CN111763202A - 一种氢化奎宁(蒽醌-1,4-二基)二醚的合成方法 - Google Patents
一种氢化奎宁(蒽醌-1,4-二基)二醚的合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种如式(f)所示的氢化奎宁(蒽醌‑1,4‑二基)二醚(CAS:176097‑24‑8)的合成方法,以邻苯二甲酸酐作为原料,经傅克反应、脱水关环反应,得到化合物c;然后化合物c再与二氢奎宁进行偶联反应,得到所述的氢化奎宁(蒽醌‑1,4‑二基)二醚。本发明合成方法具有反应路线短,产率高,操作简便,成本低,适合工业化生产等优点。
Description
技术领域
本发明属于化学合成技术领域,具体涉及一种手性配体氢化奎宁(蒽醌-1,4-二基)二醚的合成方法。
背景技术
氢化奎宁(蒽醌-1,4-二基)二醚作为一种手性配体化合物,其在烯烃中双键双羟基化(AD-mix反应)中合成手性化合物尤其重要。有文献资料报道其在艾日布林C片段(共分为三个片段)合成中的双键双羟基化中生成手性化合物的效果是最好的(WO2005/118565A1;Pure Appl.Chem.,Vol.75,No.1,pp.1-17,2003)。然而国内关于此化合物合成的报道几乎没有,而且此化合物也是一种比较昂贵的试剂。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明提供了一种关于氢化奎宁(蒽醌-1,4-二基)二醚工业化合成方法,以邻苯二甲酸酐作为原料,经过傅克反应,脱水关环,再与奎宁氢化后得到的二氢奎宁对接合成所述氢化奎宁(蒽醌-1,4-二基)二醚。本发明具有反应原料稳定性好,反应稳定性高,产率较高(>40%),操作简便,成本低,适合工业化生产等优点。
本发明提出了一种如式(f)所示的氢化奎宁(蒽醌-1,4-二基)二醚的合成方法,其合成过程如路线(A)所示:
路线(A);
具体步骤如下:
1)在路易斯酸催化剂的作用下,式a化合物邻苯二甲酸酐与对二氟苯发生傅克反应,得到式b化合物。
2)在无机酸的作用下,式b化合物在高温下发生脱水关环反应,得到式c化合物。
3)在有机溶剂中,在催化剂的作用下,式d化合物在还原性气体氛围中发生还原反应,得到式e化合物。
4)在有机溶剂中,在碱的作用下,式c化合物与式e化合物进行偶联反应,得到式f化合物。
步骤1)中,所述路易斯酸催化剂为AlCl3、FeCl3、AlBr3、FeBr3、ZnCl2、SnCl4、TiCl4等中的一种或者多种;优选地,为AlCl3。
步骤1)中,所述对二氟苯既为反应溶剂又为反应试剂。
步骤1)中,所述式a化合物、对二氟苯、路易斯酸催化剂的摩尔比为1∶(10-20)∶(1-5);优选地,为1∶15∶2.5。
步骤1)中,所述傅克反应的温度为20-90℃;优选地,为70-80℃;
步骤1)中,所述傅克反应的时间为6-18h;优选地,为12h。
步骤2)中,所述无机酸为H2SO4、PPA、发烟硫酸等中的一种或者多种;优选地,为H2SO4。
步骤2)中,所述式b化合物、无机酸的摩尔比为1∶(5-30);优选地,为1∶20。
步骤2)中,所述脱水关环反应的温度为20-120℃;优选地,为80-90℃。
步骤2)中,所述脱水关环反应的时间为2-10h;优选地,为3h。
步骤3)中,所述催化剂为Pd/C、雷尼镍、Pt/C等中的一种或者多种;优选地,为Pd/C。
步骤3)中,所述溶剂为CH3OH、CH3CH2OH、IPA、THF、EA等中的一种或者多种;优选地,为CH3OH。
步骤3)中,所述还原性物质为氢气、水合肼等中的一种或者多种;优选地,为氢气。
步骤3)中,所述式d化合物、催化剂的质量比为1∶(0.01-0.1);优选地,为1∶0.05。
步骤3)中,所述还原反应的温度为20-70℃;优选地,为30-40℃。
步骤3)中,所述还原反应的时间为3-12h;优选地,为5h。
步骤4)中,所述碱为NaH、正丁基锂、叔丁基锂、仲丁基锂等中的一种或者多种;优选地,为NaH。
步骤4)中,所述有机溶剂为DMF、THF、DMSO、DME等中的一种或者多种;优选地,为DMF。
步骤4)中,所述式c化合物、式e化合物、碱的摩尔比为1∶(2-5)∶(2-5);优选地,为1∶2∶3。
步骤4)中,所述偶联反应的温度为0-70℃;优选地,为20-30℃;
步骤4)中,所述偶联反应的时间为3-24h;优选地,为16h。
同时本发明也对傅克反应、脱水关环反应、还原反应以及偶联反应可能的机理进行阐述:
式(1)为傅克反应可能的反应机理,首先式a与AlCl3反应生成中间态式a1,接着对二氟苯苯环上的电子进攻中间态式a1生成中间态a2,然后中间态a2发生分子内氢转移生成中间态a3,最后中间态a3淬灭后得到式b化合物。
式(2)为脱水关环反应可能的反应机理,式b化合物与浓硫酸在高温下先生成中间态b1,随后脱水生成式c化合物。
还原反应的可能机理为吸附在钯碳的氢分子变成活泼的氢原子与吸附在钯碳上式d化合物发生加成反应生成式e化合物。
偶联反应可能的机理为化合物式e在钠氢的作用下生成相应的钠盐,然后此钠盐进攻式c化合物,生成式f化合物,同时生成氟化钠。
本发明还提出了由上述合成方法制备得到的氢化奎宁(蒽醌-1,4-二基)二醚。
本发明的有益效果在于,本发明合成方法具有反应路线短,产率高,操作简便,成本低,适合工业化生产等优点。
说明书中用到简称对应全称对应表
Entry | 缩写 | 全称 |
1 | DCM | 二氯甲烷 |
2 | THF | 四氢呋喃 |
3 | PPA | 多聚磷酸 |
4 | Pd/C | 钯/碳 |
5 | NaH | 钠氢 |
6 | n-BuLi | 正丁基锂 |
7 | IPA | 异丙醇 |
8 | DMF | N,N-二甲基甲酰胺 |
9 | CH<sub>3</sub>OH | 甲醇 |
10 | Pt/C | 铂碳 |
11 | EA | 乙酸乙酯 |
12 | DME | 乙二醇二甲醚 |
13 | DMSO | 二甲基亚砜 |
具体实施方式
结合以下具体实施例,对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等,除以下专门提及的内容之外,均为本领域的普遍知识和公知常识,本发明没有特别限制内容。
实施例1
式b化合物的合成:
方案1:
氮气保护下,于100L反应釜中加入对二氟苯(60L,10V),邻苯二甲酸酐(6kg,40.5mol),三氯化铝(13.5kg,101.3mol),体系升温到80℃反应12小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。降到室温25℃浓缩干,残留物用DCM(30L,5V)溶解,然后再缓慢倒入到冰的盐酸(6N,18L,3V)中,分液,水相用DCM(18L,3V)萃取3次,合并有机相,无水硫酸钠(6kg,1wt)干燥,40℃浓缩干得式b化合物(7.43kg,28.35mol),直接投下一步。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)ppm7.23-7.37(m,1H)7.46(d,J=7.34Hz,3H)7.61-7.68(m,1H)7.69-7.77(m,1H)7.94(d,J=7.34Hz,1H)。
同时本发明也对此步进行了相关的优化,具体实施方案如下:
方案1-1:
氮气保护下,于100mL反应瓶中加入对二氟苯(60mL,10V),邻苯二甲酸酐(6g,0.0405mol),三氯化铝(13.5g,0.1013mol)或者三溴化铝(27g,0.1013mol)或者三氯化铁(16.4g,0.1013mol)或者三溴化铁(29.9g,0.1013mol)或者二氯化锌(13.8g,0.1013mol)或者四氯化锡(26.4g,0.1013mol)或者四氯化钛(19.2g,0.1013mol),体系升温到80℃反应12小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。降到室温25℃浓缩干,残留物用DCM(30mL,5V)溶解,然后再缓慢倒入到冰的盐酸(6N,18mL,3V)中,分液,水相用DCM(18mL,3V)萃取3次,合并有机相,无水硫酸钠(6g,1wt)干燥,40℃浓缩干得式b化合物。
三氯化铝体系得到式b化合物(7.43g,0.02835mol);三氯化铁体系得到式b化合物(3.72g,0.01418mol);三溴化铝体系得到式b化合物(7.43g,0.02835mol);三溴化铁体系得到式b化合物(4.46g,0.017mol);二氯化锌体系得到式b化合物(5.24g,0.02mol);四氯化锡体系得到式b化合物(6.56g,0.025mol);四氯化钛体系得到式b化合物(6.03g,0.023mol)。
由于三溴化铝的价格比三氯化铝的价格要高,因此在本方案中确定的路易斯酸催化剂优选为三氯化铝。
方案1-2:
氮气保护下,于100mL反应瓶中加入对二氟苯(60mL,10V),邻苯二甲酸酐(6g,0.0405mol),三氯化铝(13.5g,0.1013mol)或者三氯化铝(8.1g,0.0608mol)或者三氯化铝(18.9g,0.1418mol),体系升温到80℃反应12小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。降到室温25℃浓缩干,残留物用DCM(30mL,5V)溶解,然后再缓慢倒入到冰的盐酸(6N,18mL,3V)中,分液,水相用DCM(18mL,3V)萃取3次,合并有机相,无水硫酸钠(6g,1wt)干燥,40℃浓缩干得式b化合物。
三氯化铝(13.5g,0.1013mol)体系得到式b化合物(7.43g,0.02835mol);三氯化铝(8.1g,0.0608mol)体系得到式b化合物(5.94g,0.02268mol);三氯化铝体系得到式b化合物(7.43g,0.02835mol)。
因此在本方案中路易斯酸催化剂/式a化合物物质摩尔比暂定为2.5∶1。
实施例2
式c化合物的合成:
方案1:
氮气保护下,于100L反应釜中加入式b化合物(20kg,76.3mol),浓硫酸(81.2L,1525.5mol),体系升温到85℃反应3小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。降温到25℃,将其缓慢倒入到冰水(100L,5V)中,搅拌0.5小时,用DCM(100L,5V)萃取3次,合并有机相,饱和NaHCO3(40L,2V)水溶液洗涤,30℃浓缩到(40L,2V),将其滴加到石油醚(200L,10V)中,5℃搅拌0.5小时,过滤,即得式c化合物(13.04kg,53.4mol)。
1H-NMR(400MHz,CHLOROFORM-d)ppm7.43-7.61(m,2H)7.76-7.91(m,2H)8.22-8.41(m,2H)。
同时本发明也对此步进行了相关的优化,具体实施方案如下:
方案1-1:
氮气保护下,于100mL或者500mL反应瓶中加入式b化合物(20g,0.0763mol),浓硫酸(81.2mL,1.5255mol)或者PPA(250.2mL,1.5255mol)或者发烟硫酸(141.2mL,1.5255mol),体系升温到85℃反应3小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。降温到25℃,将其缓慢倒入到冰水(100mL,5V)中,搅拌0.5小时,用DCM(100mL,5V)萃取3次,合并有机相,饱和NaHCO3(40mL,2V)水溶液洗涤,30℃浓缩到(40mL,2V),将其滴加到石油醚(200mL,10V)中,5℃搅拌0.5小时,过滤,即得式c化合物。
浓硫酸体系得式c化合物(13.04g,0.0534mol);PPA体系得式c化合物(11.09g,0.0454mol);发烟硫酸体系得式c化合物(7.32g,0.03mol)。
因此在本方案中确定的无机酸优选为浓硫酸。
方案1-2:
氮气保护下,于250mL反应瓶中加入式b化合物(20g,0.0763mol),浓硫酸(81.2mL,1.5255mol)或者浓硫酸(40.6mL,0.7628mol)或者浓硫酸(121.8mL,2.2884mol),体系升温到85℃反应3小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。降温到25℃,将其缓慢倒入到冰水(100mL,5V)中,搅拌0.5小时,用DCM(100mL,5V)萃取3次,合并有机相,饱和NaHCO3(40mL,2V)水溶液洗涤,30℃浓缩到(40mL,2V),将其滴加到石油醚(200mL,10V)中,5℃搅拌0.5小时,过滤,即得式c化合物。
浓硫酸(81.2mL,1.5255mol)得式c化合物(13.04g,0.0534mol);浓硫酸(40.6mL,0.7628mol)得式c化合物(10.43g,0.0427mol);浓硫酸(121.8mL,2.2884mol)得式c化合物(13.04g,0.0534mol)。
因此在本方案中无机酸/式b化合物的摩尔比暂定为20∶1。
实施例3
式e化合物的合成:
方案1:
于100L反应釜中加入式d化合物(25kg,77.1mol),甲醇(75L,5V),钯碳(1.25kg,5%),氢气置换,维持压力在5atm左右35℃之间反应5小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。降温到25℃,过滤,减压浓缩,得产物白色固体,即得式e化合物(25.2kg,77.1mol)。
1H NMR(400MHz,CHLOROFORM-d)δppm0.75-0.84(m,3H)1.18-1.29(m,2H)1.43(d,J=7.34Hz,3H)1.67-1.81(m,3H)2.37(d,J=13.69Hz,1H)2.56-2.69(m,1H)3.05(dd,J=13.45,10.03Hz,2H)3.43-3.51(m,1H)3.84-3.92(m,3H)3.98-4.22(m,1H)5.54(d,J=3.42Hz,1H)7.22(d,J=2.45Hz,1H)7.30(dd,J=9.29,2.45Hz,1H)7.50(d,J=4.40Hz,1H)7.95(d,J=9.29Hz,1H)8.61(d,J=4.40Hz,1H)。
同时本发明也对此步进行了相关的优化,具体实施方案如下:
方案1-1:
于100mL反应釜中加入式d化合物(25g,0.0771mol),甲醇(75mL,5V)或者乙醇(75mL,5V)或者异丙醇(75mL,5V)或者四氢呋喃(75mL,5V)或者乙酸乙酯(75mL,5V),钯碳(1.25g,5%),氢气置换,维持压力在5atm左右35℃之间反应5小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。降温到25℃,过滤,减压浓缩,得产物白色固体,即得式e化合物。
甲醇体系得式e化合物(25.2g,0.0771mol);乙醇体系得式e化合物(25.2g,0.0771mol);异丙醇体系得式e化合物(25.2g,0.0771mol);四氢呋喃体系得式e化合物(25.2g,0.0771mol);乙酸乙酯体系得式e化合物(25.2g,0.0771mol)。
由于甲醇价格相对其它溶剂要便宜,因此在本方案中确定的溶剂优选为甲醇。
方案1-2:
于100mL反应釜中加入式d化合物(25g,0.0771mol),甲醇(75mL,5V),钯碳(1.25g,5%)或者钯碳(0.25g,1%)或者钯碳(2.5g,10%),氢气置换,维持压力在5atm左右35℃之间反应5小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。降温到25℃,过滤,减压浓缩,得产物白色固体,即得式e化合物。
钯碳(1.25g,5%)体系得式e化合物(25.2g,0.0771mol);钯碳(0.25g,1%)体系得式e化合物(12.6g,0.0386mol);钯碳(2.5g,10%)体系得式e化合物(25.2g,0.0771mol)。
因此在本方案中催化剂/化合物d的摩尔比暂定为0.05∶1。
方案1-3:
于100mL反应釜中加入式d化合物(25g,0.0771mol),甲醇(75mL,5V),钯碳(1.25g,5%)或者雷尼镍(1.25g,5%)或者铂碳(1.25g,5%),氢气置换,维持压力在5atm左右35℃之间反应5小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。降温到25℃,过滤,减压浓缩,得产物白色固体,即得式e化合物。
钯碳体系得式e化合物(25.2g,0.0771mol);雷尼镍体系得式e化合物(25.2g,0.0771mol);铂碳体系得式e化合物(25.2g,0.0771mol)。
由于钯碳价格相对铂碳要便宜,而且钯碳的安全性要比雷尼镍安全,因此在本方案中确定的催化剂优选为钯碳。
由于还原体系使用了催化剂钯碳,所以还原性物质优选为氢气。
实施例4
式f化合物的合成:
方案1:
氮气保护下,于100L反应釜中加入式e化合物(8kg,24.5mol),DMF(80L,10V),体系降温到5℃,加入氢化钠(1.47kg,36.7mol),并搅拌1小时,然后再加入式c化合物(2.93kg,12mol),室温反应16小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。将其缓慢倒入到冰水(18L,6V)中,搅拌0.5小时,过滤,得黄色固体,即为式f化合物(8.74kg,10.2mol)。
1H NMR(400MHz,CHLOROFORM-d)δppm0.71-0.88(m,6H)1.14-1.30(m,5H)1.43(d,J=6.60Hz,4H)1.51-1.70(m,3H)1.95(br.s.,2H)2.08(br.s.,1H)2.28-2.73(m,7H)3.08(t,J=11.49Hz,2H)3.16-3.42(m,4H)3.90-3.99(m,6H)6.66(br.s.,2H)7.31-7.50(m,6H)7.75-7.86(m,2H)7.98-8.09(m,2H)8.23-8.34(m,2H)8.59-8.69(m,2H)。
同时本发明也对此步进行了相关的优化,具体实施方案如下:
方案1-1:
氮气保护下,于250mL反应釜中加入式e化合物(8g,0.0245mol),DMF(80mL,10V)或者THF(80mL,10V)或者DMSO(80mL,10V)或者DME(80mL,10V),体系降温到5℃,加入氢化钠(1.47g,0.0367mol)或者n-BuLi(14.7ml,0.0367mol)或者仲丁基锂(28.2ml,0.0367mol)或者叔丁基锂(28.2ml,0.0367mol),并搅拌1小时,然后再加入式c化合物(2.93g,0.012mol),室温反应16小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。将其缓慢倒入到冰水(18mL,6V)中,搅拌0.5小时,过滤,得黄色固体,即为f化合物。
DMF/NaH体系得到式f化合物(8.74g,0.0102mol);DMF/n-BuLi体系无式f化合物的生成;DMF/仲丁基锂体系无式f化合物的生成;DMF/叔丁基锂体系无式f化合物的生成;THF/n-BuLi体系得到式f化合物(6.118g,0.00714mol);THF/仲丁基锂体系得到式f化合物(6.118g,0.00714mol);THF/叔丁基锂体系得到式f化合物(6.118g,0.00714mol);THF/NaHH体系得到式f化合物(2.57g,0.003mol);DME/NaH体系得到式f化合物(4.29g,0.005mol);DME/n-BuLi体系得到式f化合物(7.29g,0.0085mol);DME/仲丁基锂体系得到式f化合物(7.29g,0.0085mol);DME/叔丁基锂体系得到式f化合物(7.29g,0.0085mol);DMSO/NaH体系得到式f化合物(5.14g,0.006mol);DMSO/n-BuLi体系无式f化合物的生成;DMSO/仲丁基锂体系体系无式f化合物的生成;DMSO/叔丁基锂体系体系无式f化合物的生成。
因此在本方案中反应体系优选为DMF/NaH体系。
方案1-2:
氮气保护下,于250mL反应釜中加入式e化合物(8g,0.0245mol),DMF(80mL,10V),体系降温到5℃,加入氢化钠(1.47g,0.0367mol)或者氢化钠(0.98g,0.0245mol)或者氢化钠(1.96g,0.0489mol),并搅拌1小时,然后再加入式c化合物(2.93g,0.012mol),室温反应16小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。将其缓慢倒入到冰水(18mL,6V)中,搅拌0.5小时,过滤,得黄色固体,即为f化合物。
氢化钠(1.47g,0.0367mol)体系得到式f化合物(8.74g,0.0102mol);氢化钠(0.98g,0.0245mol)体系得到式f化合物(6.99g,0.0082mol);氢化钠(1.96g,0.0489mol)得到式f化合物(8.74g,0.0102mol);
因此在本方案中碱/化合物c的摩尔比暂定为3∶1。
方案1-3:
氮气保护下,于250mL反应釜中加入式e化合物(8g,0.0245mol)或者式e化合物(12g,0.0368mol),DMF(80mL,10V),体系降温到5℃,加入氢化钠(1.47g,0.0367mol),并搅拌1小时,然后再加入式c化合物(2.93g,0.012mol),室温反应16小时,HPLC/TLC检测原料反应完全。将其缓慢倒入到冰水(18mL,6V)中,搅拌0.5小时,过滤,得黄色固体,即为f化合物。
式e化合物(8g,0.0245mol)体系得到式f化合物(8.74g,0.0102mol);式e化合物(12g,0.0368mol)得到式f化合物(8.74g,0.0102mol)。
因此在本方案中碱/式e化合物/化合物c的摩尔比暂定为3∶2∶1。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下,本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中,并且以所附的权利要求书为保护范围。
Claims (10)
2.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤1)中,所述路易斯酸催化剂为AlCl3、FeCl3、AlBr3、FeBr3、ZnCl2、SnCl4、TiCl4中的一种或者多种。
3.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤1)中,所述式a化合物、对二氟苯、路易斯酸催化剂的摩尔比为1∶(10-20)∶(1-5);和/或,所述傅克反应的温度为20-90℃;和/或,所述傅克反应的时间为6-18h。
4.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤2)中,所述无机酸为H2SO4、PPA、发烟硫酸中的一种或者多种。
5.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤2)中,所述式b化合物、无机酸的摩尔比为1∶(5-30);和/或,所述脱水关环反应的温度为20-120℃;和/或,所述脱水关环反应的时间为2-10h。
6.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤3)中,所述催化剂为Pd/C、雷尼镍、Pt/C中的一种或者多种;和/或,所述溶剂为CH3OH、CH3CH2OH、IPA、THF、EA中的一种或者多种;和/或,所述还原性物质为氢气、水合肼中的一种或者两种。
7.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤3)中,所述式d化合物、催化剂的质量比为1∶(0.01-0.1);和/或,所述还原反应的温度为20-70℃;和/或,所述还原反应的时间为3-12h。
8.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤4)中,所述碱为NaH、正丁基锂、叔丁基锂、仲丁基锂中的一种或者多种;和/或,所述有机溶剂为DMF、THF、DMSO、DME中的一种或者多种。
9.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤4)中,所述式c化合物、式e化合物、碱的摩尔比为1∶(2-5)∶(2-5)。
10.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤4)中,所述偶联反应的温度为0-70℃;和/或,所述偶联反应的时间为3-24h。
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WO2023151157A1 (zh) * | 2022-02-14 | 2023-08-17 | 九江善水科技股份有限公司 | 一种化工中间体及制备方法 |
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