO［等人从长叶薄荷酮出发合成一个含氧桥环的硫化物，用该硫化物与一
系列苯环取代的溴苄反应合成一些锍盐，这些盐在强碱作用下生成手性硫叶立德，然后与丙烯酸乙酯反应得到手性环丙烷类化合物，反应的对映选择性很高（ee=96％～99％），如图3所示。
ArCH2-Y
OS
80%-85%O
Y-
+
S
Ar
Ar
CO2Et
Base
CO2Et
yield：80%~89% ee：96%~99% Y：TfO、BF4
图3长叶薄荷酮衍生的手性叶立德合成不对称环丙烷
CAVALLO的研究将硫叶立德不对称环丙烷化反应的对映选择性大大提高了，但也有几个缺陷，他们的硫化物与溴苄不能直接成盐，必须在AgBF4的帮助下才能完成，而且，在形成叶立德的过程中必须使用昂贵且不稳定的膦腈碱，这些缺陷将会限制他们的研究在工业上的实际应用。
［12］
最近，黄坤博士采用樟脑衍生的手性硫化物研究了半稳定和稳定叶立德的不对称环丙烷化反应。
研究结果显示，虽然稳定叶立德在这个反应中的对映选择性不高，但半稳定叶立德的对映选择性却达到了90%以上。有趣的是，在形成叶立德的过程中，当分别使用叔丁醇钾和氢化钠做碱时，得到的环丙烷化合物具有相反的构型，见图4。
CO2R
SMeOH
PhCH2Br
S
+CH2PhOH
t-BuOK
PhHR2OC
H
H
PhHCO2R
NaH
CO2R
图4樟脑衍生的手性硫叶立德合成不对称环丙烷
前面的研究都涉及到硫化物的溴苄盐和丙烯酸酯类化合物反应，合成的产物都是二取代苯基环丙
13］
烷化物，对于在有机合成中更有意义的三取代的烯基环丙烷没有研究。2002年，YE［课题组试图用樟
脑衍生的硫叶立德合成了1，2，3-三取代的烯基环丙烷，并取得了成功，反应的对映选择性非常可观（74％~97％），但只得到中等收率，见图5。
SCH3
OH
CH3+SOHBr-Br
TMS
R2
TMS
1. t-BuOK，THF. -78℃2.
R1
R2
R1
Acetone 0℃
CH3S+
OHTMS
R2
+
TMSTMSR1
dr＞86/14 ee：74%~97%
图5樟脑衍生的手性硫叶立德合成三取代不对称环丙烷