CN109796360B - 一种3-氨基-2-萘甲酸类化合物的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3‑氨基‑2‑萘甲酸类化合物的制备工艺,其特征在于,在邻苯二甲醛在三正丁基膦作用下制得稠环2,3‑萘二羧酸二甲酯;再在碱性条件下水解为2,3‑萘二羧酸单甲酯;然后通过DPPA反应将羧基转化成氨基,得到3‑叔丁氧甲酰胺基‑2‑萘甲酸甲酯;最后酯水解,并进一步脱去叔丁氧羰基,得到3‑氨基‑2‑萘甲酸。本方法反应条件温和,适应于不同底物,无需使用高温高压釜设备,降低生产过程中的安全风险,减少设备投入,降低生产能耗,适于规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种稠环芳香氨基甲酸类化合物的合成方法,尤其涉及一种3- 氨基-2-萘甲酸类化合物的制备工艺,属于有机合成技术领域。
背景技术
3-氨基-2-萘甲酸化合物是一类重要的稠环芳烃有机化合物,其分子结构独特,分子内不仅含有氨基活性基团,同时含有羧基活性官能团,两种不同特性的化学官能团同时分布于萘环上。3-氨基-2-萘甲酸化合物不但是一种有用的合成中间体,同时因其独特的化学结构,在生物、医药、染料、农药、精细化工领域具有非常高的应用价值。
Heterocycles,2012,86(1),425–433以及Journal of Organic Chemistry,1994,59(4),823–828以及Bulletin of the Chemical Society of Japan,2002, 75(3),619–622等公开了3-氨基-2-萘甲酸化合物的合成方法,利用ZnCl2作为催化剂,3-羟基-2-萘甲酸在氨水作用下,195℃持续加热反应,催化氨基取代羟基,合成3-氨基-2-萘甲酸化合物。3-羟基-2-萘甲酸通过2-萘酚的碱化成盐、羧基化反应、酸化转化等多步反应合成得到。该路线方法存在以下缺点:(1)3- 羟基-2-萘甲酸不易获得,并且其分子结构上羟基为酚羟基,属性不稳定,高温持续加热下,不可避免增加副反应复杂性;(2)氨水碱度大,反应在高温加热下进行,条件剧烈,该方法不适宜于对碱、热敏感的底物;(3)高温高压反应需用高压釜,实验要求苛刻,设备成本高,工业化生产难度大,也存在较大安全风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:现有3-氨基-2-萘甲酸类化合物的合成方法反应不稳定、适用性差、制备成本高等问题。
为了解决上述问题,本发明提供了一种3-氨基-2-萘甲酸类化合物的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1):冰浴条件下,将三正丁基膦滴加入马来酸二甲酯的二氯甲烷溶液中,加毕将其从0℃升至室温,搅拌反应0.5~1h,所得溶液在冰浴下,缓慢加入到邻苯二甲醛的二氯甲烷溶液中,再滴加DBU,所得混合物室温搅拌3~5h,冰水淬灭反应,二氯甲烷萃取,干燥,浓缩,柱层析分离得白色固体,即2,3-萘二羧酸二甲酯;
步骤2):将2,3-萘二羧酸二甲酯溶解于甲醇,冰浴条件下,分批加入KOH,升至室温搅拌24h,浓缩后的残余物溶于水,并用甲基叔丁醚进行萃取;调节水相的pH值,并用乙酸乙酯进行萃取;有机相用无水硫酸钠干燥,浓缩得到黄色固体,即2,3-萘二羧酸单甲酯;
步骤3):将2,3-萘二羧酸单甲酯溶解于叔丁醇,并依次加入DPPA、三乙胺,将混合物室温搅拌3~5h,加热回流反应24h,冷却、浓缩,加水溶解,乙酸乙酯萃取,有机相用无水硫酸钠干燥,浓缩,柱层析分离得到白色固体,即3- 叔丁氧甲酰胺基-2-萘甲酸甲酯;
步骤4):将3-叔丁氧酰胺基-2-萘甲酸甲酯溶解于氢氧化钾的甲醇溶液,室温搅拌反应24h以上,减压浓缩后用水溶解,冰浴冷却,调节pH值使其析出固体,经过滤干燥,得到3-叔丁氧甲酰胺基-2-萘甲酸;
步骤5):将3-叔丁氧甲酰胺基-2-萘甲酸溶解于三氟乙酸的二氯甲烷溶液,室温搅拌反应24h以上,浓缩后用水溶解,调节pH值使其析出固体,经过滤、洗涤、干燥,得到黄色固体,即3-胺基-2-萘甲酸。
优选地,所述步骤1)中的二氯甲烷为无水二氯甲烷;三正丁基膦与邻苯二甲醛的摩尔比为1.2~1.4:1;马来酸二甲酯与邻苯二甲醛的摩尔比为1.1~1.2:1; DBU与邻苯二甲醛的摩尔比为0.05~0.1:1。
优选地,所述步骤2)中氢氧化钾与2,3-萘二羧酸二甲酯的摩尔比为1:1;甲醇与2,3-萘二羧酸二甲酯的质量比为10~20:1。
优选地,所述步骤2)中水相的pH值用6N盐酸调至2。
优选地,所述步骤3)中DBU或三乙胺与2,3-萘二羧酸单甲酯的摩尔比为 1.2~1.3:1;叔丁醇与2,3-萘二羧酸单甲酯的质量比为15~20:1。
优选地,所述步骤4)中氢氧化钾与3-叔丁氧酰胺基-2-萘甲酸甲酯的摩尔比为2~3:1;甲醇与3-叔丁氧酰胺基-2-萘甲酸甲酯的质量比为10~15:1。
优选地,所述步骤4)中pH值采用1N稀盐酸调节至4。
优选地,所述步骤5)中三氟乙酸溶液与3-叔丁氧甲酰胺基-2-萘甲酸的质量比为15~30:1。
优选地,所述步骤5)中三氟乙酸的二氯甲烷溶液的质量浓度为50%。
优选地,所述步骤5)中pH值采用饱和乙酸钠水溶液调节至7。
本发明提供的技术方案的反应方程式如下:
其中,R=F、Cl、Br、I、H或C1-C6烷基。
本发明所提供的3-氨基-2-萘甲酸类化合物的制备工艺方法,以易得的邻苯二甲醛为原料,通过Wittig反应与马来酸二甲酯缩合生成稠环萘二酸结构,进一步利用选择性降解反应将其中的一个羧基转化成氨基,从而制得目标化合物。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明利用易得的邻苯二甲醛,合成稠环,进一步转化成目标分子,提供了一种制备3-氨基-2-萘甲酸类化合物的新路径,工艺通用性强;
2、本发明工艺方法,反应条件温和,体系条件适用于对碱、热敏感的不同底物,适用范围广;
3、本发明所有反应都在常压,不再需要使用高压反应釜,减少专用设备的使用,降低了生产成本,重要的是有效避免了高温高压剧烈条件导致的安全风险。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂,兹以优选实施例,作详细说明如下。
实施例
一种3-氨基-2-萘甲酸类化合物的制备工艺:
(1)15.84g马来酸二甲酯溶解于300mL二氯甲烷中,所得溶液用冰浴冷却,将24.24g三正丁基膦滴加入到低温溶液中,加毕,混合溶液从0℃自然升至室温,继续搅拌反应0.5h以上。取13.4g邻苯二甲醛溶解于200mL的二氯甲烷溶液中,冰浴冷却下,将前面得到的混合液缓慢加入,再滴加1.52g DBU,所得混合物室温搅拌反应3h。用400mL冰水淬灭反应,分离出有机相,水相用200mL二氯甲烷萃取2遍,合并有机相,150mL饱和食盐水洗涤,有机相用无水硫酸钠干燥2h,减压浓缩,产物柱层析分离,得白色固体2,3-萘二羧酸二甲酯22.3g,收率 91%。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ8.25(s,2H),7.94-7.90(m,2H),7.63-7.61(m,2H),3.96(s,6H).
(2)将22.3g的2,3-萘二羧酸二甲酯溶解于250mL甲醇,冰浴冷却,分批加入5.12g粉末状KOH,加毕,溶液升至室温搅拌24h。减压浓缩后,残余物溶于300mL水,用150mL甲基叔丁醚萃取2次,分离出水相,水相用6N盐酸调节PH=2,用200mL乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,100mL饱和食盐水洗涤,有机相用无水硫酸钠干燥2h,减压浓缩,去除溶剂后产物用20mL石油醚洗涤,过滤,干燥,得淡黄色固体2,3-萘二羧酸单甲酯17.8g,收率85%。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ8.53(s,1H),8.24(s,1H),7.99-7.96(m,2H),7.70-7.64(m,2H), 4.02(s,3H).
(3)将17.8g的2,3-萘二羧酸单甲酯溶解于270mL叔丁醇,充分溶解后,顺序加入25.54g DPPA、9.38g三乙胺,所得混合物室温搅拌3h,再加热回流反应24h。停止加热冷却至室温、减压浓缩去除溶剂,所得物加入350mL水溶解,用350mL乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,120mL饱和食盐水洗涤,有机相用无水硫酸钠干燥2h,减压浓缩,产物柱层析分离,得白色固体3-叔丁氧甲酰胺基-2-萘甲酸甲酯19.1g,收率82%。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ10.22(s,1H), 8.81(s,1H),8.61(s,1H),7.80-7.78(m,2H),7.52(m,1H),7.37(m,1H),3.98(s,3H), 1.57(s,9H).
(4)将7.11g氢氧化钾溶解于190mL甲醇中,19.1g 3-叔丁氧酰胺基-2-萘甲酸甲酯加入到氢氧化钾醇溶液中,室温搅拌反应12h。减压浓缩,所得物用300mL 水溶解,冰浴冷却,用1N稀盐酸调节PH=4,析出固体,过滤干燥,得黄色固体3-叔丁氧甲酰胺基-2-萘甲酸18.2g,收率100%。1H NMR(300MHz,CDCl3): δ10.05(s,1H),8.61(s,2H),7.66(m,2H),7.43(m,1H),7.26(m,1H),1.49(s,9H).
(5)将18.2g的3-叔丁氧甲酰胺基-2-萘甲酸溶解于270mL质量浓度为50%的三氟乙酸的二氯甲烷溶液,室温搅拌反应24h,减压浓缩,用150mL水溶解,冰浴下用饱和乙酸钠水溶液调节PH=7,析出固体,过滤,洗涤,干燥,得黄色固体产品3-胺基-2-萘甲酸11.8g,收率99%。1H NMR(300MHz,DMSO-d6):δ 8.51(br,s,1H),8.45(s,2H),7.68(m,1H),7.46(m,1H),7.31(m,1H),7.12(m,1H)。
Claims (4)
1.一种3-氨基-2-萘甲酸化合物的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1):冰浴条件下,将三正丁基膦滴加入马来酸二甲酯的二氯甲烷溶液中,加毕将其从0℃升至室温,搅拌反应0.5~1h,所得溶液在冰浴下,缓慢加入到邻苯二甲醛的二氯甲烷溶液中,再滴加DBU,所得混合物室温搅拌3~5h,冰水淬灭反应,二氯甲烷萃取,干燥,浓缩,柱层析分离得白色固体,即2,3-萘二羧酸二甲酯;二氯甲烷为无水二氯甲烷;三正丁基膦与邻苯二甲醛的摩尔比为1.2~1.4:1;马来酸二甲酯与邻苯二甲醛的摩尔比为1.1~1.2:1;DBU与邻苯二甲醛的摩尔比为0.05~0.1:1;
步骤2):将2,3-萘二羧酸二甲酯溶解于甲醇,冰浴条件下,分批加入KOH,升至室温搅拌24h,浓缩后的残余物溶于水,并用甲基叔丁醚进行萃取;调节水相的pH值,水相的pH值用6N盐酸调至2,并用乙酸乙酯进行萃取;有机相用无水硫酸钠干燥,浓缩得到黄色固体,即2,3-萘二羧酸单甲酯;氢氧化钾与2,3-萘二羧酸二甲酯的摩尔比为1:1;甲醇与2,3-萘二羧酸二甲酯的质量比为10~20:1;
步骤3):将2,3-萘二羧酸单甲酯溶解于叔丁醇,并依次加入DPPA、三乙胺,将混合物室温搅拌3~5h,加热回流反应24h,冷却、浓缩,加水溶解,乙酸乙酯萃取,有机相用无水硫酸钠干燥,浓缩,柱层析分离得到白色固体,即3-叔丁氧甲酰胺基-2-萘甲酸甲酯;DBU或三乙胺与2,3-萘二羧酸单甲酯的摩尔比为1.2~1.3:1;叔丁醇与2,3-萘二羧酸单甲酯的质量比为15~20:1;
步骤4):将3-叔丁氧酰胺基-2-萘甲酸甲酯溶解于氢氧化钾的甲醇溶液,室温搅拌反应24h以上,减压浓缩后用水溶解,冰浴冷却,调节pH值使其析出固体,经过滤干燥,得到3-叔丁氧甲酰胺基-2-萘甲酸;氢氧化钾与3-叔丁氧酰胺基-2-萘甲酸甲酯的摩尔比为2~3:1;甲醇与3-叔丁氧酰胺基-2-萘甲酸甲酯的质量比为10~15:1;
步骤5):将3-叔丁氧甲酰胺基-2-萘甲酸溶解于三氟乙酸的二氯甲烷溶液,室温搅拌反应24h以上,浓缩后用水溶解,调节pH值使其析出固体,经过滤、洗涤、干燥,得到黄色固体,即3-氨 基-2-萘甲酸;三氟乙酸溶液与3-叔丁氧甲酰胺基-2-萘甲酸的质量比为15~30:1。
2.如权利要求1所述的3-氨基-2-萘甲酸化合物的制备工艺,其特征在于,所述步骤4)中pH值采用1N稀盐酸调节至4。
3.如权利要求1所述的3-氨基-2-萘甲酸化合物的制备工艺,其特征在于,所述步骤5)中三氟乙酸的二氯甲烷溶液的质量浓度为50%。
4.如权利要求1所述的3-氨基-2-萘甲酸化合物的制备工艺,其特征在于,所述步骤5)中pH值采用饱和乙酸钠水溶液调节至7。
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