醚是一类非常重要的结构,在有机合成中起着不可替代的作用,寻找简单有效的成醚方法,也一直是有机化学家们关注的焦点。常见的合成醚的经典方法主要有以下五种:Williamson合成法、Ulmann反应、Mitsunobu反应、醇对烯烃和醛酮的加成以及醇的脱水反应。这些方法都有其独特的优点,但是在合成工作当中也存在着一些弊端。例如:反应底物适用性不好、温度过高、后处理困难、催化剂的载量高以及原子经济性不好等。
醚由于结构的稳定性,多用来作为醇类保护基使用,而常用的醚类保护基有苄醚、叔丁醚以及及三苯甲基醚等。这三种醚的传统合成方法如下:苄醚的合成常用Williamson合成法,如果底物对碱敏感,需要先将苄醇制成三氯乙酰亚胺酯的活性中间体,原子经济性不好。叔丁醚的合成在实际工作中要用到异丁烯气体,不利于实验操作。三苯甲基醚利用三苯甲基氯与醇在碱的作用下即可制得。因此,在制备这三种醚的研究上还有很大的发展前景。
我校基于靶点的药物设计与研究教育部重点实验室程卯生教授和刘永祥副教授课题组,发展了一种金催化微波介导的以简单的醇为底物直接脱水制备苄醚、叔丁醚和三苯甲醚等的新型方法。该制备方法具有操作简单、催化剂载量低、收率高、原子经济性好等优点。目前相关研究结果以专题文章的形式发表在《Advanced Synthesis & Catalysis》上, Gold(I)-Catalyzed Synthesis of Unsymmetrical Ethers Using Alcohols as Alkylating Reagents, Adv. Synth. Catal.2015, 357, 1029–1036.]。该期刊创刊于1828年,全年18期,属于德国John Wiley出版社的SCI收录期刊,刊载以有机化学为重点的实用化学领域研究论文,包括理论与物理有机化学、合成法及其应用范围、工程有机化学、聚合物、金属有机化学和催化作用、分析学、有机化合物生态学和工艺规程,2014年期刊影响因子5.542。
该研究在大量实验数据的支持下,采用同位素标记实验和动力学实验对反应机理进行了研究,发现在金催化下成醚反应经历碳正离子机理,是经典的SN1反应。该成醚反应提供了一种快速直接的制备苄醚、对甲氧基苄醚、叔丁醚及三苯甲基醚的方法,具有广泛的官能团耐受性和良好的应用前景,作为一种新型引入醇类保护基的策略,具有重要的理论研究和实际应用价值。