CN102557913A - 2-吡喃酮一锅法合成羟基取代1,4-萘醌 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种羟基取代1,4-萘醌的合成方法。以4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮和1,4-苯醌为原料,以环境友好的三乙醇胺为催化剂和脱CO2剂,通过Diels-Alder反应一锅法合成目标产物5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌,5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌大部分可以通过乙醇乙醚的混合溶剂直接沉淀析出,产率可达94.2%。此合成方法合成工艺简单、反应条件温和、对环境友好、原料及催化剂价格低廉、目标产率很高。
Description
技术领域
本发明涉及羟基取代1,4-萘醌化合物的合成方法,具体是5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌的合成方法,属羟基取代1,4-萘醌的合成新技术。
背景技术
羟基取代1,4-萘醌是许多天然产物的重要组成,包括新疆的紫草醌、指甲花醌、兰雪醌、胡桃醌等。研究表明,许多天然或合成的羟基取代1,4-萘醌具有抗菌、抗炎、抗溃疡、抗肿瘤、抗癌、抗虐等作用,是一类重要的精细化工原料,已经广泛地应用于医学、药物、农业等领域。研究表明羟基取代1,4-萘醌具有优异的抗紫外性能,羟基取代1,4-萘醌可用于蛋白质纤维染色。目前研究的热点是如何从天然植物中提取分离羟基取代1,4-萘醌衍生物,以及如何通过分子设计合成羟基取代1,4-萘醌衍生物。目前,羟基取代1,4-萘醌的合成方法不同程度地存在工艺复杂、条件苛刻、产率收率低或对环境友好性差等欠缺,主要包括:
1.文献Journal of Molecular Catalysis A:Chemical,2000,157(1-2):65-72报道:在金属催化剂、低温、强碱、甲醇或乙醇为溶剂的条件下,利用α-萘酚和β-萘酚合成高纯度2-羟基-1,4-萘醌(指甲花醌)。但原料及金属催化剂较昂贵,合成的2-羟基-1,4萘醌产率为20%。
2.文献四川师范学院学报:自然科学版,1998,19(4):382-384报道:采用CrO3·2C5H5N氧化1,5-萘酚,并用二氯乙烷代替水作溶剂,将合成5-羟基-1,4萘醌(胡桃醌)的产率提高到27.8%;文献Syn.Com.,1984,14(12):1167-1173报道:采用Salcomine催化氧化1,5-萘酚,5-羟基-1,4萘醌(胡桃醌)的产率为71%。
3.文献J.Chem.Soc.C:Organic,1996:2184-2186报道:利用苯酚衍生物为原料“一锅法”合成5,8-二羟基-1,4-萘醌。但是这种方法工序复杂、条件苛刻, 产率仅有12%;文献化学试剂,2000,22(3):188报道:以对苯二酚与顺丁烯为原料,在无水三氯化铝和氯化钠的作用下,优化和改进了Fieser L.F.报道的方法,将合成的5,8-二羟基-1,4-萘醌产率由21.1%提高到36.8%。
4.文献Bioorganic & Medicinal Chemistry,2007,15(24):7638-7646报道:利用苯酚及其卤代物和顺丁烯二酸酐为原料合成5-羟基-7-甲基-1,4-萘醌及其卤代物,产率为32%;文献Synthesis,2006,9:1405-1407报道:利用Diels-Alder反应一锅法合成5-羟基-1,4-萘醌,产率为91%。
研究内容
Diels-Alder反应是合成1,4-萘醌的重要方法之一。用2-吡喃酮替代双烯试剂1,3-丁二烯,具有一定的合成优势。2-吡喃酮制备羟基取代1,4-萘醌的难点和关键点是:在Diels-Alder反应后一锅法脱去CO2生成目标产物、简化分离提纯工艺以及提高目标产物的产率。本发明通过提供一种5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌的合成方法和合成路线,以解决羟基取代1,4-萘醌合成路线复杂、合成条件苛刻或合成产率等技术难题。
1.本发明合成5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌的技术方案
以4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮与过量1,4-苯醌为原料,在乙醇与乙醚的混合溶剂中,用三乙醇胺作为催化剂和脱CO2剂,控制在20~80℃,搅拌回流反应2~5h,采用Diels-Alder反应一锅法合成5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌。通过分离提纯,产率为94.2%。
2.本发明合成5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌的方法改进
选择环境友好的三乙醇胺作为催化剂及脱CO2剂;
采用的乙醇和乙醚作为混合溶剂,体积比为1∶4~1∶8;
产物5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌大部分可以直接在混合溶剂中沉淀析出。
3.本发明合成5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌的效果
与萘系、苯系合成含羟基1,4-萘醌文献相比,这种5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌的合成路线简单,总产率很高。与周环法制备1,4-萘醌文献相比,这种5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌的合成方法,原料及催化剂易得,催化剂属于环境友好型而且兼有脱CO2剂的作用,反应条件温和,所选溶剂可以使目标产物直接沉淀析出从而简化分离提纯工艺,产率很高。
具体实施方式
5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌的合成方法,其特征在于依以下步骤进行:
在乙醇和乙醚体积比为1∶4~1∶8的混合溶剂中加入一定量的4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮、1,4-苯醌和三乙醇胺,4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮、1,4-苯醌和三乙醇胺之间当量比为1∶(1~4)∶0.1,在30~60℃下搅拌回流反应3~5h。反应过程中大部分目标产物5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌以沉淀析出,沉淀物经乙醚洗涤1~5次。滤液经真空低温除去溶剂,所得固体经乙醚洗涤1~5次,合并两部分固体即为粗品。粗品用柱层析分离提纯,正己烷-乙酸乙酯体积比为2∶1~50∶1,纯品5甲基-7-羟基-1,4-萘醌的产率为94.2%。目标产物的结构见说明书附图1,中文名称:5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌。
Claims (5)
1.本发明是以2-吡喃酮为单体为主要原料,采用Diels-Alder反应和脱CO2反应“一锅法”,合成羟基取代1,4-萘醌的方法。
2.根据权利要求1所述的羟基取代-1,4-萘醌的合成方法,其特征在于:反应溶剂为乙醇和乙醚的混合溶剂,混合溶剂乙醇和乙醚的体积比为1∶4~1∶8、反应时间为3~5h、反应温度为30~60℃。
3.根据权利要求1所述的羟基取代-1,4-萘醌的合成方法,其特征在于:以三乙醇胺作为催化剂以及脱CO2剂。
4.根据权利要求1所述的羟基取代-1,4-萘醌的合成方法,其特征在于:合成所用原料为4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮、1,4-苯醌、三乙醇胺,4-羟基-6-甲基-2-吡喃酮、1,4-苯醌、三乙醇胺之间的当量比为1∶(1~4)∶0.1。
5.根据权利要求1所述的羟基取代-1,4-萘醌的合成方法,其特征在于:大部分目标产物5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌可以直接通过沉淀析出,沉淀用无水乙醚洗1~5次;其余的目标产物是低温真空处理滤液后,用正己烷与乙酸乙酯的体积比为2∶1~50∶1的柱层析分离提纯,直接沉淀析和分离提纯滤液后,5-甲基-7-羟基-1,4-萘醌产率可达94.2%。
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US5723675A (en) * | 1996-05-16 | 1998-03-03 | Korea Kumho Petrochemical Co., Ltd. | Method for preparing anthraquinones |
US5770774A (en) * | 1996-04-25 | 1998-06-23 | Korea Kumho Petrochemical Co., Ltd. | Method for preparing 2-methyl-1,4-naphthoquinone (vitamin K3) |
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2010
- 2010-12-31 CN CN2010106170281A patent/CN102557913A/zh active Pending
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PB01 | Publication | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120711 |