一种氨基萘酚类化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及有机合成化学领域,尤其涉及一种氨基萘酚类化合物的制备方法。
背景技术
氨基萘酚类化合物具有一定的生物学活性,在抗癌类药物、抗菌类药物和抗HIV病毒类药物等合成中具有重要用途。另外,氨基萘酚类化合物因具有一个手性中心和易配位的氮、氧原子,可以用来做不对称合成中的有机金属催化剂的配体,其合成方法和应用在国内外普遍受到人们关注。
合成氨基萘酚类化合物的较好方法是萘酚、醛类和胺类化合物发生三组分反应,该反应由于只生成水为唯一副产物而具有很高的原子利用率。2011年Banerji等在常温下,水为溶剂,使用纳米氧化镁作为催化剂,使萘酚、醛类化合物与胺类化合物反应,生成氨基萘酚类化合物,产率可达90%,但部分底物反应时间长达6小时,而且纳米催化剂不易制备和存储(四面体快报(TetrahedronLetters),2011,52,4957)。2012年,JeongYeonTae等在室温条件下,以二氧化硅负载的三氟甲基磺酸铜为催化剂,使萘酚、醛类化合物与仲胺类化合物在较短时间反应,生成氨基萘酚类化合物,但三氟甲基磺酸铜价格高昂,不利于规模生产(四面体快报(TetrahedronLetters),2012,53,4376)。在2004年,Hu等在-5℃下,以乙醚为溶剂,使一种类似于氨基萘酚类化合物的五元环或七元环,在四氢铝锂存在条件下,反应生成氨基萘酚类化合物,虽然反应只需1小时,但反应条件较为苛刻,原料也不易制备(四面体:不对称(Tetrahedron:Asymmetry),2004,15,475)。2013年,Kidwai等在室温下,用PEG-400为溶剂,使萘酚、醛类化合物与仲胺类物质反应,生成氨基萘酚类化合物,反应产率最高可达92%,但是反应时间最长需要4小时,并且反应后处理也较为麻烦(亚洲有机化学(AsianJournalofOrganicChemistry),2013,2,395)。2009年,Jha等以对甲苯磺酸为催化剂,在微波辐射下(温度约为190℃),使萘酚、醛类与仲胺反应生成氨基萘酚化合物,虽然反应时间为5分钟,但是产率最高才72%,且反应所用催化剂具有腐蚀性,操作危险(四面体快报(TetrahedronLetters),2009,50,51)。目前为止,以零价金属作为催化剂,以醛类化合物、仲胺类化合物和萘酚为三组分,采用一锅法制备氨基萘酚化合物的反应还未见文献报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本廉价、高效、快速的氨基萘酚类化合物的制备方法。
为解决上述问题,本发明所述的一种氨基萘酚类化合物的制备方法,其特征在于:该方法是指将催化剂、醛类化合物、仲胺类化合物和萘酚依次加入水中,在温度为20~80℃的条件下进行反应,反应完全后得反应液;该反应液按常规方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物I或产物II,产物结构式如下:
结构式中R1是指烷基、苯基或取代苯基,R2是指烷基、环烷基或苯基;
其中:所述催化剂与所述萘酚的摩尔比为1:5~20,所述萘酚与所述醛类化合物的摩尔比为1:1~1.2,所述萘酚与所述仲胺类化合物的摩尔比为1:1~1.3,所述萘酚与所述水的摩尔比为1:600~2000。
所述催化剂是指细度为1000~2000目的铝、铁、锌、镍、铬、镉、铜、镓、铟、钴粉末中的任意一种。
所述醛类化合物为多聚甲醛、乙醛、丙醛、苯甲醛、2-氯苯甲醛、3-氯苯甲醛、4-氯苯甲醛、3-氟苯甲醛、4-溴苯甲醛、4-羟基苯甲醛、3-甲氧基苯甲醛、4-氰基苯甲醛中的任意一种。
所述仲胺类化合物为二甲胺、二正丁胺、哌啶、四氢吡咯、二乙醇胺、二苯基胺中的任意一种。
所述萘酚为α-萘酚或β-萘酚。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明采用的是一锅多组分串联反应法,所有反应物料均是一次加入,所用溶剂为水,且副产物也是水,符合绿色化学标准和要求。
2、本发明采用常见廉价金属作为反应的催化剂,反应条件温和,催化效率高,操作简单。
3、本发明原料易得,不需任何添加剂,生产成本低,具有较好的工业应用前景。
具体实施方式
实施例1一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂铝粉末、多聚甲醛、哌啶和β-萘酚依次加入水中,在温度为50℃的条件下进行反应,整个反应过程用薄层层析法跟踪,即每隔5分钟取样,用毛细管在硅胶板上分别滴入反应液点样、原料液、β-萘酚点样,三个点样处在同一直线上,然后将硅胶板放入盛有体积比(mL/mL)为30:1的石油醚和乙酸乙酯的混合液的展瓶内。走板完成后,再将硅胶板放在紫外灯下或碘瓶中观察,如果反应液中没有与原料液β-萘酚齐平的点,则表明反应完全,此时得反应液。
该反应液用与水等量的乙酸乙酯分别萃取三次,合并有机相,得萃取液。
将无水硫酸镁加入萃取液中将其干燥,经过滤后得滤液;然后采用上海亚荣生化有限公司生产的RE-52AA型旋转蒸发仪在40℃进行减压蒸除溶剂,得浓缩液;再在浓缩液中加入2~3倍浓缩液质量的硅胶进行拌样,将拌样放入层析柱内,加入体积比(mL/mL)为30:1的石油醚和乙酸乙酯的混合液进行洗脱分离,最后收集洗脱液,将洗脱液放入旋转蒸发仪中,在40℃进行浓缩后即得产物I的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=H,R2=-(CH2)5-):
其中:铝粉末与β-萘酚的摩尔比为1:10,β-萘酚与多聚甲醛的摩尔比为1:1.2,β-萘酚与哌啶的摩尔比为1:1.3,β-萘酚与水的摩尔比为1:1000。
反应时间为0.8h,产率为95%。
实施例2一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂铜粉末、多聚甲醛、四氢吡咯和β-萘酚依次加入水中,在温度为40℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例1所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例1所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物I的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=H,R2=-(CH2)4-):
其中:铜粉末与β-萘酚的摩尔比为1:20,β-萘酚与多聚甲醛的摩尔比为1:1,β-萘酚与四氢吡咯的摩尔比为1:1.3,β-萘酚与水的摩尔比为1:2000。
反应时间为0.8h,产率为83%。
实施例3一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂镍粉末、乙醛、二甲胺和β-萘酚依次加入水中,在温度为50℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例1所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例1所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物I的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=-CH3,R2=CH3):
其中:镍粉末与β-萘酚的摩尔比为1:10,β-萘酚与乙醛的摩尔比为1:1,β-萘酚与二甲胺的摩尔比为1:1,β-萘酚与水的摩尔比为1:2000。
反应时间为0.8h,产率为86%。
实施例4一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂铝粉末、苯甲醛、四氢吡咯和β-萘酚依次加入水中,在温度为50℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例1所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例1所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物I的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=-C6H5,R2=-(CH2)4-):
其中:铝粉末与β-萘酚的摩尔比为1:20,β-萘酚与苯甲醛的摩尔比为1:1,β-萘酚与四氢吡咯的摩尔比为1:1.2,β-萘酚与水的摩尔比为1:600。
反应时间为0.6h,产率为93%。
实施例5一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂铝粉末、4-氯苯甲醛、哌啶和β-萘酚依次加入水中,在温度为60℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例1所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例1所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物I的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=4-Cl-C6H4,R2=-(CH2)5-):
其中:铝粉末与β-萘酚的摩尔比为1:5,β-萘酚与4-氯苯甲醛的摩尔比为1:1.2,β-萘酚与哌啶的摩尔比为1:1.3,β-萘酚与水的摩尔比为1:800。
反应时间为1.5h,产率为88%。
实施例6一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂铁粉末、4-溴苯甲醛、二甲胺和β-萘酚依次加入水中,在温度为20℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例1所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例1所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物I的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=4-Br-C6H4,R2=CH3):
其中:铁粉末与β-萘酚的摩尔比为1:10,β-萘酚与4-溴苯甲醛的摩尔比为1:1.2,β-萘酚与二甲胺的摩尔比为1:1.3,β-萘酚与水的摩尔比为1:600。
反应时间为1.5h,产率为84%。
实施例7一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂钴粉末、3-氟苯甲醛、二甲胺和β-萘酚依次加入水中,在温度为50℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例1所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例1所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物I的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=3-F-C6H4,R2=CH3):
其中:钴粉末与β-萘酚的摩尔比为1:10,β-萘酚与3-氟苯甲醛的摩尔比为1:1,β-萘酚与二甲胺的摩尔比为1:1.2,β-萘酚与水的摩尔比为1:2000。
反应时间为1h,产率为87%。
实施例8一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂铝粉末、2-氯苯甲醛、二乙醇胺和β-萘酚依次加入水中,在温度为60℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例1所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例1所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物I的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=2-Cl-C6H4,R2=CH2CH2OH):
其中:铝粉末与β-萘酚的摩尔比为1:10,β-萘酚与2-氯苯甲醛的摩尔比为1:1.1,β-萘酚与二乙醇胺的摩尔比为1:1.3,β-萘酚与水的摩尔比为1:2000。
反应时间为0.6h,产率为86%。
实施例9一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂镉粉末、3-甲氧基苯甲醛、二苯基胺和β-萘酚依次加入水中,在温度为50℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例1所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例1所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物I的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=3-CH3O-C6H4,R2=C6H5):
其中:镉粉末与β-萘酚的摩尔比为1:20,β-萘酚与3-甲氧基苯甲醛的摩尔比为1:1,β-萘酚与二苯基胺的摩尔比为1:1.3,β-萘酚与水的摩尔比为1:800。
反应时间为2h,产率为76%。
实施例10一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂镓粉末、多聚甲醛、哌啶和α-萘酚依次加入水中,在温度为50℃的条件下进行反应,整个反应过程用薄层层析法跟踪,即每隔5分钟取样,用毛细管在硅胶板上分别滴入反应液点样、原料液、α-萘酚点样,三个点样处在同一直线上,然后将硅胶板放入盛有体积比(mL/mL)为30:1的石油醚和乙酸乙酯的混合液的展瓶内。走板完成后,再将硅胶板放在紫外灯下或碘瓶中观察,如果反应液中没有与原料液α-萘酚齐平的点,则表明反应完全,此时得反应液。
该反应液用与水等量的乙酸乙酯分别萃取三次,合并有机相,得萃取液。
将无水硫酸镁加入萃取液中将其干燥,经过滤后得滤液;然后采用上海亚荣生化有限公司生产的RE-52AA型旋转蒸发仪在40℃进行减压蒸除溶剂,得浓缩液;再在浓缩液中加入2~3倍浓缩液质量的硅胶进行拌样,将拌样放入层析柱内,加入体积比(mL/mL)为30:1的石油醚和乙酸乙酯的混合液进行洗脱分离,最后收集洗脱液,将洗脱液放入旋转蒸发仪中,在40℃进行浓缩后即得产物II的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=H,R2=-(CH2)5-):
其中:镓粉末与α-萘酚的摩尔比为1:10,α-萘酚与多聚甲醛的摩尔比为1:1.1,α-萘酚与哌啶的摩尔比为1:1,α-萘酚与水的摩尔比为1:1000。
反应时间为1h,产率为92%。
实施例11一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂铝粉末、4-氯苯甲醛、哌啶和α-萘酚依次加入水中,在温度为50℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例10所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例10所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物II的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=2-Cl-C6H4,R2=-(CH2)5-):
其中:铝粉末与α-萘酚的摩尔比为1:15,α-萘酚与4-氯苯甲醛的摩尔比为1:1.2,α-萘酚与哌啶的摩尔比为1:1,α-萘酚与水的摩尔比为1:2000。
反应时间为1.5h,产率为94%。
实施例12一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂镍粉末、4-氰基苯甲醛、四氢吡咯和α-萘酚依次加入水中,在温度为60℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例10所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例10所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物II的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=4-CN-C6H4,R2=-(CH2)4-):
其中:镍粉末与α-萘酚的摩尔比为1:20,α-萘酚与4-氰基苯甲醛的摩尔比为1:1,α-萘酚与四氢吡咯的摩尔比为1:1.3,α-萘酚与水的摩尔比为1:600。
反应时间为1h,产率为89%。
实施例13一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂铟粉末、3-氯苯甲醛、二正丁胺和α-萘酚依次加入水中,在温度为50℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例10所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例10所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物II的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=3-Cl-C6H4,R2=CH2CH2CH2CH3):
其中:铟粉末与α-萘酚的摩尔比为1:10,α-萘酚与3-氯苯甲醛的摩尔比为1:1,α-萘酚与二正丁胺的摩尔比为1:1.1,α-萘酚与水的摩尔比为1:600。
反应时间为1h,产率为86%。
实施例14一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂铝粉末、3-氟苯甲醛、二乙醇胺和α-萘酚依次加入水中,在温度为50℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例10所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例10所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物II的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=3-F-C6H4,R2=CH2CH2OH):
其中:铝粉末与α-萘酚的摩尔比为1:20,α-萘酚与3-氟苯甲醛的摩尔比为1:1,α-萘酚与二乙醇胺的摩尔比为1:1.3,α-萘酚与水的摩尔比为1:1000。
反应时间为1h,产率为93%。
实施例15一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂锌粉末、4-羟基苯甲醛、二甲胺和α-萘酚依次加入水中,在温度为80℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例10所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例10所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物II的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=4-HO-C6H4,R2=CH3):
其中:锌粉末与α-萘酚的摩尔比为1:20,α-萘酚与4-羟基苯甲醛的摩尔比为1:1,α-萘酚与二甲胺的摩尔比为1:1.1,α-萘酚与水的摩尔比为1:600。
反应时间为1h,产率为88%。
实施例16一种氨基萘酚类化合物的制备方法,该方法是指:将催化剂铬粉末、丙醛、二苯胺和α-萘酚依次加入水中,在温度为40℃的条件下进行反应,整个反应过程按实施例10所述薄层层析法跟踪,得反应液;该反应液按实施例10所述方法依次经萃取、干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物II的氨基萘酚化合物,产物结构式如下(结构式中R1=C2H5,R2=C6H5):
其中:铬粉末与α-萘酚的摩尔比为1:20,α-萘酚与丙醛的摩尔比为1:1,α-萘酚与二苯胺的摩尔比为1:1.1,α-萘酚与水的摩尔比为1:1000。
反应时间为1.5h,产率为86%。
上述实施例1~16中催化剂的细度为1000~2000目。