CN109096117B - 1-苯基-2-硝基乙醇及其衍生物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种1‑苯基‑2‑硝基乙醇及其衍生物的制备方法,1‑苯基‑2‑硝基乙醇或其衍生物以苯甲醛或其衍生物、及硝基甲烷为原料,以叔丁醇为溶剂,采用强碱性的氯型717阴离子交换树脂为催化剂,经Henry反应制备完成。采用本发明方法进行苯基硝基醇的制备,催化剂效果强,合成反应转化率高,产率60‑80%,后处理只需过滤即可除去产物中的催化剂,简化了后处理操作。
Description
技术领域
本发明设计一种以强碱性离子交换树脂催化Henry反应制备1-苯基-2-硝基乙醇及其衍生物(1-Phenyl-2-nitroethanol and its derivatives)的方法。
背景技术
β-氨基醇类药物是常见的天然产物和上市药物,具有芳基β-氨基乙醇的化合物是一种肾上腺素受体激动剂类药物,例如沙美特罗,沙丁胺醇都具有1-苯基-2-氨基乙醇结构,分别用于治疗心血管疾病和呼吸道疾病,而β-氨基醇可以由β-硝基醇的还原得到,比如周玓等人(周玓,刘军涛,鲁毅翔,贾娴,黎星术.中国药物化学杂志,2009,Vol.19,No 2,123-126)已经用该方法制备了沙美特罗。
β-硝基醇的制备主要通过Henry反应来完成,目前应用于Henry反应的催化剂上主要分为无机碱、有机碱和金属有机配合物三种。传统的无机碱催化存在反应条件要求高、对设备有腐蚀性和生产的废水对环境污染大等问题。作为一种环境友好催化剂,离子交换树脂具有酸性或碱性的功能基团,具有可回收、可重复使用和环境污染小等优点,在有机合成中常常作为催化剂代替无机酸、碱的催化功能,进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。而目前具有催化功能的离子交换树脂种类虽然较多,但都没有用于Henry反应,该反应的固体相催化并未有研究。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷,提供一种制备苯基硝基乙醇反应更加彻底、且绿色环保的方法。
为了达到上述目的,本发明提供了1-苯基-2-硝基乙醇及其衍生物的制备方法,1-苯基-2-硝基乙醇或其衍生物以苯甲醛或其衍生物、及硝基甲烷为原料,以叔丁醇为溶剂,采用强碱性的氯型717阴离子交换树脂为催化剂,经Henry反应制备完成。
反应式如下:
其中,苯甲醛或其衍生物与硝基甲烷的摩尔比为1:10;催化剂与硝基甲烷的加入比例为3g:28mmol-3g:0.1mmol。
该Henry反应在常温常压条件下,反应1-3h。
上述Henry反应完成后,滤除树脂,滤液采用蒸发浓缩冷却结晶法或直接加入冰水析晶法,即得产物。
反应后的树脂通过以下方法进行活化处理:称取30g的离子交换树脂,装入层析柱,约占层析柱的2/3高度,加入去离子水浸泡,水面没过树脂,中间不要留有气泡,洗3次;打开旋钮,放水的同时加入5%HCl溶液,直到流出液体呈酸性,关闭旋钮,浸泡1h,离子交换树脂呈亮黄色;放出酸液,水洗3次,直到流出液体呈中性;加入5%NaOH溶液,直到流出的液体呈碱性,浸泡1h,离子交换树脂变成橘黄色;水洗3次至中性;重复酸洗,水洗,碱洗,水洗一次;最终得到有催化活性离子交换树脂。
本发明相比现有技术具有以下优点:
采用本发明方法进行苯基硝基醇的制备,催化剂效果强,合成反应转化率高,产率60-80%,后处理只需过滤即可除去产物中的催化剂,简化了后处理操作。催化剂可以重复使用,利用率高。且催化剂无腐蚀性,对环境污染小。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1:
强碱性离子交换树脂的活化
称取30g的离子交换树脂,装入层析柱,约占层析柱的2/3高度,加入去离子水浸泡,水面没过树脂,中间不要留有气泡,洗3次。打开旋钮,放水的同时加入5%HCl溶液,直到流出液体呈酸性,关闭旋钮,浸泡1h,离子交换树脂呈亮黄色。放出酸液,水洗3次,直到流出液体呈中性。加入5%NaOH溶液,直到流出的液体呈碱性,浸泡1h,离子交换树脂变成橘黄色。水洗3次至中性。重复酸洗,水洗,碱洗,水洗一次。最终得到有催化活性离子交换树脂。
实施例2:
2-(2,4-二氯)苯基-1-硝基乙醇的制备
向100mL烧瓶中加入5.4mL(0.1mol)硝基甲烷,1.70g(0.01mol)2,4-二氯苯甲醛,15mL叔丁醇,室温下搅拌使充分混合,加入3.0g上述活化的强碱性离子交换树脂,继续搅拌反应3h。TLC监测显示已充分反应。抽滤,滤除树脂。滤液经过旋转蒸发,蒸馏出溶剂和未反应的硝基甲烷,得到黄色油状物,室温放置4小时后产物结晶,用石油醚进行重结晶,干燥,得到1.87g微黄色粉末状固体,产率82%,m.p.78-80℃。此外,后处理方法也可采用直接将反应液倒入冰水中,收集下层油滴,置于空气中析晶。
制备所得产物的表征参数如下:
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.62(d,1H,J=8.5Hz,Ar-H),7.41(d,1H,J=1.5Hz,Ar-H),7.32(dd,1H,J=1.5Hz,8.5Hz,Ar-H),5.80(d,J=9.5Hz,1H,CH-O),4.65(dd,J=13.5Hz,2Hz,1H,-CH2-),4.20(dd,J=9.5Hz,13.5Hz,1H,-CH2-),3.01(d,J=4Hz,1H,-OH)。ESI-MS:calculated C8H7Cl2NO3,236.05,found 236.0。
抽滤得到的离子交换树脂依然有催化活性,可以继续再下一次实验中使用,可以重复使用4次。使用4次后还可以重新按照实施实例1的方法进行活化,恢复催化活性,重新活化后的离子交换树脂可以重复使用3次。
实施例3:
2-苯基-1-硝基乙醇的制备
由苯甲醛和硝基甲烷反应制得,原料:硝基甲烷0.1mol、苯甲醛0.01mol,溶剂:15mL叔丁醇,催化剂:活化的强碱性离子交换树脂3.0g,合成方法同实例2,产物为黄褐色油状物,常温下不结晶,产率70%。
制备所得产物的表征参数如下:
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.41–7.35(m,5H,Ar-H),5.45(dd,J=10,3Hz,1H,CH-O),4.60(dd,J=13.5Hz,10Hz,1H,-CH2-),4.51(dd,J=13.5Hz,3Hz,1H,-CH2-),2.73(bs,1H,-OH)。
实施例4:
2-(3-硝基)苯基-1-硝基乙醇的制备
向100mL烧瓶中加入1.5mL(28mmol)的硝基甲烷、0.42g(2.8mmol)的间硝基苯甲醛,10mL的叔丁醇,搅拌使充分混合,加入活化的离子交换树脂3g,常温常压下反应。TLC跟踪检测,1h后,反应完全。抽滤除去离子交换树脂催化剂。旋转蒸发,除去溶剂,得到黄色油状物,用PE重结晶得到0.50g淡黄色固体。产率84%。
制备所得产物的表征参数如下:
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.32(s,1H,Ar-H),8.23(d,1H,J=14Hz,Ar-H),7.78(d,1H,J=13Hz,Ar-H),7.62(t,1H,J=14Hz,13Hz,Ar-H),5.61(m,1H,CH-O),4.61(m,2H,-CH2-),3.23(s,1H,-OH)。
Claims (5)
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述苯甲醛或其衍生物与硝基甲烷的摩尔比为1:10;所述催化剂与硝基甲烷的加入比例为3g:28mmol-3g:0.1mmol。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述Henry反应在常温常压条件下,反应1-3h。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述Henry反应完成后,滤除树脂,滤液采用蒸发浓缩冷却结晶法或直接加入冰水析晶法,即得产物。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:反应后的树脂通过以下方法进行活化处理:称取30g的离子交换树脂,装入层析柱,约占层析柱的2/3高度,加入去离子水浸泡,水面没过树脂,中间不要留有气泡,洗3次;打开旋钮,放水的同时加入5%HCl溶液,直到流出液体呈酸性,关闭旋钮,浸泡1h,离子交换树脂呈亮黄色;放出酸液,水洗3次,直到流出液体呈中性;加入5%NaOH溶液,直到流出的液体呈碱性,浸泡1h,离子交换树脂变成橘黄色;水洗3次至中性;重复酸洗,水洗,碱洗,水洗一次;最终得到有催化活性离子交换树脂。
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