CN103360352B - 4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2h)-苯并呋喃酮的全合成方法 - Google Patents

4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2h)-苯并呋喃酮的全合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种化合物4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮的全合成方法。该合成方法包括:以间苯三酚为起始原料,经过傅克酰基化反应及关环反应得到3(2H)-苯并呋喃酮母核;接着将两个酚羟基用苄基保护起来然后催化氢化,选择性脱掉4位苄基,再甲基化,得到关键中间体6-苄氧基-4-甲氧基-3(2H)-苯并呋喃酮;最后经羟醛缩合、催化氢化、烯醇化、环氧化开环以及脱苄基反应,全合成得到目的物4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮。本发明具有原料易得、操作简便、成本低廉等优点。目的物可用作对照品控制蜂胶的质量。

Description

4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮的全合成方法
技术领域
本发明属化学合成领域,涉及一个新化合物4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮的全合成方法。
背景技术
4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮,是申请人从杨树胶中分离得到的-种橙酮类新化合物,它可作为对照品来测定掺假蜂胶中杨树胶的掺入量(周立东.一种化合物及其应用:中国,CN101108841A.2008-01-23.)。4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮在杨树胶中含量较低,提取分离操作比较复杂。其结构如下式所示:
关于4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮的全合成尚未见文献报道。检索相关文献,发现橙酮类化合物的全合成主要有以下2种方法:
1、3(2H)-苯并呋喃酮与苯甲醛类化合物发生羟醛缩合反应。在这个合成方法中,3(2H)-苯并呋喃酮是关键的中间体,可以先通过酚和卤代乙睛或卤乙酰卤的傅克酰基化反应,得到a-卤代苯乙酮,将其在碱的作用下环化为3(2H)-苯并呋喃酮,最后,3(2H)-苯并呋喃酮与苯甲醛在酸或碱催化下缩合得橙酮类化合物(见文献Zhang,M.,et al.,Synthesis and herbicidalpotential of substituted aurones.Pest Manage.Sci.,2012.68:p.1512-1522)。
2、2-羟基查耳酮的氧化环化反应。在此合成方法中,先合成得到2-羟基查耳酮,然后将其在多种条件下转化为橙酮,如硝酸鉈(III)、胺等,最常用的是Hg(OAc)2(见文献Sousa,C.M.,et al.,One pot synthesis of aryl substituted aurones.Dyes Pigm.,2012.92:p.537-541.)。
发明内容
本发明目的在参考现有技术的基础上,首次提供一种简便、高效的4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮的全合成方法。该化合物结构如下:
本发明的全合成方法包括如下过程:
具体而言,包括如下过程:
(1)间苯三酚(1)与卤乙酰卤反应生成2-氯-1-(2,4,6-三羟基苯)乙酮(2)。
此反应是傅克酰基化反应,所用溶剂为无水的非质子溶剂,优选CS2/硝基苯混合溶剂。先在0℃下分批加入3倍量三氯化铝,搅拌1小时后,再滴加氯乙酰氯,然后室温反应24小时。反应温度为0~40℃,优选15~30℃。反应时间为4~24小时,优选8~15小时。反应完成后,用2N的盐酸水淬灭反应。
(2)2-氯-1-(2,4,6-三羟基苯)乙酮(2)在碱的催化下关环得到4,6-二羟基-3(2H)-苯并呋喃酮(3)。
所用的碱可为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾,所用的溶剂为甲醇、乙醇或丙酮,反应温度为室温至溶剂回流温度,反应时间为1~10小时。
(3)4,6-二羟基-3(2H)-苯并呋喃酮(3)与BzCl反应,将两个酚羟基保护起来,得到4,6-二苄氧基-3(2H)-苯并呋喃酮(4)。
该反应为BzCl的SN2反应;原料∶BzCl∶碳酸钾的摩尔比为1∶2∶2至1∶3∶3;所选溶剂为无水的非质子溶剂,可选无水丙酮、无水乙腈或无水DMF,优选无水DMF;所用的碱可为无水碳酸钾、无水碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠或N,N-二异丙基乙胺,优选无水碳酸钾和无水碳酸钠;反应温度为室温至溶剂回流温度,优选25~35℃。
(4)4,6-二苄氧基-3(2H)-苯并呋喃酮(4)经催化氢化反应,选择性脱掉4位苄基,得到6-苄氧基-4-羟基-3(2H)-苯并呋喃酮(5)。
其中,反应压力为常压;反应温度为室温;反应时间为3~3.5h;反应溶剂可为甲醇、乙醇、乙酸乙酯,THF等;催化剂为10%的Pd/C,用量为原料重量的10%。
(5)6-苄氧基-4-羟基-3(2H)-苯并呋喃酮(5)甲基化得到6-苄氧基-4-甲氧基-3(2H)-苯并呋喃酮(6)。
所用的碱可为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾;所用的溶剂可为丙酮、乙腈、乙醇、甲醇、THF或DMF,优选DMF;反应温度为0℃至溶剂回流温度,优选室温至50℃;反应时间为1~12小时,优选2~5小时。
(6)6-苄氧基-4-甲氧基-3(2H)-苯并呋喃酮(6)与苯甲醛发生羟醛缩合反应得到(Z)-6-苄氧基-4-甲氧基-2-苄亚基-3(2H)-苯并呋喃酮(7)。
反应在有机溶剂中进行,优选甲醇或乙醇;催化剂为NaOH或KOH水溶液,优选5%~15%的NaOH或KOH水溶液;反应温度为室温;反应时间为1~8小时,优选3~4小时。
(7)(Z)-6-苄氧基-4-甲氧基-2-苄亚基-3(2H)-苯并呋喃酮(7)还原得到6-苄氧基-4-甲氧基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮(8)。
此反应为催化氢化反应。其中,所用溶剂可为甲醇、乙醇、乙酸乙酯、THF等有机溶剂,优选乙酸乙酯;反应温度为室温至溶剂回流温度,优选室温;反应压力为常压;反应时间为1~24小时,优选9~15小时;催化剂为10%的Pd/C,用量为原料重量的10%。
(8)6-苄氧基-4-甲氧基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮(8)转化为烯醇硅醚,得到3-三甲基硅氧基-6-苄氧基-4-甲氧基-2-苄基苯并呋喃(9)。
反应在无水THF溶剂中进行;反应温度为-70℃至室温;其中LDA及TMSCl需在-70℃条件下滴加;反应时间为0.5~4小时;反应完毕后,产物在乙酸乙酯和水中分配,取乙酸乙酯层,用无水Na2SO4干燥后减压除掉溶剂,得到的产物直接用于下一步反应。
(9)3-三甲基硅氧基-6-苄氧基-4-甲氧基-2-苄基苯并呋喃(9)发生环氧化反应得到3-三甲基硅氧基-6-苄氧基-4-甲氧基-2,3-环氧-2-苄基-2H-苯并呋喃(10)。
此反应所选氧化剂可为m-CPBA、双氧水、过乙酸、过苯甲酸、三氟过乙酸等,优选m-CPBA;所用的无机碱可为Na2CO3、NaHCO3、K2CO3、KHCO3等,优选NaHCO3;反应温度为0℃;反应时间为1~3小时。
(10)3-三甲基硅氧基-6-苄氧基-4-甲氧基-2,3-环氧-2-苄基-2H-苯并呋喃(10)脱掉硅醚保护基,同时发生开环反应,得到6-苄氧基-4-甲氧基-2-羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮(11)。
此反应反应时间为1~12小时,优选4~6小时;反应温度为0℃至溶剂回流温度,优选室温;原料与TBAF的摩尔质量比为1∶1。
(11)6-苄氧基-4-甲氧基-2-羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮(11)脱掉苄基保护基,得目标化合物4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮。
此反应为催化氢化反应。其中,所用溶剂可为甲醇、乙醇、乙酸乙酯、四氢呋喃等有机溶剂,优选甲醇;反应温度为室温至溶剂回流温度,优选室温;反应压力为常压;反应时间为1~24小时,优选5~10小时;催化剂为10%的Pd/C,用量为原料重量的10%。
具体实施方式
下面的具体实施例是本发明的优选实施方案,其不应理解为对本发明构成任何限制。其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
熔点用X-4精密显微熔点测定仪测定,温度计未经校正。红外谱图用Nexus-470FTIR(Nicolet)红外光谱仪测定。质谱用Finnigan MAT312(70Ev)质谱仪测定。1H-NMR和 13C-NMR用Bruker Avance III(400M)超导核磁仪测定。元素分析用Vario EL III型元素分析仪测定。
实施例1
制备2-氯-1-(2,4,6-三羟基苯)乙酮(2)
在接有干燥管的1L反应瓶中,加入间苯三酚(1,50.0g,396.5mmol)、硝基苯(60mL)、CS2(240mL),冰水浴条件下分批加入三氯化铝(158.6g,1189.5mmol),搅拌1小时,滴加氯乙酰氯(53.7g,475.8mmol)/硝基苯(5mL),升温至室温反应24小时后,向反应瓶中加入冷的2M盐酸水溶液,搅拌10分钟,用乙酸乙酯萃取,有机相用饱和食盐水洗3次,无水Na2SO4干燥,过滤,减压除去溶剂。残余物加入大量的水,通过水蒸气蒸馏的方法减压除去硝基苯。残余物溶于乙酸乙酯中,有机相用饱和食盐水洗3次,无水Na2SO4干燥,过滤,减压除去溶剂,最后得到的残余物用乙酸乙酯重结晶得白色固体61.1g,产率76%。mp:183~185℃;IR(v,cm-1):3377,2924,1702,1607,1522,1460,1407,1380,1331,1282,1217,1167,1073,1018,818,792,756;1H-NMR(400MHz,CD3COCD3):δ4.96(s,2H,CH2),5.97(s,2H,3,5-2H),9.47(s,1H,2-OH),11.59(s,2H,4,6-2OH);ESI-MS:m/z203.1[M+H]+
实施例2
制备4,6-二羟基-3(2H)-苯并呋喃酮(3)
在250mL反应瓶中,加入2-氯-1-(2,4,6-三羟基苯)乙酮(2,61.1g,301.6mmol)、乙醇(150mL)、碳酸钾(62.5g,452.4mmol),室温反应4小时,减压除去乙醇,残余物加入水搅拌,用2N的盐酸水调PH值至中性,过滤,滤饼用水洗三次,干燥后用丙酮重结晶,得到白色粉末40.9g,产率82%。mp:250℃(分解);IR(v,cm-1):3508,3332,3246,2921,2852,1676,1616,1460,1399,1264,1196,1160,1109,1067,970,842,737;1H-NMR(400MHz,CD3COCD3):δ4.61(s,2H,2-H),6.00(s,1H,5-H),6.07(s,1H,7-H),8.72(s,1H,6-OH),9.58(s,1H,4-OH);ESI-MS:m/z165.1[M+H]+
实施例3
制备4,6-二苄氧基-3(2H)-苯并呋喃酮(4)
在250mL反应瓶中,加入DMF(100mL)、4,6-二羟基-3(2H)-苯并呋喃酮(3,19.5g,117.4mmol)、碳酸钾(35.7g,258.3mmol)、碘化钾(100mg)和BzCl(28.4mL,246.5mmol),室温反应24小时。反应结束后,向反应液中加入适量水,用乙酸乙酯萃取,有机相用饱和食盐水洗3次,无水Na2SO4干燥,过滤,减压除去溶剂,残余物用乙酸乙酯重结晶,得到白色晶体15.3g,产率38%。mp:105~106℃;IR(v,cm-1):3064,3034,2914,2858,1706,1618,1597,1499,1437,1370,1336,1240,1214,1199,1163,1104,1057,962,816,736; 1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ4.60(s,2H,2-H),5.24(s,2H,6-OCH 2 Ph),5.28(s,2H,4-OCH 2 Ph),6.37(d,J=2Hz,1H,5-H),6.40(d,J=2Hz,1H,7-H),7.33~7.56(m,10H,Ph);ESI-MS:m/z347.2[M+H]+
实施例4
制备6-苄氧基-4-羟基-3(2H)-苯并呋喃酮(5)
在250mL反应瓶中,加入4,6-二苄氧基苯并呋喃-3(2H)-酮(4,5.0g,14.4mmol)、乙酸乙酯(100mL)、10%的钯碳(498mg),在氢气流下,室温常压反应3.5h。反应结束后,过滤反应液,减压除去溶剂,残余物用乙酸乙酯重结晶,得到白色晶体2.1g,产率57%。mp:126~128℃;IR(v,cm-1):3423,2919,2851,1700,1673,1631,1501,1453,1369,1338,1267,1218,1158,1084,1023,1003,974,809;1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ4.64(s,2H,2-H),5.22(s,2H,OCH 2 Ph),6.14(d,J=2Hz,1H,5-H),6.31(d,J=2Hz,1H,7-H),7.37~7.51(m,5H,Ph),8.94(s,1H,OH);ESI-MS:m/z257.2[M+H]+
实施例5
制备6-苄氧基-4-甲氧基-3(2H)-苯并呋喃酮(6)
在250mL反应瓶中,加入6-苄氧基-4-羟基-3(2H)-苯并呋喃酮(5,6.3g,24.6mmol)、N,N-二甲基甲酰胺(40mL)、碳酸钾(4.1g,29.5mmol)、碘甲烷(1.7mL,27.1mmol)。混合溶液在40℃下反应2小时。反应结束后,加入适量水,用乙酸乙酯萃取,有机相用饱和食盐水洗三次,无水Na2SO4干燥,过滤,减压除去溶剂,残余物用乙酸乙酯重结晶,得到淡黄色晶体4.3g,产率64%。mp:136~138℃;IR(v,cm-1):3367,3102,2970,2939,2854,1695,1617,1593,1497,1438,1371,1335,1244,1212,1164,1103,1049,1021,947,822;1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ3.89(s,3H,CH3),4.56(s,2H,OCH 2 Ph),5.25(s,2H,2-H),6.26(d,J=2Hz,1H,5-H),6.38(d,J=2Hz,1H,7-H),7.36~7.53(m,5H,Ph);ESI-MS:m/z271.2[M+H]+,293.1[M+Na]+
实施例6
制备(Z)-6-苄氧基-4-甲氧基-2-苄亚基-3(2H)-苯并呋喃酮(7)
在250mL反应瓶中,加入6-苄氧基-4-甲氧基-3(2H)-苯并呋喃酮(6,62.3g,8.5mmol)、乙醇(50mL)、10%氢氧化钠水溶液(3.5mL)、苯甲醛(0.9mL,8.5mmol)。室温下搅拌5小时。反应结束后,将反应瓶置冰水浴中冷却析出晶体。减压抽滤收集产物,产物用水洗三次至中性,再用乙醇重结晶,得到黄色粉末2.4g,产率80%。mp:215℃(分解);IR(v,cm-1):3433,3025,2918,2850,1699,1661,1617,1595,1502,1451,1361,1251,1213,1200,1152,1096,1022,937,812,758,693;1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ3.95(s,3H,CH3),5.17(s,2H,OCH 2 Ph),6.24(d,J=2Hz,1H,5-H),6.47(d,J=2Hz,1H,7-H),6.78(s,1H,CH),7.37~7.68(m,10H,Ph);ESI-MS:m/z359.2[M+H]+,381.2[M+Na]+
实施例7
制备6-苄氧基-4-甲氧基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮(8)
在250mL反应瓶中,加入(Z)-6-苄氧基-4-甲氧基-2-苄亚基-3(2H)-苯并呋喃酮(7,2.0g,5.6mmol)、10%的Pd/C(203mg)、乙酸乙酯(200mL)。在氢气流下室温常压反应10h。反应结束后过滤,将滤液减压旋干。残余物用乙酸乙酯重结晶,得到淡黄色晶体1.5g,产率74%。mp:157~159℃;IR(v,cm-1):3502,3066,3029,2926,2877,2849,1701,1615,1599,1497,1450,1429,1368,1338,1251,1227,1206,1154,1108,1022,817,735,694; 1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ2.96(dd,J=4Hz,8Hz,1H,CH 2 Ph),3.38(dd,J=2Hz,8Hz,1H,CH 2 Ph),3.91(s,3H,CH3),4.78(dd,J=2Hz,4Hz,1H,2-H),5.10(s,2H,OCH 2 Ph),6.09(d,J=2Hz,1H,5-H),6.22(d,J=2Hz,1H,7-H),7.29~7.44(m,10H,Ph);ESI-MS:m/z361.4[M+H]+
实施例8
制备3-三甲基硅氧基-6-苄氧基-4-甲氧基-2-苄基苯并呋喃(9)
在100mL反应瓶中,加入6-苄氧基-4-甲氧基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮(8,1.1g,3.1mmol)、无水四氢呋喃(40mL),搅拌至完全溶解,-70℃下滴加LDA/THF(2.0mL,4.1mmol),搅拌一小时后,滴加三甲基氯硅烷(0.5mL,3.8mmol),加热至室温反应2h。反应产物在乙酸乙酯/水中分配三次,有机层用无水Na2SO4干燥,过滤,减压除去溶剂,得到黄色油状物。产 物无需纯化,直接用于下一步反应。
实施例9
制备3-三甲基硅氧基-6-苄氧基-4-甲氧基-2,3-环氧-2-苄基-2H-苯并呋喃(10)
在100mL反应瓶中,加入实施例8所得黄色油状物(3.2mmol)、二氯甲烷(30mL)、m-CPBA(0.8g,4.7mmol),0℃下反应2h。反应结束后,用NaHCO3水溶液洗涤反应液三次,蒸馏水洗一次,有机层用无水Na2SO4干燥,过滤,直接用于下一步反应。
实施例10
制备6-苄氧基-4-甲氧基-2-羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮(11)
在100mL反应瓶中,加入实施例9所得反应液和TBAF/THF(3.1mL,3.1mmol),室温反应6h,反应结束后,用NH4Cl猝灭反应,有机层用水洗三次后,无水Na2SO4干燥,过滤,减压除去溶剂,残余物用乙酸乙酯重结晶,得到淡黄色晶体0.4g,三步总产率35%。mp:161~163℃;IR(v,cm-1):3452,3340,3031,2920,2851,1690,1618,1596,1500,1470,1447,1429,1368,1331,1261,1211,1158,1122,1024,967,823,695;1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ3.14(d,J=9Hz,1H,CH 2 Ph),3.24(d,J=9Hz,1H,CH 2 Ph),3.40(s,1H,OH),3.86(s,3H,CH3),5.08(s,2H,OCH2Ph),6.02(d,J=3Hz,1H,5-H),6.15(d,J=3Hz,1H,7-H),7.26~7.42(m,10H,Ph);ESI-MS:m/z377.1[M+H]+
实施例11
制备4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮
在100mL反应瓶中,加入6-苄氧基-4-甲氧基-2-羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮(11,305mg,0.8mmol)、甲醇(15mL)、10%的钯碳(30mg),在氢气流下室温常压反应6h,过滤反应液,减压除去溶剂,残余物用甲醇重结晶,得到白色片状晶体218mg,产率94%。mp:198℃(分解);IR(v,cm-1):3406,3084,3031,2982,2854,2673,2560,1680,1620,1601,1495,1471,1445,1382,1355,1324,1301,1261,1204,1165,1121,1077,934,835,695;1H-NMR(400MHz,DMSO-d6):δ2.98(d,J=9Hz,1H,CH 2 Ph),3.06(d,J=9Hz,1H,CH 2 Ph),3.73(s,3H,CH3),5.88(b,1H,5-H),5.89(b,1H,7-H),7.13~7.19(m,5H,Ph),7.61(s,1H,OH),10.85(s,1H,OH);13C-NMR(100MHz,DMSO-d6):δ192.8(3-C),172.5(8-C),169.2(6-C),159.6(4-C),134.7(1’-C),130.8(2’,6’-2C),128.2(3’,5’-2C),127.0(4’-C),106.0(2-C),101.8(9-C),91.2(5-C),93.1(7-C),56.0(4-OCH3),41.8(7’-C);ESI-MS:m/z287.2[M+H]+;元素分析,C16H14O5,实测值(计算值),%:C67.18(67.13),H5.00(4.93)。

Claims (6)

1.一种如式I所示的化合物4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮的全合成方法,其特征在通过3-(2H)-苯并呋喃酮衍生物与苯甲醛发生羟醛缩合反应来合成此
化合物,
4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮,所述全合成方法具有如下全合成路线:
2.根据权利要求1的全合成方法,其特征是以间苯三酚(1)为起始原料,与氯乙酰氯在三氯化铝的催化下发生傅克酰基化反应,再在碱的催化下关环得到4,6-二羟基-3(2H)-苯并呋喃酮(3);所述间苯三酚与三氯化铝的摩尔比为1∶3。
3.根据权利要求1的全合成方法,其特征是4,6-二羟基-3(2H)-苯并呋喃酮(3)在碱的催化下与BnCl反应,再控制催化氢化的时间及催化剂用量,选择性脱掉4位苄基,接着甲基化得到6-苄氧基-4-甲氧基-3(2H)-苯并呋喃酮(6);所述氢化催化时间为3~3.5小时;所述催化剂的用量为被催化化合物重量的10%;所述4,6-二羟基-3(2H)-苯并呋喃 酮∶碱∶BnCl的摩尔比为1∶2∶2至1∶3∶3。
4.根据权利要求1的全合成方法,其特征是选择性地还原(Z)-6-苄氧基-4-甲氧基-2-苄亚基-3(2H)-苯并呋喃酮(7)中的烯烃双键而不影响苄基和羰基;其中溶剂为乙酸乙酯,所用体积为100mL/g,反应时间12h,催化剂的用量为被催化化合物重量的10%。
5.根据权利要求1的全合成方法,其特征是将酮转化成烯醇硅醚,再与m-CPBA,在碱的存在下发生环氧化反应,最后脱掉硅醚保护基,从而往羰基的a位引入羟基得到6-苄氧基-4-甲氧基-2-羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮(11)。
6.根据权利要求1的全合成方法,其特征是通过催化氢化的方法,将6-苄氧基-4-甲氧基-2-羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮(11)的苄基保护基脱掉,得到的目标化合物是4-甲氧基-2,6-二羟基-2-苄基-3(2H)-苯并呋喃酮。
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