CN109928867B - 3,5-二羟基戊苯的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种3,5‑二羟基戊苯的合成方法，通过在酸催化下对苯进行Friedel‑crafts酰基化反应获得苯戊酮，所述酸为路易斯酸；将获得的苯戊酮进行硝化反应获得3,5‑二硝基苯戊酮；再将羰基还原成亚甲基后再还原硝基，获得3,5‑二氨基戊苯；重氮化3,5‑二氨基戊苯变羟基获得3,5‑二羟基戊苯。本发明所使用的原料均为价格低廉易得的大宗化工原料，每一步反应条件都较为温和，属于大量应用于化工行业的常规反应。按照该工艺获得的最终产品3,5‑二羟基戊苯(Olivetol)纯度高，能达到98.5%以上，单杂在0.3%以内。

Description

3,5-二羟基戊苯的合成方法

技术领域

本发明涉及一种重要药物中间体3,5-二羟基戊苯（CAS: 500-66-3）的合成新工艺，属于有机合成技术领域。

背景技术

3, 5-二羟基戊苯(Olivetol)最早是通过降解地衣植物中提取出来的地衣酸(又名D-松罗酸、戊基地衣缩酚酸)得到的，由此法制取3, 5-二羟基戊苯收率很低。自3, 5-二羟基戊苯被发现后，其合成文献报道较多按照原料分为两大类, 一类是从不含有苯环的原料出发合成，另一类从含有苯环的原料出发合成。

首先，从不含有苯环的原料出发：

Mamor等用正己醛为原料，经Witting反应生成2-辛稀酸乙酯，然后与乙酰乙酸乙酯发生Michael加成和Claisen缩合得到钠盐，再与溴化亚铜反应生成溴代二酮，在DMF中溴代二酮首先脱溴，然后脱羧得到3,5-二羟基戊苯，收率为52.9%。详细合成如下：

该合成中Witting反应用到witting试剂价格昂贵，使得该路线合成难以降低成本。另外，溴化易产生多溴取代物，最后难以获得纯度符合市场需求的产品。

Focella等用3-壬烯-2-酮为原料，与丙二酸二甲酯发生Michael加成和Claisen缩合，产物在DMF中和溴反应，首先芳构化然后脱羧，以62%的产率得到3,5-二羟基戊苯。合成路线如下：

该合成路线中3-壬烯-2-酮无大量生产供应商，要采用此为原料只能自己合成。其合成路线为：

但由于醛和丙酮自身会进行羟醛缩合，从机理角度分析合成的3-壬烯-2-酮存在较多异构体。经过实际尝试合成后，确实证实了存在大量的异构体，主要杂质有：

同时，获得的3-壬烯-2-酮粗品进行减压精馏后纯度才70%，粗品往后进行合成3，5-二羟基戊苯，最后反应液纯度连10%都不到。

仔细过柱获得的少量98%纯度的3-壬烯-2-酮小样进行后续研究，发现溴化是有多取代溴化物，该化合物关环后会产生，与产品性质太结晶导致难以去除。蒸馏后，过柱后再结晶获得的产品纯度都只有90%左右。

上述合成路线中Michael加成和Claisen缩合的产物也可先脱羧酸，然后在溴化氢的甲醇中醚化生成羰基烯醇醚，在溴化铜的作用下芳香化和醚化，产物用吡啶和浓硫酸脱甲基最终以37%的产率得到3,5-二羟基戊苯。该路线长，收率低，依然需要用到非商品化原料3-壬烯-2-酮。

Sammes等则用苯亚砜基乙酸甲酯和3-壬烯-2-酮发生Michael加成和Claisen缩合，获得3,5-二羟基戊苯的总收率为48%。该反应如下：

同样的，该路线所用两个主原料苯亚砜基乙酸甲酯和3-壬烯-2-酮均无生产供应商，合成较为麻烦。

Basel等用取代基不同的烯酸酯和3-氧代戊二酸二酯在碱作用下发生缩合反应，产物水解脱羧后得到系列产物，包括3,5-二羟基戊苯，收率57%。该反应如下：

缺点是3-氧代戊二酸二酯无商品化，合成较为麻烦，2-辛稀酸乙酯合成所用witting试剂价格昂贵，使得该路线合成难于降低。

Chan等用3-氧代辛酸甲酯的二甲基缩酮和1，3-双甲基硅氧-1-甲氧基丁二烯在四氯化钛的催化下以72%的收率得到芳香化合物，然后水解脱羧得到3,5-二羟基戊苯。该反应如下：

3-氧代辛酸甲酯的二甲基缩酮和1，3-双甲基硅氧-1-甲氧基丁二烯合成繁琐，不适合作为3,5-二羟基戊苯的合成起始原料。

Kotnis从5-甲基-1,3-环己二酮出发，在碘作用下芳香化，然后和NBS反应生成苄基溴化物，苄基和二正丁基铜锂进行Corey-House偶联反应，最后用三甲基碘硅烷脱甲基得3,5-二羟基戊苯,收率为64%。该反应如下：

该路线缺点是5-甲基-1,3-环己二酮难以大量获得，碘、二正丁基铜锂、三甲基碘硅烷价格均较高。NBS溴化时会产生难于去除的多溴杂质。

上述几个合成路线普遍存在原料无生产供应商，且合成较为麻烦，不适合作为3,5-二羟基戊苯工业化合成的起始原料。另外，最终产品中存在难以纯化去除的杂质，使得工艺获得的产品难以满足市场需求。

再者，从含有苯环的原料出发：

从含苯环的原料出发的合成路线所有文献报道的合成路线可以归纳在如下反应式所示，从归纳的合成路线中可以发现，所有以含苯环的原料出发的合成路线均离不开3,5-二羟基苯甲酸。3,5-二羟基苯甲酸自身单价较贵，导致上述各路线的原料成本必然不低。

另外，除了主原料单价不菲外，从各合成路线来看均用到一些比较贵的其它辅助合成试剂，比如四氢铝锂，丁基锂（或戊基锂），正丁基溴化镁（或正基溴化镁），钯碳等，进一步加大了合成总成本。从归纳的合成路线中还可以看出，绝大多数合成路线在5步以上，多的甚至达到8步，以自身不便宜的原料为起始，总成本更难以降低。

从反应条件出发，能发现上述路线中反应条件和使用的试剂安全性要求较高。例如，四氢铝锂，丁基锂（或戊基锂），正丁基溴化镁（或正基溴化镁）对水份和空气敏感，硫酸二甲酯为剧毒化合物，五氯化磷，三溴化磷等毒性大对设备腐蚀大，钯碳加氢本身安全隐患大且需要加压，脱甲基需要高温等等。

综合来说，目前从含苯环的原料出发的合成路线均有明显的不足，不是特别适合3, 5-二羟基戊苯(Olivetol)的工业化生产。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种3,5-二羟基戊苯的合成方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

3,5-二羟基戊苯的合成方法，包括如下步骤，

S1、在酸催化下对苯进行Friedel-crafts酰基化反应获得苯戊酮，所述酸为路易斯酸；

S2、将S1获得的苯戊酮进行硝化反应获得3,5-二硝基苯戊酮；

S3、将S2中3,5-二硝基苯戊酮的羰基还原成亚甲基后再还原硝基，获得3,5-二氨基戊苯；

S4、重氮化3,5-二氨基戊苯变羟基获得3,5-二羟基戊苯。

优选地，以上方法包括如下步骤：

S1、以苯、正戊酰氯为原料在路易斯酸催化下进行Friedel-crafts酰基化反应获得苯戊酮；

S2、将S1获得的苯戊酮通过硝化剂进行硝化反应获得3,5-二硝基苯戊酮；

S3、将S2获得的3,5-二硝基苯戊酮在硼氢化钠及酸作用下，将羰基还原成亚甲基后形成3,5-二硝基戊苯；将S3中3,5-二硝基戊苯在铁粉及氯化铵作用下还原硝基形成3，5-二氨基戊苯；

S4、将S31获得的3,5-二氨基戊苯在硫酸和亚硝酸钠作用下重氮化，形成3, 5-二羟基戊苯。

优选地，所述S1中路易斯酸为且不限于无水三氯化铝、三氯化铁或氯化锌。

优选地，所述S2硝化反应使用的硝化剂为浓硝酸、发烟硝酸或浓硝酸和浓硫酸的混酸。

优选地，所述S3中酸为且不限于三氟乙酸、硫酸、磷酸或三氯化铝。

优选地，所述S1具体包括如下步骤，

S11、将苯、二氯甲烷和无水三氯化铝混合，降温至0-5℃后缓慢滴加正戊酰氯；滴加过程保持内温为0-10℃；

S12、滴加完成后，升温搅拌反应1-3小时；

S13、反应完毕后，在冰浴冷却下，缓慢滴加盐酸，并分液；

S14、对S13分液后的水相用二氯甲烷萃取，合并有机相浓缩减压蒸馏获得苯戊酮。

优选地，所述S2包括如下步骤，

S21、在15-30℃下，将发烟硝酸和硫酸配置成混酸形成的硝化剂，降温至10℃以内，滴加S1获得的苯戊酮；

S22、滴加完毕保温反应1-3小时后升温再反应3-6小时；

S23、降温至15-30℃后将反应液倾入碎冰中，析出固体，过滤，滤饼用DCM溶解后分液，有机相再浓缩获得粗品；

S24、粗品用PE与EA混合溶解，结晶并干燥获得3,5-二硝基苯戊酮。

优选地，所述S3包括如下步骤，

S31将3,5-二硝基苯戊酮，乙二醇二甲醚混合后，降温至0-5℃后缓慢滴加三氟乙酸，滴加完毕后控制0-5℃下分批加入NaBH4 ,甲烷后保温过夜；

S32、反应结束后控制15-30℃以内滴加盐酸，滴加完毕后在20-30℃搅拌1-3小时，分液。

S33、水相用二氯甲烷萃取，合并有机相浓缩干得3,5-二硝基戊苯粗品，用于直接投下一步反应；

S34、将水，氯化铵和乙醇搅拌溶解，加入铁粉，搅拌控温25-35℃后分批加入S33合成获得的3,5-二硝基戊苯粗品，滴加完后保温反应1-3h后升温至回流再反应3-6h，降温至25-30℃，过滤；

S35、滤液浓缩干后用乙醇：水=1：1的混合溶剂结晶，获得3，5-二氨基戊苯。

优选地，所述S4包括如下步骤，

S41、将3，5-二氨基戊苯用40%硫酸溶液溶解，加入二氯甲烷萃杂；

S42、水相转移至三口烧瓶，搅拌降温至5℃以内，滴加亚硝酸钠溶液，滴加过程控温5℃以下，加料完毕后，搅拌加入尿素形成重氮盐溶液保存在冰浴下备用；

S43、将无水硫酸钠，硫酸和水加入至另一三口烧瓶，加热至回流后缓慢滴加S42中的重氮溶液，滴加完后保温反应1-3h，加入DCM萃取，有机相用水反洗一次；

S44、有机相中加入200mL水，再用NaOH调pH值至10-11，分液，有机相用水萃取，合并水相后调pH值至1-3，调酸过程逐渐析出固体；

S45、将S44析出的固体过滤，滤饼用水淋洗，控温20-30℃下鼓风干燥至水分1.0%以内获得3, 5-二羟基戊苯。

优选地，所述的3,5-二羟基戊苯的合成方法合成的3,5-二羟基戊苯，所述3,5-二羟基戊苯纯度98.5%以上，单杂在0.3%以内。

本发明的有益效果体现在：本发明所使用的原料均为价格低廉易得的大宗化工原料，每一步反应条件都较为温和，属于大量应用于化工行业的常规反应。按照该工艺获得的最终产品3, 5-二羟基戊苯(Olivetol)纯度高，能达到98.5%以上，单杂在0.3%以内。

同时，本发明设计的3, 5-二羟基戊苯合成工艺适合用于3, 5-二羟基戊苯的工业化生产，能很好的满足市场对3, 5-二羟基戊苯的需求。

具体实施方式

本发明揭示了一种3,5-二羟基戊苯的合成方法，包括如下步骤，

S1、以苯、正戊酰氯为原料在路易斯酸催化下进行Friedel-crafts酰基化反应获得苯戊酮；

S2、将S1获得的苯戊酮通过硝化剂进行硝化反应获得3,5-二硝基苯戊酮；

S3、将S2获得的3,5-二硝基苯戊酮在硼氢化钠及强羧酸作用下，将羰基还原成亚甲基后形成3,5-二硝基戊苯；将S3中3,5-二硝基戊苯在铁粉及氯化铵作用下还原硝基形成3，5-二氨基戊苯；

S4、将S31获得的3,5-二氨基戊苯在硫酸和亚硝酸钠作用下重氮化，形成3, 5-二羟基戊苯。

以上反应式如下所示：

以下结合实施例具体阐述本发明的技术方案，本发明中涉及的酸、硝化剂等不限于本实施 中提及的种类。

将156g苯，900mL二氯甲烷和146.5g无水三氯化铝加入到2L三口烧瓶中，降温至0-5℃后，缓慢滴加120.5g正戊酰氯，滴加过程保持内温0-10℃。滴加完毕后升温至40℃，搅拌反应2h。在冰浴冷却下，缓慢滴加500 mL的1N盐酸溶液，滴加完毕后，分液。水相再用400mLDCM萃取。合并有机相后浓缩减压蒸馏获得142g苯戊酮，收率87%。

在1L三口烧瓶中，控制20℃以内将200mL发烟硝酸和200mL 5%硫酸配成混酸，然后降温至10℃以内，缓慢滴加129.6g苯戊酮，滴加过程控制内温0-10℃。滴加完毕保温反应2h后升温至50℃，再反应5h。降温至20℃后将反应液倾入碎冰中，析出固体，过滤，滤饼用DCM溶解后分液，有机相再浓缩获得粗品。粗品用PE与EA混合溶解结晶并干燥获得156.5g的3,5-二硝基苯戊酮，收率78%，纯度98.3%。

将151.3g的3,5-二硝基苯戊酮，900mL乙二醇二甲醚加入2L三口烧瓶中，降温至0-5℃后缓慢滴加159.6g三氟乙酸，滴加完毕后控制0-5℃下分批加入56g NaBH₄后保温过夜，反应结束后控制20℃以内滴加500mL 2N盐酸，滴加完毕后，在20-30℃搅拌2h，分液。水相再用400mL DCM萃取，合并有机相浓缩干得144.3g 3,5-二硝基戊苯粗品，粗品不纯化直接用于下一步反应时的投入。

将700mL水，144g氯化铵和700mL乙醇加入到2L三口烧瓶中，搅拌溶解，再加入160g铁粉，搅拌控温25-35℃后分批加入合成获得的144.3g 3,5-二硝基戊苯粗品，滴加完后保温反应2h后升温至回流再反应5h，降温至25-30℃，过滤。滤液浓缩干后用乙醇：水=1：1的混合溶剂结晶，获得86.6g 3,5-二氨基戊苯，纯度96.7%，两步总收率81%。

将71.3g的3，5-二氨基戊苯用300mL事先配好的40%硫酸溶液溶解，加入100mL DCM萃杂。水相转移至1L三口烧瓶，搅拌降温至5℃以内，由下口插入液面以下的滴液漏斗滴加亚硝酸钠溶液（60g亚硝酸钠溶于160mL水），滴加过程控温5℃以下，加料完毕后，搅拌5min，然后加入3g尿素，此重氮盐溶液保存在冰浴下备用。

将300g无水硫酸钠，400g硫酸和400mL水加入至另一带有滴液漏斗和蒸馏冷凝装置的2L三口烧瓶，加热至回流后缓慢滴加上述冰水浴下备用的重氮溶液，滴加完后保温反应1h，加入300mL DCM萃取，有机相用100mL水反洗一次。有机相中加入200mL水，再用NaOH调pH值至10-11，分液，有机相用50mL水萃取，合并水相后用盐酸调pH值至1，调酸过程逐渐析出固体。过滤，滤饼用50mL水淋洗，控温20-30℃下鼓风干燥至水分1.0%以内获得56.4g 3,5-二羟基戊苯(Olivetol)，纯度98.7%，收率78%。

当然本发明尚有多种具体的实施方式，在此就不一一列举。凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.3,5-二羟基戊苯的合成方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1、在酸催化下对苯进行Friedel-crafts酰基化反应获得苯戊酮，所述酸为路易斯酸；

S2、将S1获得的苯戊酮进行硝化反应获得3,5-二硝基苯戊酮；

S3、再将羰基还原成亚甲基后再还原硝基，获得3,5-二氨基戊苯；

S4、重氮化3,5-二氨基戊苯变羟基获得3,5-二羟基戊苯；

具体的：

S1、以苯、正戊酰氯为原料在路易斯酸催化下进行Friedel-crafts酰基化反应获得苯戊酮；

S2、将S1获得的苯戊酮通过硝化剂进行硝化反应获得3,5-二硝基苯戊酮；

S3、将S2获得的3,5-二硝基苯戊酮在硼氢化钠及酸作用下，将羰基还原成亚甲基后形成3,5-二硝基戊苯；将S3中3,5-二硝基戊苯在铁粉及氯化铵作用下还原硝基形成3，5-二氨基戊苯；

S4、将S31获得的3,5-二氨基戊苯在硫酸和亚硝酸钠作用下重氮化，形成3, 5-二羟基戊苯；所述S1具体包括如下步骤，

S11、将苯、二氯甲烷和无水三氯化铝混合，降温至0-5℃后缓慢滴加正戊酰氯；滴加过程保持内温为0-10℃；

S12、滴加完成后，升温搅拌反应1-3小时；

S13、反应完毕后，在冰浴冷却下，缓慢滴加盐酸，并分液；

S14、对S13分液后的水相用二氯甲烷萃取，合并有机相浓缩减压蒸馏获得苯戊酮；

所述S2硝化反应使用的硝化剂为浓硝酸、发烟硝酸或浓硝酸和浓硫酸的混酸；

所述S3中酸为三氟乙酸、硫酸、磷酸或三氯化铝。

2.如权利要求1所述的3,5-二羟基戊苯的合成方法，其特征在于：所述S2包括如下步骤，

S21、在15-30℃下，将发烟硝酸和硫酸配置成混酸形成的硝化剂，降温至10℃以内，滴加S1获得的苯戊酮；

S22、滴加完毕保温反应1-3小时后升温再反应3-6小时；

S23、降温至15-30℃后将反应液倾入碎冰中，析出固体，过滤，滤饼用DCM溶解后分液，有机相再浓缩获得粗品；

S24、粗品用PE与EA混合溶解，结晶并干燥获得3,5-二硝基苯戊酮。

3.如权利要求1所述的3,5-二羟基戊苯的合成方法，其特征在于：所述S3包括如下步骤，

S31将3,5-二硝基苯戊酮，乙二醇二甲醚混合后，降温至0-5℃后缓慢滴加三氟乙酸，滴加完毕后控制0-5℃下分批加入NaBH4 ,甲烷后保温过夜；

S32、反应结束后控制15-30℃以内滴加盐酸，滴加完毕后在20-30℃搅拌1-3小时，分液；

S33、水相用二氯甲烷萃取，合并有机相浓缩干得3,5-二硝基戊苯粗品，用于直接投下一步反应；

S34、将水，氯化铵和乙醇搅拌溶解，加入铁粉，搅拌控温25-35℃后分批加入S33合成获得的3,5-二硝基戊苯粗品，滴加完后保温反应1-3h后升温至回流再反应3-6h，降温至25-30℃，过滤；

S35、滤液浓缩干后用乙醇：水=1：1的混合溶剂结晶，获得3，5-二氨基戊苯。

4.如权利要求1所述的3,5-二羟基戊苯的合成方法，其特征在于：所述S4包括如下步骤，

S41、将3，5-二氨基戊苯用40%硫酸溶液溶解，加入二氯甲烷萃杂；

S42、水相转移至三口烧瓶，搅拌降温至5℃以内，滴加亚硝酸钠溶液，滴加过程控温5℃以下，加料完毕后，搅拌加入尿素形成重氮盐溶液保存在冰浴下备用；

S43、将无水硫酸钠，硫酸和水加入至另一三口烧瓶，加热至回流后缓慢滴加S42中的重氮溶液，滴加完后保温反应1-3h，加入DCM萃取，有机相用水反洗一次；

S44、有机相中加入200mL水，再用NaOH调pH值至10-11，分液，有机相用水萃取，合并水相后调pH值至1-3，调酸过程逐渐析出固体；

S45、将S44析出的固体过滤，滤饼用水淋洗，控温20-30℃下鼓风干燥至水分1.0%以内获得3, 5-二羟基戊苯。