CN117820173A - 一种邻氨基苯酚化合物的合成方法 - Google Patents

一种邻氨基苯酚化合物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种邻氨基苯酚化合物的合成方法，属于有机合成技术领域。本发明利用廉价易于制备的芳基羟胺化合物与廉价的工业原料磺酰氯、甲醇进行反应，在无过渡金属及氧化剂的条件下实现邻氨基苯酚的快速高效合成。该策略底物范围广泛，官能团兼容性良好，对其在功能材料、生命及医药科学等领域的进一步发展应用具有重要意义。

Description

一种邻氨基苯酚化合物的合成方法
技术领域
本发明属于有机化学合成技术领域,涉及邻氨基苯酚类化合物的合成方法。
背景技术
2-氨基苯酚作为一种重要的功能结构广泛存在于天然产物和药物分子中。含有这种结构的药物被用作驱虫药(氯羟柳胺)、抗癌药(地西匹诺霉素)、杀虫剂(抗霉素A3)以及用于治疗哮喘和慢性阻塞性肺疾病支气管扩张剂(丙卡特罗、阿福莫特罗)等。由于2-氨基苯酚的重要价值，近几十年间已经发展了多种合成邻氨基苯酚的方法，例如：CN104513169A公开了一种邻氨基苯酚的制备方法，以邻硝基苯酚为原料，采用硫代硫酸铵为还原剂反应制备邻氨基苯酚。CN114181098A公开了一种邻氨基苯酚的生产方法，将60％乙醇和邻硝基苯酚混合、溶解后催化加氢制得邻氨基苯酚。CN114031509A公开了一种邻氨基苯酚的制备方法，以水、硝基苯、硫酸为原料，催化加氢制备得到邻氨基苯酚。但是，现有方法主要为苯酚连续硝化还原，然而这种方法通常具有区域选择性差、反应条件苛刻、收率低、反应过程繁琐等缺点，极大降低了其生产应用的价值。
因此，开发一种快速高效、高区域选择性以及环境友好的芳胺的邻位羟基化策略具有重要意义，为此提出本发明。
发明内容
鉴于上述现有技术的状况，尤其是现有的邻氨基苯酚的制备策略区域选择性差、反应条件苛刻、收率低、反应过程繁琐的缺陷，本发明的发明人对芳胺的邻位羟基化进行深入而广泛的研究，以期在无过渡金属及氧化剂的条件下实现邻氨基苯酚的快速高效合成。本发明的发明人研究发现，在无过渡金属催化条件下，通过芳基羟胺化合物与磺酰氯和甲醇参与的串联重排反应，可以实现邻位羟基化芳胺化合物的高效、高区域选择性的合成。本发明正是基于前述发现得以实现。
因此，本发明的目的是提供一种邻氨基苯酚化合物的合成方法。相比现有苯酚连续硝化还原的制备策略，本发明通过芳基羟胺化合物与磺酰氯和甲醇参与的串联重排反应，在无过渡金属催化、不采用氧化剂或还原剂条件下实现邻位羟基化芳胺化合物的高效、高区域选择性的合成。
实现本发明上述目的的技术方案，可以概括如下：
一种邻氨基苯酚化合物的合成方法，该邻氨基苯酚化合物具有式(Ⅳ)所示结构：
式(Ⅳ)中，Ar为取代或未取代的芳基或联芳基，R为苯甲酰基、乙酰基、特戊酰基、酯基、叔丁氧羰基、苄氧羰基、三氟乙酰基、9-芴基甲氧基羰基中的一种；
包括步骤如下：
在空气氛围下，将化合物(I)和甲醇加入溶剂中，滴加磺酰氯进行反应，待反应完成后，提纯，即得到目标化合物(Ⅳ)；
根据本发明，优选的，所述的邻氨基苯酚化合物为取代的苯基化合物其中R1为氟、氯、溴、碘、烷基、炔基、酯基、烷氧基、芳基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氧三氟甲基、硫三氟甲基、硅基中的一种或多种。
根据本发明，优选的，所述的邻氨基苯酚化合物具有如下结构：
根据本发明，反应过程中，可通过TLC跟踪反应进程。
根据本发明，优先的，提纯方法如下：
反应结束后，反应混合物通过旋转蒸发仪浓缩，粗产品经过柱层析，过柱层析的洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝7:1，即得到目标化合物(Ⅳ)。
根据本发明，优先的，化合物(I)、化合物(II)和化合物(Ⅲ)的摩尔比为1：(1-4)：(1-4)，进一步优选1：(2.5-3.5)：(2.5-3.5)；最优选的，化合物(I)、化合物(II)和化合物(Ⅲ)的摩尔比为1:3:3。
根据本发明，优选的，所述的溶剂为MeCN(乙腈)、DCM(二氯甲烷)、DME(乙二醇二甲醚)、CHCl3(三氯甲烷)、EA(乙酸乙酯)、Et2O(乙醚)或THF(四氢呋喃)；
最优选，所述的溶剂为THF。
根据本发明，所述的化合物(I)具有如下结构：
化合物(I)可按现有的技术路线制备得到，制备路线如下：
合成步骤如下：在氮气氛围下，将硝基化合物(1.0当量)和5％Rh/C(0.30mol％Rh)溶于THF(0.324M)中,随后将反应体系冷却至0℃，逐滴加入水合肼(1.2当量)。反应混合物在0℃下搅拌1小时，然后缓慢升温至室温,并在室温下搅拌2小时,待反应完成后，通过硅藻土过滤反应混合物，旋蒸浓缩，重结晶，得到的粗产品羟胺直接用于下一步。
向羟胺的乙醚(0.5M)溶液中，加入饱和NaHCO3水溶液，然后将溶液冷却至0℃，向溶液中加入相应的酰氯(1.1当量)，滴加完成后，在0℃下搅拌10秒后，将反应用饱和NH4Cl水溶液淬灭，反应混合物用二氯甲烷萃取，有机层用饱和食盐水洗涤并经无水硫酸钠干燥，真空除去溶剂后，粗产品经过柱层析(洗脱剂为二氯甲烷：乙酸乙酯＝50:1)，得到化合物(I)。
根据本发明，所述的邻氨基苯酚化合物在有机合成化学、材料化学、药物化学、化学生物学等方面受到广泛关注并展示了很好的应用前景。
本发明的技术路线如下：
本发明的反应机理如下：
首先，芳基羟胺作为亲核试剂，与磺酰氯和甲醇原位形成的氯磺酸甲酯反应，生成O-磺酰化中间体A。然后中间体A进行[3,3]-σ重排，得活性中间体B，然后经再芳构化历程得到邻位磺酸酯化中间体C，接着中间体C在酸和水的作用下原位水解，最终生成邻氨基苯酚化合物Ⅳ。
本发明的有益效果：
1、本发明提供了一种无过渡金属和氧化剂参与的芳胺邻位羟基化策略。利用廉价易于制备的芳基羟胺化合物与廉价的工业原料磺酰氯、甲醇进行反应，在无过渡金属及氧化剂的条件下实现邻氨基苯酚的快速高效合成。该策略底物范围广泛，官能团兼容性良好，对其在功能材料、生命及医药科学等领域的进一步发展应用具有重要意义。
2、本发明无氧化剂、还原剂和过渡金属催化剂，操作简便，在室温下即可实现目标化合物的高收率制备。原料芳基羟胺、磺酰氯和甲醇和容易制备和获得。本发明具有良好的普适性，包括天然产物分子在内的各种芳基羟胺可以有效地实现邻位碳氢键羟基化，以良好的产率制备了具有优异的区域选择性、结构多样的邻氨基苯酚类化合物。
附图说明
图1为实施例1制得的(2-羟基苯基)氨基甲酸苄酯的1H-NMR谱图；
图2为实施例1制得的(2-羟基苯基)氨基甲酸苄酯的13C-NMR谱图；
图3为实施例2制得的N-(4-氯-6-羟基苯基)苯甲酰胺的1H-NMR谱图；
图4为实施例2制得的N-(4-氯-6-羟基苯基)苯甲酰胺的13C-NMR谱图；
图5为实施例3制得的N-(2,3-二氯-6-羟基苯基)苯甲酰胺的1H-NMR谱图；
图6为实施例3制得的N-(2,3-二氯-6-羟基苯基)苯甲酰胺的13C-NMR谱图；
图7为实施例4制得的N-(2-羟基-4-((三异丙基硅基)乙炔基)苯基)苯甲酰胺的1H-NMR谱图；
图8为实施例4制得的N-(2-羟基-4-((三异丙基硅基)乙炔基)苯基)苯甲酰胺的13C-NMR谱图；
图9为实施例5制得的1-庚烯-3-基4-苯甲酰胺基-3-羟基苯甲酸酯的1H-NMR谱图；
图10为实施例5制得的1-庚烯-3-基4-苯甲酰胺基-3-羟基苯甲酸酯的13C-NMR谱图；
具体实施方式
本发明的目的是提供一种邻氨基苯酚化合物的合成方法，该邻氨基苯酚化合物具有式(Ⅳ)所示结构：
式(Ⅳ)中，Ar为取代或未取代的芳基或联芳基，R为苯甲酰基、乙酰基、特戊酰基、酯基、叔丁氧羰基、苄氧羰基、三氟乙酰基、9-芴基甲氧基羰基中的一种；
包括步骤如下：
在空气氛围下，将化合物(I)和甲醇加入溶剂中，滴加磺酰氯进行反应，待反应完成后，提纯，即得到目标化合物(Ⅳ)；
根据本发明，在如下实施例中，所述的化合物(I)具有如下结构：
化合物(I)按现有的技术路线制备得到，制备路线如下：
合成步骤如下：在氮气氛围下，将硝基化合物(1.0当量)和5％Rh/C(0.30mol％Rh)溶于THF(0.324M)中，随后将反应体系冷却至0℃，逐滴加入水合肼(1.2当量)。反应混合物在0℃下搅拌1小时，然后缓慢升温至室温,并在室温下搅拌2小时,待反应完成后，通过硅藻土过滤反应混合物，旋蒸浓缩，重结晶，得到的粗产品羟胺直接用于下一步。
向羟胺的乙醚(0.5M)溶液中，加入饱和NaHCO3水溶液，然后将溶液冷却至0℃，向溶液中加入相应的酰氯(1.1当量)，滴加完成后，在0℃下搅拌10秒后，将反应用饱和NH4Cl水溶液淬灭，反应混合物用二氯甲烷萃取，有机层用饱和食盐水洗涤并经无水硫酸钠干燥，真空除去溶剂后，粗产品经过柱层析(洗脱剂为二氯甲烷：乙酸乙酯＝50:1)，得到化合物(I)。
在一个或多个实施方式中，所述的邻氨基苯酚化合物为取代的苯基化合物其中R1为氟、氯、溴、碘、烷基、炔基、酯基、烷氧基、芳基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氧三氟甲基、硫三氟甲基、硅基中的一种或多种。
在一个或多个实施方式中，所述的邻氨基苯酚化合物具有如下结构：
在一个或多个实施方式中，反应过程中，通过TLC跟踪反应进程。
在一个或多个实施方式中，提纯方法如下：
反应结束后，反应混合物通过旋转蒸发仪浓缩，粗产品经过柱层析，过柱层析的洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝7:1，即得到目标化合物(Ⅳ)。
根据本发明，各原料的配比对目标化合物(Ⅳ)的收率有重要影响，因此，在一个或多个实施方式中，化合物(I)、化合物(II)和化合物(Ⅲ)的摩尔比为1：(1-4)：(1-4)，进一步优选1：(2.5-3.5)：(2.5-3.5)；最优选的，化合物(I)、化合物(II)和化合物(Ⅲ)的摩尔比为1:3:3。
根据本发明，反应溶剂和反应温度对目标化合物(Ⅳ)的收率有重要影响，因此，在一个或多个实施方式中，所述的溶剂为MeCN(乙腈)、DCM(二氯甲烷)、DME(乙二醇二甲醚)、CHCl3(三氯甲烷)、EA(乙酸乙酯)、Et2O(乙醚)或THF(四氢呋喃)；最优选，所述的溶剂为THF。
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明,但不限于此。
实施例1、(2-羟基苯基)氨基甲酸苄酯
在20mL反应管中,加入N-羟基-N-苯基氨基甲酸苄酯(0.2mmol,49mg)和四氢呋喃(2mL),然后加入甲醇(0.6mmol),在室温条件下边搅拌边滴加磺酰氯(0.6mmol),滴加完成后,搅拌两小时,通过TLC来追踪反应进程,待反应完成后,反应混合物通过旋转蒸发除去溶剂,粗产品经过柱层析(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝7:1)得到白色粉末状纯品(2-羟基苯基)氨基甲酸苄酯,收率为49％。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ9.67(s,1H),8.38(s,1H),7.56(d,J＝8.0Hz,1H),7.44–7.41(m,2H),7.41–7.36(m,2H),7.33(t,J＝7.1Hz,1H),6.92(td,J＝7.6,1.7Hz,1H),6.84(dd,J＝8.0,1.5Hz,1H),6.76(td,J＝7.6,1.5Hz,1H),5.14(s,2H)。
13C NMR(126MHz,DMSO-d6):δ153.76,136.75,128.36,127.87,127.80,125.79,118.96,115.30,65.73。
实施例2、N-(4-氯-6-羟基苯基)苯甲酰胺
在20mL反应管中,加入N-(4-氯苯基)-N-羟基苯甲酰胺(0.2mmol,50mg)和四氢呋喃(2mL),然后加入甲醇(0.6mmol),在室温条件下边搅拌边滴加磺酰氯(0.6mmol),滴加完成后,搅拌两小时,通过TLC来追踪反应进程,待反应完成后,反应混合物通过旋转蒸发除去溶剂,粗产品经过柱层析(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝7:1)得到白色粉末状纯品N-(2,3-二氯-6-羟基苯基)苯甲酰胺,收率为83％。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ10.14(s,1H),9.87(s,1H),8.00(d,J＝7.4Hz,2H),7.60(t,J＝7.3Hz,1H),7.52(t,J＝7.5Hz,2H),7.41(d,J＝8.9Hz,1H),6.93(d,J＝8.9Hz,1H)。
13C NMR(126MHz,DMSO-d6):δ165.33,154.18,133.84,131.66,131.54,128.63,128.33,127.77,124.82,120.87,115.58。
实施例3、N-(2,3-二氯-6-羟基苯基)苯甲酰胺
在20mL反应管中,加入N-(2，3-二氯苯基)-N-羟基苯甲酰胺(0.2mmol,56mg)和四氢呋喃(2mL),然后加入甲醇(0.6mmol),在室温条件下边搅拌边滴加磺酰氯(0.6mmol),滴加完成后,搅拌两小时,通过TLC来追踪反应进程,待反应完成后,反应混合物通过旋转蒸发除去溶剂,粗产品经过柱层析(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝7:1)得到白色粉末状纯品N-(2,3-二氯-6-羟基苯基)苯甲酰胺,收率为46％。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ10.33(s,1H),9.53(s,1H),7.97(d,J＝7.2Hz,2H),7.69(d,J＝8.5Hz,1H),7.60(t,J＝7.3Hz,1H),7.53(t,J＝7.5Hz,2H),6.96(d,J＝2.4Hz,1H),6.89(dd,J＝8.5,2.4Hz,1H)。
13C NMR(126MHz,DMSO-d6):δ165.29,150.69,134.22,131.78,129.09,128.54,127.59,125.66,125.05,118.78,115.56。
实施例4、N-(2-羟基-4-((三异丙基硅基)乙炔基)苯基)苯甲酰胺
在20mL反应管中,加入N-(4-((三异丙基硅基)乙炔基)苯基)-N-羟基苯甲酰胺(0.2mmol,79mg)和四氢呋喃(2mL),然后加入甲醇(0.6mmol),在室温条件下边搅拌边滴加磺酰氯(0.6mmol),滴加完成后,搅拌两小时,通过TLC来追踪反应进程,待反应完成后,反应混合物通过旋转蒸发除去溶剂,粗产品经过柱层析(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝7:1)得到白色粉末状纯品N-(2-羟基-4-((三异丙基硅基)乙炔基)苯基)苯甲酰胺,收率为89％。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ10.20(s,1H),9.48(s,1H),7.97(d,J＝7.3Hz,2H),7.86(d,J＝8.2Hz,1H),7.60(t,J＝7.3Hz,1H),7.53(t,J＝7.5Hz,2H),7.01(d,J＝1.8Hz,1H),6.97(dd,J＝8.2,1.9Hz,1H),1.09(s,21H)。
13C NMR(126MHz,DMSO-d6):δ165.07,148.49,134.22,131.82,128.57,127.50,127.26,123.14,122.90,118.73,118.41,107.39,88.76,18.51,10.77。
实施例5、1-庚烯-3-基4-苯甲酰胺基-3-羟基苯甲酸酯
在20mL反应管中,加入辛-1-烯-3-基4-(N-羟基苯甲酰胺基)苯甲酸酯(0.2mmol,74mg)和四氢呋喃(2mL),然后加入甲醇(0.6mmol),在室温条件下边搅拌边滴加磺酰氯(0.6mmol),滴加完成后,搅拌两小时,通过TLC来追踪反应进程,待反应完成后,反应混合物通过旋转蒸发除去溶剂,粗产品经过柱层析(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝7:1)得到白色粉末状纯品1-庚烯-3-基4-苯甲酰胺基-3-羟基苯甲酸酯,收率为61％。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6):δ10.41(s,1H),9.48(s,1H),8.06(d,J＝8.3Hz,1H),7.97(d,J＝7.0Hz,2H),7.62(t,J＝7.4Hz,1H),7.57–7.53(m,3H),7.50(dd,J＝8.3,2.0Hz,1H),5.98–5.90(m,1H),5.43–5.37(m,1H),5.27(dt,J＝17.3,1.5Hz,1H),5.20(dt,J＝10.6,1.4Hz,1H),1.75–1.67(m,2H),1.39–1.31(m,2H),1.30–1.26(m,4H),0.87–0.82(m,3H)。
13C NMR(126MHz,DMSO-d6):δ165.13,164.63,148.12,136.89,134.13,131.94,130.82,128.62,127.46,126.01,122.13,120.55,116.16,115.64,74.43,33.56,30.92,24.19,21.93,13.81。
试验例1
以N-羟基-N-苯基苯甲酰胺、甲醇和磺酰氯为原料N-羟基-N-苯基苯甲酰胺、甲醇和磺酰氯的比例为1：3：3,溶剂的用量为2mL,反应温度为25℃,在空气氛围下反应2h,探究了温度与溶剂的种类对反应的影响,如表1所示。
表1温度与溶剂对反应的影响
从表1实验结果可以看出,THF为该反应的最佳溶剂，室温25℃为最佳温度。
试验例2
以N-羟基-N-苯基苯甲酰胺、甲醇和磺酰氯为原料,溶剂的用量为2mL,反应温度为25℃,在空气氛围下反应2h,探究了N-羟基-N-苯基苯甲酰胺、甲醇和磺酰氯的比例对反应的影响,如表1所示。
表2N-羟基-N-苯基苯甲酰胺、甲醇和磺酰氯的比例对反应的影响
从表2实验结果可以看出,N-羟基-N-苯基苯甲酰胺、甲醇和磺酰氯的比例为1：3：3为该反应的最佳比例。

Claims (7)

1.一种邻氨基苯酚化合物的合成方法，该邻氨基苯酚化合物具有式(Ⅳ)所示结构：
式(Ⅳ)中，Ar为取代或未取代的芳基或联芳基，R为苯甲酰基、乙酰基、特戊酰基、酯基、叔丁氧羰基、苄氧羰基、三氟乙酰基、9-芴基甲氧基羰基中的一种；
包括步骤如下：
在空气氛围下，将化合物(I)和甲醇加入溶剂中，滴加磺酰氯进行反应，待反应完成后，提纯，即得到目标化合物(Ⅳ)；
2.根据权利要求1所述的邻氨基苯酚化合物的合成方法，其特征在于，所述的邻氨基苯酚化合物为取代的苯基化合物其中R1为氟、氯、溴、碘、烷基、炔基、酯基、烷氧基、芳基、三氟甲基、氧三氟甲基、硅基中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的邻氨基苯酚化合物的合成方法，其特征在于，所述的邻氨基苯酚化合物具有如下结构：
4.根据权利要求1所述的邻氨基苯酚化合物的合成方法，其特征在于，提纯方法如下：
反应结束后，反应混合物通过旋转蒸发仪浓缩，粗产品经过柱层析，过柱层析的洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝7:1，即得到目标化合物(Ⅳ)。
5.根据权利要求1所述的邻氨基苯酚化合物的合成方法，其特征在于，化合物(I)、化合物(II)和化合物(Ⅲ)的摩尔比为1：(1-4)：(1-4)。
6.根据权利要求1所述的邻氨基苯酚化合物的合成方法，其特征在于，化合物(I)、化合物(II)和化合物(Ⅲ)的摩尔比为1：(2.5-3.5)：(2.5-3.5)。
7.根据权利要求1所述的邻氨基苯酚化合物的合成方法，其特征在于，所述的溶剂为MeCN、DCM、DME、CHCl3、EA、Et2O或THF。
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