CN111004176A - 一种2-芳氧基乙醇类化合物的合成方法 - Google Patents

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CN111004176A CN201911002237.2A CN201911002237A CN111004176A CN 111004176 A CN111004176 A CN 111004176A CN 201911002237 A CN201911002237 A CN 201911002237A CN 111004176 A CN111004176 A CN 111004176A
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Abstract

本发明公开了一种2‑芳氧基乙醇类化合物的合成方法，包括以下步骤：在钴催化剂、氧化剂和碱存在的条件下，N‑(萘‑1‑基)吡啶甲酰胺类化合物和乙二醇在溶剂中进行反应，反应结束后经过后处理得到所述的2‑芳氧基乙醇类化合物。该合成方法以1‑萘胺与乙二醇为原料，在廉价易得的金属钴催化下，通过去氢交叉偶联的方法实现了2‑芳氧基乙醇类化合物的合成，此方法以碳氢键代替了传统的酚以及卤素，原子经济性更高，而且反应中氧的来源为工业原料乙二醇，使得反应的可操作性更强。

Description

一种2-芳氧基乙醇类化合物的合成方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体涉及一种2-芳氧基乙醇类化合物的合成方法。
背景技术
2-芳氧基乙醇类化合物是一类非常重要的化工原料而且此类结构广泛存在于生物活性分子中，如式一所示。2-苯氧基乙醇在有机合成中可以被用作溶剂，合成中间体以及杀菌助剂等，据估计，全球每年该化合物的使用量为100-1000公吨。此外，据报道，具有2-芳氧基乙醚的分子还有良好的生物医药活性，如愈创甘油醚被用作止咳类药物，欧司哌米芬被用作选择性雌激素受体调节剂(SERM)，以及阿帕贝龙被用于治疗动脉粥样硬化性心血管疾病等。
Figure BDA0002241678610000011
式一
传统合成此类化合物的方法主要是以苯酚与环氧乙烷或者2-卤代乙醇作为原料，利用经典的亲核取代反应制备，如式二所示。但是由于环氧乙烷为高度易燃且有毒的气体，2-卤代乙醇也有毒性，因此，在大力发展绿色化学的今天该方法已经不再适用。
Figure BDA0002241678610000012
式二 传统合成2-芳氧基乙醇类化合物的方法
最近，Wu课题组报道了利用苯酚与碳酸亚乙酯在三水四丁基氟化胺作为催化剂，N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，170℃为反应温度下以较高的反应收率得到了2-芳氧基乙醇类化合物，如式三所示。该方法虽然使用了较为绿色的碳酸亚乙酯代替有毒的环氧乙烷及2-卤代乙醇，但是其起始原料只能为酚，而且较高的反应温度大大限制了该反应的广泛应用。
Figure BDA0002241678610000021
式三 Wu报道的合成2-芳氧基乙醇类化合物的方法
除此之外，随着过渡金属催化的偶联反应的发展，由卤代苯与二醇的直接偶联反应成为合成此类化合物的另一种途径，如式四所示，Chae课题组报道了铜催化的溴代芳烃与乙二醇直接偶联反应高效制备2-芳氧基乙醇类化合物，然而，该反应虽然改变了传统合成方法中只能以苯酚为原料制备2-芳氧基乙醇类化合物的缺点，但是反应中仍然使用了可以给环境造成污染的卤代芳烃，这就大大降低了该反应的原子经济性，而且反应产生的金属盐还会对环境造成污染。
Figure BDA0002241678610000022
式四 过渡金属催化的偶联反应制备2-芳氧基乙醇类化合物
综上所述，发展一种绿色环保、无毒的合成2-芳氧基乙醇类化合物的方法，具有十分重要的研究意义以及广泛的应用价值。
发明内容
本发明提供了一种2-芳氧基乙醇类化合物的合成方法，该合成方法原料价廉易得，原子经济性高。
一种2-芳氧基乙醇类化合物的合成方法，包括以下步骤：
在钴催化剂、氧化剂和碱存在的条件下，N-(萘-1-基)吡啶甲酰胺类化合物和乙二醇或二甘醇在溶剂中进行反应，反应结束后经过后处理得到所述的2-芳氧基乙醇类化合物；
所述的N-(萘-1-基)吡啶甲酰胺类化合物的结构如式(II)所示：
Figure BDA0002241678610000031
所述的2-芳氧基乙醇类化合物的结构如式(I)所示：
Figure BDA0002241678610000032
式(I)～(II)中，R为H、卤素或C1～C5烷基。
作为优选，所述的R为H、Cl或者甲基。
作为优选，所述的钴催化剂为Co(OAc)2、CoCO3·H2O、CoBr2、CoO、Co2(CO)8或Cp*Co(CO)I2。
作为优选，所述的氧化剂为Mn(OAc)2、AgOAc、Ag2O、AgTFA、Ag2CO3或K2S2O8。
作为优选，所述的碱为KOAc、K2CO3、Na2CO3、Cs2CO3、NaOAc或Na3PO4·12H2O。
作为优选，所述的溶剂为乙二醇、2-氯甲苯、丙酮或氟苯。
作为优选，所述的钴催化剂为Co(OAc)2，所述的氧化剂为Mn(OAc)2，所述的碱为KOAc，所述的溶剂为氟苯。
作为优选，反应温度为90～110℃，反应时间为12～24小时。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明以1-萘胺与乙二醇为原料，在廉价易得的金属钴催化下，通过去氢交叉偶联的方法实现了2-芳氧基乙醇类化合物的合成，此方法以碳氢键代替了传统的酚以及卤素，原子经济性更高，而且反应中氧的来源为工业原料乙二醇或二甘醇，使得反应的可操作性更强。
附图说明
图1为实施例2得到的产物的核磁氢谱图；
图2为实施例2得到的产物的核磁碳谱图。
图3为实施例3得到的产物的核磁氢谱图；
图4为实施例3得到的产物的核磁碳谱图。
图5为实施例4得到的产物的核磁氢谱图；
图6为实施例5得到的产物的核磁碳谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1 原料N-(萘-1-基)吡啶甲酰胺的合成：
将1-萘胺(20mmol)，2-吡啶甲酸(20mmol)，三乙胺(45mmol)，二氯甲烷(40mL)在100mL烧瓶中混合，在冰水浴条件下向烧瓶中逐滴滴加三氯氧磷(40mmol)；反应0.5h后升至室温搅拌反应2h；接着将反应液冷却至0℃，并用冰水淬灭；用二氯甲烷萃取反应液，萃取得到的有机相使用饱和NaHCO3溶液洗涤，再经过无水硫酸钠干燥，蒸发溶剂、并通过重结晶得到产物。
反应式如下：
Figure BDA0002241678610000041
实施例2 N-(萘-1-基)吡啶甲酰胺与乙二醇的反应
将N-(萘-1-基)吡啶甲酰胺(0.1mmol)，催化剂(30mol％)，碱(0.2mmol)，氧化剂(0.2mmol)，乙二醇(0.5mL)、溶剂(0.5mL)，加入封管中，将磁子小心放入封管，在100摄氏度下反应20小时。等待反应完全完成后，小心转移反应产物到分液漏斗。往分液漏斗中加入少量的蒸馏水，萃取有机相3次(少量乙酸乙酯)，加无水硫酸镁干燥40分钟，然后浓缩有机相得到粗产品，经柱层析得到纯产物，反应条件和反应结果见
表1：
Figure BDA0002241678610000042
Figure BDA0002241678610000051
a直接以乙二醇作为反应溶剂。
得到的产物表征数据如下：
8-羟基乙氧基-N-(萘-1-基)吡啶甲酰胺，白色固体；mp(℃):140–142；1H NMR(400Hz,CDCl3,TMS)δ4.23(t,2H,J＝4.0Hz),4.34(t,2H,J＝4.0Hz),6.96(d,1H,J＝8.0Hz),7.38(t,1H,J＝8.0Hz),7.48–7.62(m,3H),7.60–7.62(m,1H),7.98–8.02(m,1H),8.47(d,1H,J＝8.0Hz),8.75(d,1H,J＝4.0Hz),9.03–9.06(m,1H),12.23(s,1H)；13C NMR(100Hz,CDCl3,TMS)δ60.2,71.7,106.7,116.7,117.7,122.4,124.0,124.5,125.6,126.5,126.6,134.6,136.4,138.4,147.9,151.2,155.6,162.2.核磁氢谱见图1，碳谱见图2。
实施例3
将N-(萘-1-基)吡啶甲酰胺(0.1mmol)，Co(OAc)2(30mol％)，KOAc(0.2mmol)，Mn(OAc)2(0.2mmol)，二甘醇(0.5mL)、氟苯(0.5mL)，加入封管中，将磁子小心放入封管，在100摄氏度下反应20小时。等待反应完全完成后，小心转移反应产物到分液漏斗。往分液漏斗中加入少量的蒸馏水，萃取有机相3次(少量乙酸乙酯)，加无水硫酸镁干燥40分钟，然后浓缩有机相得到粗产品，经柱层析得到纯产物，产物结构和表征数据如下：
Figure BDA0002241678610000061
8-(2-羟基乙氧基)乙氧基-N-(萘-1-基)吡啶甲酰胺，白色固体；(72％yield)；熔点(℃):161–163；1H NMR(400Hz,CDCl3,TMS)δ3.56–3.59(m,2H),3.62–3.66(m,2H),4.18(t,2H,J＝4.0Hz),4.56(t,2H,J＝6.0Hz),7.02(dd,1H,J＝8.0Hz),7.39(t,1H,J＝8.0Hz),7.50–7.56(m,3H),7.60–7.63(m,1H),7.94–7.98(m,1H),8.40(d,1H,J＝8.0Hz),8.74(d,1H,J＝4.0Hz),8.96(dd,1H,J＝8.0Hz),12.66(s,1H)；13C NMR(100Hz,CDCl3,TMS)δ61.8,69.1,69.3,72.3,107.9,117.3,117.6,122.5,122.9,124.1,125.5,126.2,126.7,134.7,136.5,137.6,147.7,151.2,155.4,162.6.
实施例4
将5-溴-N-(萘-1-基)吡啶甲酰胺(0.1mmol)，Co(OAc)2(30mol％)，KOAc(0.2mmol)，Mn(OAc)2(0.2mmol)，二甘醇(0.5mL)、氟苯(0.5mL)，加入封管中，将磁子小心放入封管，在100摄氏度下反应20小时。等待反应完全完成后，小心转移反应产物到分液漏斗。往分液漏斗中加入少量的蒸馏水，萃取有机相3次(少量乙酸乙酯)，加无水硫酸镁干燥40分钟，然后浓缩有机相得到粗产品，经柱层析得到纯产物，产物结构和表征数据如下：
Figure BDA0002241678610000062
8-(2-羟基乙氧基)乙氧基-5-溴-N-(萘-1-基)吡啶甲酰胺，浅黄色(42％yield)；熔点(℃):141–143；1H NMR(400Hz,CDCl3,TMS)δ3.54–3.56(m,2H),3.64(m,2H),4.14–4.17(m,2H),4.54(t,2H,J＝8.0Hz),6.90(d,1H,J＝8.0Hz),7.53–7.56(m,1H),7.65–7.71(m,2H),7.95–7.97(m,1H),8.06–8.08(m,1H),8.40(d,1H,J＝8.0Hz),8.72–8.73(m,1H),9.02(d,1H,J＝4.0Hz),12.65(s,1H)；13C NMR(100Hz,CDCl3,TMS)δ61.8,68.9,69.6,72.3,108.3,115.6,118.5,118.6,123.0,123.5,126.3,128.1,129.6,134.0,135.0,137.7,147.7,151.0,155.3,162.7。

Claims (8)

1.一种2-芳氧基乙醇类化合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
在钴催化剂、氧化剂和碱存在的条件下，N-(萘-1-基)吡啶甲酰胺类化合物和乙二醇或二甘醇在溶剂中进行反应，反应结束后经过后处理得到所述的2-芳氧基乙醇类化合物；
所述的N-(萘-1-基)吡啶甲酰胺类化合物的结构如式(II)所示：
Figure FDA0002241678600000011
所述的2-芳氧基乙醇类化合物的结构如式(I)所示：
Figure FDA0002241678600000012
式(I)～(II)中，R为H、卤素或C1～C5烷基。
2.根据权利要求1所述的2-芳氧基乙醇类化合物的合成方法，其特征在于，所述的R为H、Cl或者甲基。
3.根据权利要求1所述的2-芳氧基乙醇类化合物的合成方法，其特征在于，所述的钴催化剂为Co(OAc)2、CoCO3·H2O、CoBr2、CoO、Co2(CO)8或Cp*Co(CO)I2。
4.根据权利要求1所述的2-芳氧基乙醇类化合物的合成方法，其特征在于，所述的氧化剂为Mn(OAc)2、AgOAc、Ag2O、AgTFA、Ag2CO3或K2S2O8。
5.根据权利要求1所述的2-芳氧基乙醇类化合物的合成方法，其特征在于，所述的碱为KOAc、K2CO3、Na2CO3、Cs2CO3、NaOAc或Na3PO4·12H2O。
6.根据权利要求1所述的2-芳氧基乙醇类化合物的合成方法，其特征在于，所述的溶剂为乙二醇、2-氯甲苯、丙酮或氟苯。
7.根据权利要求1所述的2-芳氧基乙醇类化合物的合成方法，其特征在于，所述的钴催化剂为Co(OAc)2，所述的氧化剂为Mn(OAc)2，所述的碱为KOAc，所述的溶剂为氟苯。
8.根据权利要求1所述的2-芳氧基乙醇类化合物的合成方法，其特征在于，反应温度为90～110℃，反应时间为12～24小时。
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CN113004248A (zh) * 2021-03-16 2021-06-22 绍兴文理学院 一种钴催化碳氢胺化反应合成咔唑类化合物的方法

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