CN102675053B

CN102675053B - 一种制备对映纯(s)-和(r)-1,1’-联-2-萘酚的方法

Info

Publication number: CN102675053B
Application number: CN201210171203.8A
Authority: CN
Inventors: 胡晓允; 单自兴
Original assignee: South Central University for Nationalities
Current assignee: South Central Minzu University
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2032-05-30
Also published as: CN102675053A

Abstract

本发明涉及对映纯手性化合物的制备技术领域，具体公开了一种制备对映纯(S)-和(R)-1,1’-联-2-萘酚的简便方法。将外消旋1,1’-联-2-萘酚与手性包合剂(S)-脯氨酸在适宜的有机非质子极性溶剂中混合，加热一段时间，析出分子包合物沉淀，再选用适宜的质子性极性溶剂对该分子包合物沉淀进行重结晶，除去分子包合物中夹杂的外消旋1,1’-联-2-萘酚，从而得到分子包合物结晶。利用适宜的有机溶剂-水混合体系在室温下分解该分子包合物结晶，从有机相中得到对映纯(S)-1,1’-联-2-萘酚，水相中回收(S)-脯氨酸；除去分子包合物沉淀的母液浓缩后重结晶得到对映纯(R)-1,1’-联-2-萘酚。

Description

一种制备对映纯(S)-和(R)-1,1’-联-2-萘酚的方法

技术领域

本发明涉及对映纯手性化合物的制备技术领域，具体涉及一种制备对映纯(S)-和(R)-1,1’-联-2-萘酚的方法。

背景技术

对映纯(S)-和(R)-1,1’-联-2-萘酚及其衍生物作为一种重要的手性配体、手性助剂及手性催化剂在不对称合成中应用广泛。（代表性的综述性文章：(a)Brunel,J.M.Chem.Rev.2005,105,857-897.(b)Chen,Y.;Yekta,S.;Yudin,A.K.Chem.Rev.2003,103,3155-3212.(c)Periasamy,M.Aldrichim.Acta2002,35,89;(d)Huang,Shiwen;Shan,Zixing;Zhao,Dejie Chem.Reagents(in Chinese)2000,22,207.）

目前，光活性1,1’-联-2-萘酚的制备已经发展了很多种方法，如不对称氧化偶联法(Smricina,M.;Lorenc,M.;Hanus,V.;Sedomera,P.;Kocovsky,P.J.Org.Chem.1992,57,1917.)，非对映体拆分法（主要是环磷酸酯法、环硼酸酯法和螺硼酸盐法等）((a)Liu,D.J.;Shan,Z.X.;Liu,F.;Xiao,C.G.;Lu,G.J.;Qin,J.G.Helv.Chim.Acta2003,86,157.(b)Periasamy,M.;Kumar,N.S.;Sivakumar,S.;Rao,V.D.;Ramanathan,C.R.;Venkatraman,L.J.Org.Chem.2001,66,3828;(c)Periasamy,M.;Venkatraman,L.;Sivakumar,S.;Sampathkumar,N.;Ramanathan,C.R.J.Org.Chem.1999,64,7643;(d)Shan,Z.X.;Xiong,Y.;Zhao,D.J.Tetrahedron1999,55,3893.)，生物化学法((a)Kazlauskas,R.J.J.Am.Chem.Soc.1989,111,4953;(b)Kazlauskas,R.J.Org.Synth.1991,70,60;(c)Miyano,S.;Kawahara,K.;Inone,Y.;Hashimoto,H.Chem.Lett.1987,355;(d)Fujjmoto,Y.;Iwadate,H.;Ikekawa,N.J.Chem.Soc.,Chem.Commun.1985,1333;(e)Wu,S.H.;Zhang,L.Q.;Chen,C.S.;Girdaukas,G.;Sih,C.J.Tetrahedron Lett.1985,26,4323.)等，但不对称氧化偶联法一般只能得到中等程度的光活性1,1’-联-2-萘酚，非对映体拆分法选择分离体系比较麻烦，制备周期较长，且后处理常涉及到酸碱溶液，而生物化学法需要特定的生物催化剂，筛选程序复杂且催化剂价格昂贵。对映选择性包结拆分法属于动力学拆分范畴，理论上只需要半量的包合剂，手性原料需要量少且操作简单。((a)Ha,W.Z.;Shan,Z.X.Tetrahedron:Asymmetry2006,17,854-859;(b)Wang,Y.;Sun,J.;Ding,K.L.Tetrahedron2000,56,4447;(c)Toda,F.;Yoshizawa,K.;Hyoda,S.;Toyota,S.;Chatziefthimiou,S.;Mavridis,I.M.Org.Biomol.Chem.2004,2,449.(d)Toda,F.;Atanaka,K.J.Org.Chem.1994,59,5748.(e)Cai,D.;Hughes,L.D.;Verhoeven,T.R.;Reider,P.J.Tetrahedron Lett.1995,36,7991;(f)Tanaka,K.;Okada,T.;Toda,F.Angew.Chem.,Int.Ed.Engl.1993,32,1147;(g)Toda,F.;Tanaka,K.;Stein,Z.;Goldberg,I.J.Org.Chem.1994,59,5748.)这些制备方法中，对映选择性包结拆分法无疑是最便捷且最有效的方法之一。但目前报道的用于拆分外消旋1,1’-联-2-萘酚的手性包合剂一般都是以比较昂贵的手性试剂如生物碱、手性胺、手性亚砜等为手性原料，进行相应的化学修饰而制得。

1995年，Periasamy试图利用廉价的(S)-脯氨酸作为手性包合剂，苯做反应溶剂拆分外消旋1,1’-联-2-萘酚，回流24h后得到一种固体和一种溶液，由这种固体和溶液中分别得到65%ee的(S)-1,1’-联-2-萘酚和44%ee的(R)-1,1’-联-2-萘酚，两种异构体光学纯度都不高。只能将所得富含某种对映体的1,1’-联-2-萘酚再经过上述三次重复拆分富集（每次都需要用等量的(S)-脯氨酸），才能得到对映纯(S)-1,1’-联-2-萘酚和高光学纯(R)-1,1’-联-2-萘酚（98%ee），该法操作周期长，且1,1’-联-2-萘酚两种对映体的总产率很低（三次重复操作后对映纯(S)-1,1’-联-2-萘酚的总产率约为21.8%，98%ee的(R)-1,1’-联-2-萘酚总产率约为16%）。(Periasamy,M.;Bhanu Prasad,A.S.;Bhaskar Kanth,J.V.;Kishan Reddy,Ch.Tetrahedron:Asymmetry1995,6,341.)。1997年，Periasamy尝试用甲醇为反应溶剂，(S)-脯氨酸为手性包合剂，但也只能得到78%ee的(S)-1,1’-联-2-萘酚和70%ee的(R)-1,1’-联-2-萘酚。(Periasamy,M.;Venkatraman,l.;Justin Thomas,K.R.J.Org.Chem.1997,62,4302.)。2000年，单自兴研究组尝试在无溶剂条件下，利用(S)-脯氨酸拆分外消旋1,1’-联-2-萘酚，但对映纯1,1’-联-2-萘酚的反应收率很低。(Shan Zixing,XiongYing,Huang Shiwen,Yun Huarong,Zhao Dejie,Wuhan Univ.J.Nat.Sci.2000,5(4),469.)

(S)-脯氨酸价廉易得，如果能直接利用(S)-脯氨酸作为手性包合剂，选用一种适宜的反应溶剂，经过简单的操作和处理就能高产率地制得对映纯(S)-和(R)-1,1’-联-2-萘酚，这无疑将是一种制备对映纯1,1’-联-2-萘酚的简便经济的方法，具有潜在的工业化应用前景。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供了一种制备对映纯(S)-和(R)-1,1’-联-2-萘酚的方法。

本发明的原理：

为了实现本发明的目的，本发明采取了如下技术方案：

一种制备对映纯(S)-和(R)-1,1’-联-2-萘酚的方法，其步骤如下：

将外消旋1,1’-联-2-萘酚与(S)-脯氨酸以1：1-4：1的摩尔比在有机非质子极性溶剂中混合，加热回流2-10小时，析出分子包合物沉淀，再用质子性极性溶剂对该分子包合物沉淀进行重结晶，除去其中夹杂的外消旋1,1’-联-2-萘酚，从而得到分子包合物结晶；

其中，所述有机非质子极性溶剂为乙酸乙酯或乙腈；

所述质子性极性溶剂为碳原子数小于3的低级醇，如甲醇或乙醇；

然后利用非质子极性有机溶剂-水混合体系在室温下分解该分子包合物结晶，从有机相中得到对映纯(S)-1,1’-联-2-萘酚，浓缩水相，通过重结晶回收(S)-脯氨酸；

其中，所述非质子极性有机溶剂-水混合体系中的非质子极性有机溶剂为四氢呋喃、乙醚、乙酸乙酯、氯仿或二氯甲烷，有机相和水相的体积比为0.5:1-3:1。

具体操作为：包合物结晶在非质子极性有机溶剂-水混合体系中搅拌溶解，分出有机层，水相用乙醚、二氯甲烷或乙酸乙酯萃取，合并有机相，经干燥、蒸发和残余物重结晶（采用甲苯或苯作为重结晶溶剂），得到对映纯的(S)-1,1’-联-2-萘酚。

分离出分子包合物沉淀后的母液经过蒸发浓缩、剩余物醚提取、提取液蒸发、提取液蒸发后的残余物在苯或甲苯中重结晶两次得到对映纯的(R)-1,1’-联-2-萘酚。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果如下：

该方法工艺简单，操作简便，易于处理，利用的手性包合剂价廉易得，可回收再用，预期产物的收率和对映体纯度高，具有制备周期短、成本低廉，收率高等显著特点。

具体实施方式

下面申请人将结合具体的实施例对本发明的方法加以详细说明，以便本领域的技术人员对本发明有更进一步的理解，但以下实施例不应以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。

实施例1

将市售的外消旋1,1’-联-2-萘酚与市售的(S)-脯氨酸以摩尔比为1：1的比例在乙腈中混合（乙腈的用量为外消旋的1,1’-联-2-萘酚重量的15倍），加热回流3小时，冷至室温，有白色固体析出，抽滤得到白色固体和乙腈滤液。白色固体用乙醇加热溶解，自然冷却至室温，静置，析出块状无色透明晶体（分子包合物结晶，Mp220–225℃,¹H NMR(DMSO-d₆):δ9.32(s,4H,disappeared after addingD₂O),7.85(d,J=8.1Hz,8H),7.33(d,J=9Hz,4H),7.25–7.14(m,8H),6.93(d,J=8.1Hz,4H),3.66(t,J=8.1Hz,1H),3.24-3.16(m,1H),3.05-2.96(m,1H),2.02-1.91(m,2H),1.80-1.66(m,2H).¹³C NMR(DMSO-d₆):δ171.6,152.1,133.3,128.2,127.6,126.9,125.0,123.8,121.6,117.7,113.9,59.9,44.7,28.7,23.4.），抽滤，室温下，将该分子包合物结晶加入到乙酸乙酯-水两相体系（有机相和水相体积比2:1）中搅拌1小时，分液，水相用乙醚萃取，合并有机相，有机相经干燥、蒸发和残余物用甲苯重结晶得到对映纯(S)-1,1’-联-2-萘酚块状晶体，总收率：68%，100%ee，m.p.208-210℃;[α]_D ²⁰=-36.5(c1,in THF).

水相蒸发浓缩至干后，用乙醇重结晶，回收(S)-脯氨酸，收率：92%。

乙腈滤液经蒸发浓缩至干、剩余物乙醚提取、乙醚提取液蒸发、蒸发后的残余物在甲苯中重结晶两次，得到对映纯(R)-1,1’-联-2-萘酚，总收率：41%，100%ee，m.p.208-210℃;[α]_D ²⁰=+36.4(c1,in THF).

该分子包合物结晶的X-射线单晶衍射分析数据如下：Empirical formula,C₄₅H₃₇NO₆;formula weight,687.76;calculated density,1.348g/cm³;volume(V),3388.7(5)

;crystal system,orthorhombic;space group,P2(1)2(1)2(1);Z=4;unitcell dimensions,a=27.272(2),b=9.0398(8),c=13.7458(12);absorptioncoefficient(μ),0.089mm^-1;index ranges-33<=h<=32,-10<=k<=11,-16<=l<=16;F(000),1448;GOF,1.050.

实施例2

参照实施例1的方法，将摩尔比为4：1的外消旋1,1’-联-2-萘酚与(S)-脯氨酸在乙酸乙酯中加热回流8h（乙酸乙酯的用量为外消旋1,1’-联-2-萘酚重量的18倍），冷至室温，有白色固体析出，抽滤得到白色固体和乙酸乙酯滤液。白色固体用乙醇加热溶解，自然冷却至室温，静置，析出块状无色透明晶体（分子包合物结晶），抽滤，室温下，该分子包合物结晶用氯仿-水两相体系（有机相水相体积比1.5：1）搅拌3小时，分液，水相用乙醚萃取，合并有机相，有机相经干燥、蒸发浓缩后，残余物用甲苯重结晶得到对映纯(S)-1,1’-联-2-萘酚块状晶体，总收率约63%，100%ee，m.p.208-210℃;[α]_D ²⁰=-36.5(c1,in THF)。

乙酸乙酯滤液经蒸发浓缩至干、剩余物乙醚提取、乙醚提取液蒸发、蒸发后的残余物用苯重结晶两次，得到块状、无色透明的(R)-1,1’-联-2-萘酚结晶，总收率约39%，100%ee，m.p.208-210℃;[α]_D ²⁰=+36.4(c1,in THF)。

Claims

1.一种制备对映纯(S)-和(R)-1,1’-联-2-萘酚的方法，其步骤如下：将市售的外消旋1,1’-联-2-萘酚与市售的(S)-脯氨酸以摩尔比为1：1的比例在乙腈中混合，所述乙腈的用量为外消旋的1,1’-联-2-萘酚重量的15倍，加热回流3小时，冷至室温，有白色固体析出，抽滤得到白色固体和乙腈滤液；白色固体用乙醇加热溶解，自然冷却至室温，静置，析出块状无色透明晶体，即分子包合物结晶，Mp220–225℃,¹H NMR(DMSO-d₆):δ9.32(s,4H,disappeared after adding D₂O),7.85(d,J=8.1Hz,8H),7.33(d,J=9Hz,4H),7.25–7.14(m,8H),6.93(d,J=8.1Hz,4H),3.66(t,J=8.1Hz,1H),3.24-3.16(m,1H),3.05-2.96(m,1H),2.02-1.91(m,2H),1.80-1.66(m,2H).¹³C NMR(DMSO-d₆):δ171.6,152.1,133.3,128.2,127.6,126.9,125.0,123.8,121.6,117.7,113.9,59.9,44.7,28.7,23.4；

抽滤，室温下，将该晶体加入到乙酸乙酯-水两相体系中搅拌1小时，其中，乙酸乙酯相和水相体积比为2:1，分液，水相用乙醚萃取，合并有机相，有机相经干燥、蒸发和残余物用甲苯重结晶得到对映纯(S)-1,1’-联-2-萘酚块状晶体，总收率：68%，100%ee，m.p.208-210℃;[α]_D ²⁰=-36.5(c1,in THF)；

水相蒸发浓缩至干后，用乙醇重结晶，回收(S)-脯氨酸，收率：92%；

乙腈滤液经蒸发浓缩至干、剩余物乙醚提取、乙醚提取液蒸发、蒸发后的残余物在甲苯中重结晶两次，得到对映纯(R)-1,1’-联-2-萘酚，总收率：41%，100%ee，m.p.208-210℃;[α]_D ²⁰=+36.4(c1,in THF)；

所述分子包合物结晶的X-射线单晶衍射分析数据如下：Empirical formula,C₄₅H₃₇NO₆;formula weight,687.76;calculated density,1.348g/cm³;volume(V),3388.7(5)crystal system,orthorhombic;space group,P2(1)2(1)2(1);Z=4;unitcell dimensions,a=27.272(2),b=9.0398(8),c=13.7458(12);absorptioncoefficient(μ),0.089mm^-1;index ranges-33<=h<=32,-10<=k<=11,-16<=l<=16;F(000),1448;GOF,1.050。

2.一种制备对映纯(S)-和(R)-1,1’-联-2-萘酚的方法，其步骤如下：将摩尔比为4：1的外消旋1,1’-联-2-萘酚与(S)-脯氨酸在乙酸乙酯中加热回流8h，所述乙酸乙酯的用量为外消旋1,1’-联-2-萘酚重量的18倍，冷至室温，有白色固体析出，抽滤得到白色固体和乙酸乙酯滤液，白色固体用乙醇加热溶解，自然冷却至室温，静置，析出块状无色透明晶体，即分子包合物结晶，抽滤，室温下，该分子包合物结晶用氯仿-水两相体系搅拌3小时，氯仿相与水相体积比1.5：1，分液，水相用乙醚萃取，合并有机相，有机相经干燥、蒸发浓缩后，残余物用甲苯重结晶得到对映纯(S)-1,1’-联-2-萘酚块状晶体，总收率63%，100%ee，m.p.208-210℃;[α]_D ²⁰=-36.5(c1,in THF)；

乙酸乙酯滤液经蒸发浓缩至干、剩余物乙醚提取、乙醚提取液蒸发、蒸发后的残余物用苯重结晶两次，得到块状、无色透明的(R)-1,1’-联-2-萘酚结晶，总收率39%，100%ee，m.p.208-210℃;[α]_D ²⁰=+36.4(c1,in THF)。