CN103102280A - 光学纯1-(α-氨基苄基)-2-萘酚的制备方法 - Google Patents

光学纯1-(α-氨基苄基)-2-萘酚的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光学纯1-(α-氨基苄基)-2-萘酚（Betti Base）的制备方法。使用三氟乙酸催化合成消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚三氟乙酸盐，并利用光学纯1,1’-联萘酚磷酸酯和光学纯1,1’-联萘酚磷酸钠做为拆分试剂，对消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚及其三氟乙酸盐进行拆分制备光学纯1-(α-氨基苄基)-2-萘酚。该方法重复性好，拆分试剂可以重复使用，成本低，环保节能，适合光学纯1-(α-氨基苄基)-2-萘酚的大量制备。

Description

光学纯1-(α-氨基苄基)-2-萘酚的制备方法
技术领域
本发明属于有机化合物的制备领域。本发明是关于制备光学纯1-(α-氨基苄基)-2-萘酚的一种方法。 
背景技术
1-(α-氨基苄基)-2-萘酚，俗称Betti Base，是一种重要的手性配体，在不对称合成和催化中有着广阔的应用前景。该化合物含有一个手性碳，与之相连的有一个苯基，一个1-(2-酚羟基)萘基，一个氨基和一个氢原子。早在一百年多前就被报道过，但是长期以来该类化合物并没有被世人所关注。直到最近的几十年，Betti Base因其结构具有独特的刚性和丰富多变性为配体的优化和筛选提供了契机，故逐渐被有机化学家们所重视。 
光学纯Betti Base的经典合成方法是2-萘酚，苯甲醛和氨（1:2:1的比率）三种成分首先缩合得到1,3-二苯基-1H, 2H, 3H-萘并[1,2-e] [1, 3]恶嗪中间体，然后通过水解、中和得到外消旋的Betti Base，进一步利用手性酒石酸拆分得到光学纯Betti Base。恶嗪中间体的水解传统的方法都是在盐酸中回流除去苯甲醛的。然而，这种方法在实际操作中却很难同时获得高收率和高纯度的水解产物，因为该反应原料和产物都不溶于盐酸，反应进行的不充分，同时蒸馏出的苯甲醛和氯化氢对环境也造成很大的污染，所以该反应还有待进一步完善。Betti Base的拆分目前文献报道都是采用手性酒石酸来完成的。最初是cardellicchio 等（Tetrahedron: Asymmetry, 1998, 9, 3667.）报道了利用L-(+) -酒石酸与Betti Base在乙醇和甲醇的混合溶液中通过形成酒石酸的非对映异构体盐来分离，以 45％和25％的产率得到两个非对映异构体盐。清华大学的胡跃飞等（J. Org. Chem., 2005, 70, 8617.）在2005年报道了利用L-(+) -酒石酸在丙酮中的动力学拆分外消旋Betti Base的方法。该方法中，丙酮一方面被用作非质子性溶剂，另一方面，作为反应物和Betti Base形成的N, O-缩酮的Betti Base，而手性酒石酸可选择性的催化S型Betti Base缩酮中间体的去保护，并形成(S)-Betti Base·L-(+)-酒石酸盐。这种方法，可以制备高收率和高光学纯的Betti Base。2007年，Alfonsov等(Synlett, 2007, 488.)报道了一种从恶嗪中间体直接用酒石酸拆分的新方法。该方法中，在二氯甲烷/甲醇混合溶液中使用1当量的L-(+) -酒石酸与恶嗪反应，以43％的收率得到(S)-Betti Base·L-(+)-酒石酸盐。以上利用当量数的酒石酸为拆分试剂虽然可以高收率和高光学纯度的制备Betti Base，但是酒石酸用量大，不容易回收，新的高效低耗的拆分方法还有待研究。 
发明内容
本发明的目的在于开发一种快速、高效、节能的制备光学纯1-(α-氨基苄基)-2-萘酚（Betti Base）的方法。 
本发明提供的光学纯1-(α-氨基苄基)-2-萘酚的制备方法，其特征在于：使用三氟乙酸催化合成消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚三氟乙酸盐，并利用光学纯1,1’-联萘酚磷酸酯和光学纯1,1’-联萘酚磷酸钠做为拆分试剂，对消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚及其三氟乙酸盐进行拆分制备光学纯1-(α-氨基苄基)-2-萘酚。 
使用三氟乙酸催化合成消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚三氟乙酸盐的步骤中，所使用的溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯，反应温度为10-60 ℃。 
使用光学纯1,1’-联萘酚磷酸酯对消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚进行拆分的步骤中，所使用的拆分试剂可以为新制备的或回收的光学纯1,1’-联萘酚磷酸酯， 其化学式为 
Figure BDA0000258456641
。 
使用光学纯1,1’-联萘酚磷酸钠对消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚三氟乙酸盐进行拆分的步骤中，所使用的拆分试剂可以为新制备的或回收的光学纯1,1’-联萘酚磷酸钠，其化学式为 
Figure BDA0000258456642
。 
利用光学纯1,1’-联萘酚磷酸酯和光学纯1,1’-联萘酚磷酸钠对消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚及其三氟乙酸盐进行拆分的步骤中，所使用的溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、二氧六环、四氢呋喃、甲苯、异丙醇、二氯甲烷等单一溶剂或混合物，其中优选为四氢呋喃，所使用的反应温度为0-80 ℃，优选为50-60 ℃。 
本发明合成和拆分的底物Betti Base的特征在于：由下列化学式表示。 
Figure DEST_PATH_GDA0000294128773
该方法反应条件温和，快速高效，可重复性好，拆分试剂可方便的回收再利用，可用于光学纯Betti Base的大量合成。 
本发明采用如下技术方案:  
方案一：以R构型联萘酚磷酸钠为拆分试剂为例，当拆分试剂是S构型联萘酚磷酸钠时，所得拆分产物构型相反。 
Figure BDA0000258456644
Figure BDA0000258456645
1)三组分缩合得到恶嗪中间体II，然后用三氟乙酸催化水解并与水解产物生成Betti Base三氟乙酸盐III。 
2)利用R构型联萘酚磷酸钠IV对步骤1）中制得的Betti Base三氟乙酸盐III在常用有机溶剂中进行拆分。 
（a）利用R构型联萘酚磷酸钠IV与Betti Base三氟乙酸盐III在常用有机溶剂中进行反应生成沉淀，过滤后得到固体为(S)-Betti Base·(R)-(+)-联萘酚磷酸酯V，母液中含有(R)-Betti Base·CF3COOH VI和三氟乙酸钠。 
（b）将步骤（a）中得到的非对应异构体盐V用碱中和后萃取干燥浓缩， 得到e.e.值大于99%的(S)-Betti Base VII。 
（c）将步骤（a）中过滤后剩余的母液经过稀释后过滤洗涤干燥得到盐VI，或者用碱中和后萃取干燥浓缩，得到(R)-Betti Base VIII。 
（d）将步骤（b）中萃取后的水相过滤，得到的固体经洗涤、干燥得到回收的拆分试剂IV。 
（e）利用步骤（d）中回收的拆分试剂R构型联萘酚磷酸钠IV用于下一个拆分循环，进行反复利用。 
方案二：以R构型联萘酚磷酸酯为拆分试剂为例，当拆分试剂是S构型联萘酚磷酸酯时，所得拆分产物构型相反。 
Figure BDA0000258456646
3)利用R构型联萘酚磷酸酯X对Betti Base IX在常用有机溶剂中进行拆分。 
（a）利用碱中和步骤1）制得的外消旋Betti Base· CF3COOH III得到外消旋Betti Base IX。 
（b）利用R构型联萘酚磷酸酯X与Betti Base IX在常用有机溶剂中进行反应生成沉淀，过滤后得到固体为(S)-Betti Base·(R)-联萘酚磷酸酯V，母液中含有(R)-Betti Base VIII。 
（c）将步骤（b）中得到的非对应异构体盐V用碱中和后萃取干燥浓缩，得到e.e.值大于99%的(S)-Betti Base VII。 
（d）将步骤（b）中过滤后剩余的母液浓缩后得到(R)-Betti Base VIII，或者用碱中和后萃取干燥浓缩，得到(R)-Betti Base VIII。 
（e）将步骤（c）中萃取后剩余的水相用浓盐酸调节PH=2后萃取干燥浓缩得到回收的拆分试剂X。 
将步骤（e）中回收的拆分试剂R构型联萘酚磷酸酯X用于下一个拆分循环，进行反复利用。 
具体实施方式
（1）外消旋的Betti Base IX的制备方法、 
本发明中外消旋的Betti Base的合成中，恶嗪中间体II参考文献（Org. Synth. 1929, 9, 60.）利用2-萘酚I，苯甲醛，氨气三组分缩合来制备。恶嗪中间体II的水解利用三氟乙酸催化来完成，所使用的溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯等，反应温度可以为10-60 ℃。 
（2）光学纯Betti Base的拆分方法 
本发明中采用光学纯联萘酚磷酸酯和联萘酚磷酸钠两种方法来拆分得到高光学纯度的Betti Base。 
将0.5-1当量的光学纯联萘酚磷酸钠与Betti Base三氟乙酸盐III分别溶于常用有机溶剂中，将联萘酚磷酸钠溶液在一定的温度下滴加到Betti Base三氟乙酸盐III的溶液中，继续反应一定的时间生成沉淀，过滤后得到固体为单一构型Betti Base与联萘酚磷酸酯形成的非对映异构体的盐，母液经过水稀释后生成固体过滤洗涤干燥得到另一构型的Betti Base三氟乙酸盐，或者用碱中和后萃取干燥浓缩，得到另一构型Betti Base。将非对映异构体的盐用碱中和后萃取干燥浓缩，得到高e.e.值的单一构型Betti Base，萃取后剩余的水相经过滤得到固体，经洗 涤、干燥后得到回收的拆分试剂光学纯联萘酚磷酸钠。将回收的拆分试剂用于下一个拆分循环。 
外消旋的Betti Base IX由其三氟乙酸盐III综合制得，然后与0.5-1当量的光学纯联萘酚磷酸酯分别溶于常用有机溶剂中，将联萘酚磷酸酯溶液在一定的温度下滴加到Betti Base IX的溶液中，继续反应一定的时间生成沉淀，过滤后得到固体为单一构型Betti Base与联萘酚磷酸酯形成的非对映异构体的盐，母液经过浓缩后得到另一构型的Betti Base，或者用碱中和后萃取干燥浓缩，得到另一构型的Betti Base。将非对映异构体的盐用碱中和后萃取干燥浓缩，得到高e.e.值的单一构型Betti Base，萃取后剩余的水相用浓盐酸调节PH=2后萃取，有机相经干燥浓缩得到回收的拆分试剂光学纯联萘酚磷酸酯。将回收的拆分试剂用于下一个拆分循环。 
对于拆分过程所使用的拆分试剂为R构型联萘酚磷酸酯，R构型联萘酚磷酸钠，或S构型联萘酚磷酸酯，S构型联萘酚磷酸钠；使用的常规有机溶剂可以为甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、二氧六环、四氢呋喃、甲苯、异丙醇、二氯甲烷等单一溶剂或混合物，优先选择四氢呋喃；使用的反应温度可以为0-80 ℃，优先选择50-60 ℃。 
具体实施方式
以下利用实施案例具体的说明本发明。但本发明不限于实施案例中所示的形态，具体的实施方式可以在本发明的具体实施方式说明的范围内进行各种变更。 
例1  外消旋Betti Base IX的制备 
1,3-二苯基-1H, 2H, 3H-萘并[1,2-e] [1, 3]恶嗪II的制备 
将144 g 2-萘酚I溶于200 mL中的95％的乙醇中，然后加入212 g新蒸馏的苯甲醛和200mL氨的乙醇溶液，反应在室温下密闭搅拌反应2 h。然后，打开瓶塞排出过量的氨气，然后密封放置约12 h，有大量白色针状结晶析出，然后过滤，晶体用50 mL乙醇洗涤后干燥得产品280 g缩合产物，熔点为148-150 ℃。 
外消旋Betti Base三氟乙酸盐III的制备 
将20 g恶嗪中间体II溶于200 mL二氯甲烷和2.1 mL水的混合溶液，室温下滴加入8.8 mL三氟乙酸。加完升温至50 °C继续搅拌反应2-5小时，TLC跟踪反应至终点。将反应混合物冷却到10°C后过滤，得一固体，用冷的二氯甲烷洗涤后真空干燥得到20.7g外消旋Betti Base三氟乙酸盐 III，mp 160-162 °C； 
IR (KBr): 3290, 3070, 2920, 1675, 1210, 1130 cm–1；1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ= 11.02(br s, 1 H), 8.83 (br s, 3 H), 8.07 (d, J = 8.6 Hz, 1 H), 7.90-7.87 (m, 2 H), 7.53-7.49(m, 3 H), 7.40-7.30(m, 5 H), 6.32(s, 1 H)；13C NMR (100 MHz, DMSO-d6): δ = 154.1, 138.0, 132.3, 131.2, 129.3, 129.0, 128.6, 128.5, 127.8, 127.6, 123.5, 122.2, 119.1, 114.4, 51.6；MS (ESI): m/z (%) = 363 (15) [M]－, 249 (100). 
外消旋Betti Base IX的制备 
将20 g外消旋Betti Base三氟乙酸盐III加入到100 mL 2M的Na2CO3溶液中，搅拌反应1 h，用乙醚萃取后饱和水食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得到13.6 g 外消旋Betti Base IX。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ= 7.87 (d, J = 8.6 Hz, 1 H), 7.75(d, J = 8.1 Hz, 1 H), 7.71(d, J = 8.8 Hz, 1 H), 7.49 (d, J = 7.7 Hz, 2 H), 7.37-7.19 (m, 7 H), 7.04(d, J = 8.8 Hz, 1 H), 6.08(s, 1 H)；13C NMR (100 MHz, DMSO-d6): δ = 157.8, 144.1, 132.3, 129.3, 128.9, 128.2, 127.8, 127.7, 126.7, 122.4, 122.0, 120.8, 117.4, 55.0. 
例2  R构型联萘酚磷酸钠拆分制备光学纯Betti Base 
(S)-Betti Base·(R)-联萘酚磷酸酯V的制备 
将2 g 外消旋Betti Base三氟乙酸盐III溶于5 mL四氢呋喃中，在50 °C下滴加R构型联萘酚磷酸钠IV的四氢呋喃溶液（1g/7mL）。将混合物在50 °C下搅拌2 h，然后室温搅拌3 h，有大量白色固体析出，然后进行了过滤得到固体经甲醇和乙醚混合溶液洗涤（10 mL，1 : 5），然后真空干燥产生1.58 g (S)-Betti Base·(R)-联萘酚磷酸酯V，熔点199-201°C；IR (KBr): 3055, 2920, 1500, 1220, 1080, 960 cm–1；1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ = 11.22 (br s, 1 H), 8.80 (br s, 3 H), 8.06-7.98 (m, 5 H), 7.82(d, J = 8.0 Hz, 1 H), 7.71(d, J = 8.9 Hz, 1 H), 7.49-7.26 (m, 16 H), 6.25(s, 1 H)；13C NMR (100 MHz, DMSO-d6): δ = 154.3, 150.5, 138.0, 132.5, 132.3, 131.0, 130.8, 130.2, 129.2, 128.9, 128.5, 127.6, 126.5, 124.9, 123.4, 123.1, 122.2, 119.1, 114.2, 51.6；31P NMR (162 MHz, DMSO-d6): 4.6；MS (ESI): m/z (%) = 597 (100) [M]＋, 250(40), 233(60)。 
(S)-Betti Base VII的制备： 
将1.58 g (S)-Betti Base·(R)-联萘酚磷酸酯V加入到30 mL 2 M Na2CO3溶液中，然后将混合物搅拌30分钟，用乙醚萃取，分出乙醚层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后得到0.65g (S)-Betti Base VII，熔点132-133 °C；[a]D 25 +55.8 (c 4.0, 苯)。 
(R)-Betti Base三氟乙酸盐VI的回收： 
将制备(S)-Betti Base·(R)-联萘酚磷酸酯V后剩余的母液滴加到100 mL的水中，混合物搅拌2 h，生成固体经过滤分离，分别用水和二氯甲烷洗涤后真空干燥得到0.98 g (R)-Betti Base三氟乙酸盐VI。 
(R)-Betti Base VIII的制备： 
将0.98 g (R)-Betti Base三氟乙酸盐VI加入到10 ml 2M的Na2CO3溶液中，搅拌反应1 h，用乙醚萃取后饱和水食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后浓缩得到0.9 g (R)-Betti Base VIII。 
R构型联萘酚磷酸钠IV的回收和循环利用： 
将制备(S)-Betti Base VII时乙醚萃取后剩余的水相过滤，残留物经水和乙醚洗涤，然后真空干燥得到0.9 g R构型联萘酚磷酸钠IV。用回收来的R构型联萘酚磷酸钠IV进行下一个拆分过程，经过三个循环，拆分所得的(S)-Betti Base 的收率和ee值分别为收率95%，ee 99%；收率93%，ee 99%；收率89%，ee 98%。 
3  R构型联萘酚磷酸酯拆分制备光学纯Betti Base 
将2.5 g 外消旋Betti Base IX溶于10 mL四氢呋喃中，在50 °C下滴加R构型联萘酚磷酸酯的四氢呋喃溶液（1.8 g/60 mL）。将混合物在50 °C下搅拌2 h，然后室温搅拌3 h，有大量白色固体析出，然后进行过滤得到固体，经甲醇和乙醚混合溶液洗涤（20 mL，1 : 5），然后真空干燥产生5.4 g (S)-Betti Base·(R)-联萘酚磷酸酯V。过滤后剩余的母液经浓缩后干燥得(R)-Betti Base VIII 1.2 g。将(S)-Betti Base·(R)-联萘酚磷酸酯V加入到100 mL 2M Na2CO3溶液中，然后搅拌1 h，用乙醚萃取，分出乙醚层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后得到1.1 g (S)-Betti Base VII。将萃取后剩余的水相用浓盐酸调节PH=2后用二氯甲烷萃取，有机相经干燥后浓缩得到回收的拆分试剂1.6 g R构型联萘酚磷酸酯X。 

Claims (6)

1.光学纯1-(α-氨基苄基)-2-萘酚的制备方法，其特征在于：使用三氟乙酸催化合成消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚三氟乙酸盐，并利用光学纯1,1’-联萘酚磷酸酯和光学纯1,1’-联萘酚磷酸钠做为拆分试剂，对消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚及其三氟乙酸盐进行拆分制备光学纯1-(α-氨基苄基)-2-萘酚。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的使用三氟乙酸催化合成消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚三氟乙酸盐的步骤中，所使用的溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯，反应温度为10-60 ℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的使用光学纯1,1’-联萘酚磷酸酯对消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚进行拆分的步骤中，所使用的拆分试剂可以为新制备的或回收的光学纯1,1’-联萘酚磷酸酯，其化学式为
。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的使用光学纯1,1’-联萘酚磷酸钠对消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚三氟乙酸盐进行拆分的步骤中，所使用的拆分试剂可以为新制备的或回收的光学纯1,1’-联萘酚磷酸钠，其化学式为
Figure FDA0000258456632
。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的利用光学纯1,1’-联萘酚磷酸酯和光学纯1,1’-联萘酚磷酸钠对消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚及其三氟乙酸盐进行拆分的步骤中，所使用的溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、二氧六环、四氢呋喃、甲苯、异丙醇、二氯甲烷等单一溶剂或混合物，所使用的反应温度为0-80 ℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的利用光学纯1,1’-联萘酚磷酸酯和光学纯1,1’-联萘酚磷酸钠对消旋的1-(α-氨基苄基)-2-萘酚及其三氟乙酸盐进行拆分的步骤中，所使用的溶剂为四氢呋喃，所使用的反应温度为50-60 ℃。
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