CN117903043A - 一种顺式-2-吡啶-2-基环己醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种顺式‑2‑吡啶‑2‑基环己醇的制备方法,将吡啶氮氧化物与环己烯基吗啉在苯甲酰氯作用下得到2‑(吡啶‑2‑基)环己烷‑1‑酮,最后通过醋酸硼氢化钠和硼酸三(三氟乙醇)酯存在下还原酮得到含顺/反‑2‑吡啶‑2‑基环己醇,接着与酰氯反应,后处理分离得到顺式‑2‑吡啶‑2‑基环己醇。本发明的制备方法得到的顺式‑2‑吡啶‑2‑基环己醇,纯度高,质量好,后处理相对简单,产物易于分离,避免了柱层析分离方法,适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种顺式-2-吡啶-2-基环己醇的制备方法,属于有机化学技术领域。
背景技术
顺式-2-吡啶-2-基环己醇是一种新型的具有环己烷骨架的N,P-配体,也是一种手性氨基醇类配合物,由于吡啶有碱性并具有抗氧化性,与过渡金属高价态形成的不对称转化催化剂,其特点是耐受范围大,选择性高,过渡金属催化的不对称转化在手性配体的存在下应用广泛,可应用有机催化、天然产物、药物中间体的制备。
目前顺式-2-吡啶-2-基环己醇主要是通过2-(吡啶-2-基)环己烷-1-酮与硼氢化钠还原得到消旋的2-吡啶-2-基环己醇,再通过柱层析分离得到顺式-2-吡啶-2-基环己醇和反式-2-吡啶-2-基环己醇,参考文献[Chemistry-A European Journal,2002,vol.8,#24,p.5551-5564],其中得到反式-2-吡啶-2-基环己醇的收率是55%,而顺式-2-吡啶-2-基环己醇没有给出收率。按照此方法,实验过程发现,按照文献操作柱层析不仅得到反式异构体,也可得到顺式异构体,得到的顺式:反式异构体的比例为38:62,以反式-2-吡啶-2-基环己醇为主。
顺式-2-吡啶-2-基环己醇合成的类似方法是(1R,2S)-2-吡啶-2-基环己醇与4-硝基苯甲酸发生Mitsunobu反应,使构型翻转,进而皂化反应得到顺式的(1S,2S)-2-吡啶-2-基环己醇。参考文献[Tetrahedron Letters,2007,vol.48,#12,p.2101-2104]。
上述方法没有明确或快速得到顺式-2-吡啶-2-基环己醇的方法,因此如何能有效得到顺式-2-吡啶-2-基环己醇,使其方法方便,步骤短,成本降低,成为了顺式-2-吡啶-2-基环己醇制备领域亟待解决的技术问题之一。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种顺式-2-吡啶-2-基环己醇的制备方法,适用于工业化生产应用,可以较方便的制备单纯构型即顺式-2-吡啶-2-基环己醇。本发现公开了一种顺式-2-吡啶-2-基环己醇的制备方法,过程为:吡啶氮氧化物与4-环己基吗啉在苯甲酰氯作用下得到2-(吡啶-2-基)环己烷-1-酮,最后通过醋酸硼氢化钠还原酮得到含顺/反-2-吡啶-2-基环己醇,接着与酰氯反应,后处理分离得到顺式-2-吡啶-2-基环己醇,本发明的制备方法得到的顺式-2-吡啶-2-基环己醇,纯度高,质量好,后处理相对简单,产物易于分离,避免了柱层析分离方法,适合工业化生产。
为实现上述目的,制备顺式-2-吡啶-2-基环己醇的工艺,包括以下步骤:
步骤S1:将吡啶氮氧化物与4-环己烯基吗啉在有机溶剂混合,在苯甲酰氯存在下反应,得到2-(吡啶-2-基)环己烷-1-酮;
步骤S2:将2-(吡啶-2-基)环己烷-1-酮、硼酸三(三氟乙醇)酯和有机溶剂混合,降温至0-5℃,分批加入醋酸硼氢化钠反应得到顺/反-2-吡啶-2-基环己醇,二氯甲烷萃取,然后与酰氯在缚酸剂三乙胺作用下反应,后处理得到顺式-2-吡啶-2-基环己醇。
本发明反应路线表示如下:
进一步地,所述步骤S1中,有机溶剂选自二氯甲烷或氯仿。
进一步地,所述步骤S1中,吡啶氮氧化物、苯甲酰氯与4-环己烯基吗啉摩尔比为1:1.15-1.20:1.8-2.0。
进一步地,所述步骤S2中,2-(吡啶-2-基)环己烷-1-酮、硼酸三(三氟乙醇)酯与醋酸硼氢化钠摩尔比为1:0.1-1.0:1.2-1.5。
进一步地,所述步骤S2中,酰氯选自苯甲酰氯、乙酰氯或4-甲氧基苯甲酰氯;有机溶剂选自乙醇、四氢呋喃或三氟乙醇。
进一步地,所述步骤S2中,顺/反-2-吡啶-2-基环己醇与酰氯摩尔比为1:0.5-0.55。
进一步地,所述步骤S2后处理具体操作为,与酰氯反应完后,稀盐酸、碳酸氢钠溶液和水洗涤,有机相浓缩掉二氯甲烷,MTBE替换,MTBE和异丙醇混合溶剂重结晶制得顺式-2-吡啶-2-基环己醇。
进一步地,所述步骤S2后处理重结晶溶剂比例为10:1。
发明有益效果
1采用醋酸硼氢化钠为还原剂可有效控制消旋性,基本保持在49-51%顺式异构体。作为改进方案,在硼酸三(三氟乙醇)酯存在下,顺式比例可以提高至75-83%。
2利用酰氯与醇在碱存在下成酯,实验证明顺式异构体基本不与酰氯酯化,通过该特性,重结晶方式得到的顺式异构体纯度很高。
具体实施例
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
将95.1g吡啶氮氧化物(1.0mol)和600mL二氯甲烷加入反应瓶中,降温至-5℃,氮气保护下滴加168.7g苯甲酰氯(1.2mol),-5~0℃范围内搅拌30-60分钟,缓慢滴加301.1g吗啉环己烯胺(1.8mol)与300mL二氯甲烷混合液体,-5~0℃反应40分钟,缓慢升温至25-30℃反应7小时,加入水和浓盐酸调节pH=1-2,减压浓缩掉二氯甲烷,加入甲基叔丁基醚萃取杂质,水相用30%氢氧化钠溶液调节pH=11-12,二氯甲烷萃取,饱和食盐水洗,有机相加入5g活性炭,升温回流2小时,过滤,滤液减压浓缩至2.5V体积,加入正庚烷析出固体制得2-(吡啶-2-基)环己烷-1-酮122.1g,收率69.7%,HPLC 98.1%。1H-NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.56(dd,0.25H),8.32(d,0.75H),7.67-7.65(m,1H),7.19-7.15(m,0.5H),7.12-7.07(m,0.8H),7.00-6.95(m,0.75H),3.84(d,0.25H),2.38-2.34(m,4H),1.79-1.75(m,4H).
实施例2
将95.1g吡啶氮氧化物(1.0mol)和500mL氯仿加入反应瓶中,降温至-5℃,氮气保护下滴加168.7g苯甲酰氯(1.2mol,1.2eq),-5~0℃范围内搅拌30-60分钟,缓慢滴加301.1g吗啉环己烯胺(1.8mol,1.8eq)与400mL氯仿混合液体,-5~0℃反应40分钟,缓慢升温至25-28℃反应16小时,加入水和浓盐酸调节pH=1-2,减压浓缩掉氯仿,加入甲基叔丁基醚萃取杂质,水相用30%氢氧化钠溶液调节pH=11-12,氯仿萃取,饱和食盐水洗,有机相加入5g活性炭,升温回流2小时,过滤,滤液减压浓缩至2.5V体积,加入正庚烷析出固体2-(吡啶-2-基)环己烷-1-酮144.9g,收率82.7%,HPLC98.6%。
实施例3
方法A、将87.6g 2-(吡啶-2-基)环己烷-1-酮(0.5mol)、600mL三氟乙醇加入反应瓶中,降温至0-5℃,分五批间隔30分钟加入127.2g醋酸硼氢化钠(0.6mol),加完后缓慢升温至室温反应3小时,HPLC检测原料几乎无剩余,加入水和浓盐酸淬灭,过滤掉固体,滤液静置分层,水层用二氯甲烷萃取,合并下层有机相,水和饱和食盐水分别洗涤,无水硫酸镁干燥,过滤,滤液减压浓缩掉溶剂制得顺/反式-2-吡啶-2-基环己醇混合物86.8g,HPLC顺/反式-2-吡啶-2-基环己醇比例为51/49。
方法B:将87.6g 2-(吡啶-2-基)环己烷-1-酮(0.5mol)、600mL三氟乙醇和30.8g(0.1mol)B(OCH2CF3)3加入反应瓶中,降温至0-5℃,后续操作同上,得到产品86.9g顺反异构体混合物,HPLC顺/反比例为86/14。
实施例4
将实施例3方法A中17.7g顺/反式-2-吡啶-2-基环己醇混合物(0.1mol)、4.3g乙酰氯(0.055mol,0.55eq)和180mL二氯甲烷加入反应瓶中,降温至-15℃,缓慢6.7g滴加三乙胺(0.066mol,0.66eq),-15~-10℃反应3小时,加入稀盐酸水溶液调节pH=5-6,静置分层,二氯甲烷相分别用5%碳酸氢钠溶液和水洗涤,下层有机相减压浓缩掉溶剂,加入100mL甲基叔丁基醚替换,继续减压浓缩掉溶剂,加入80mL甲基叔丁基醚升温50℃搅拌均匀,加入8mL异丙醇搅拌溶清,缓慢降温至0℃,白色固体析出,过滤,滤饼烘干得到顺式-2-吡啶-2-基环己醇6.7g,收率37.8%,HPLC 99.5%;采用实施例3方法B中17.7g顺反混合物,同样条件处理后,得到13.1g顺式产品,收率74.2%,HPLC 99.3%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.55(d,1H),7.55(d,1H),7.21(d,1H),7.08(d,1H),4.10(s,1H),3.38(d,1H),2.74-2.70(m,1H),1.97-1.81(m,2H),1.80-1.66(m,2H),1.59-1.37(m,4H).
实施例5
将实施例3方法B中17.7g顺/反式-2-吡啶-2-基环己醇混合物(0.1mol)、7.7g苯甲酰氯(0.055mol,0.55eq)和180mL二氯甲烷加入反应瓶中,降温至-15℃,缓慢滴加6.7g三乙胺(0.066mol,0.66eq),-15~-10℃反应3小时,加入稀盐酸水溶液调节pH=3-4,静置分层,二氯甲烷相分别用5%碳酸氢钠溶液和水洗涤,下层有机相减压浓缩掉溶剂,加入100mL甲基叔丁基醚替换,继续减压浓缩掉溶剂,加入80mL甲基叔丁基醚升温50℃搅拌均匀,加入8mL异丙醇搅拌溶清,缓慢降温至0℃,白色固体析出,过滤,滤饼烘干制得顺式-2-吡啶-2-基环己醇14.0g,收率79.2%,HPLC 99.7%。
实施例6
将实施例3方法B中17.7g顺/反式-2-吡啶-2-基环己醇混合物(0.1mol)、9.4g4-甲氧基苯甲酰氯(0.055mol,0.55eq)和180mL二氯甲烷加入反应瓶中,降温至-15℃,缓慢滴加6.7g三乙胺(0.066mol,0.66eq),-15~-10℃反应3小时,加入稀释盐酸水溶液调节pH=5-6,静置分层,二氯甲烷相分别用5%碳酸氢钠溶液和水洗涤,下层有机相减压浓缩掉溶剂,加入100mL甲基叔丁基醚替换,继续减压浓缩掉溶剂,加入80mL甲基叔丁基醚升温50℃搅拌均匀,加入8mL异丙醇搅拌溶清,缓慢降温至0℃,白色固体析出,过滤,滤饼烘干制得顺式-2-吡啶-2-基环己醇14.2g,收率80.5%,HPLC 99.6%。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举,本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。
Claims (8)
1.一种顺式-2-吡啶-2-基环己醇的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1:将吡啶氮氧化物与4-环己烯基吗啉在有机溶剂混合,在苯甲酰氯存在下反应,得到2-(吡啶-2-基)环己烷-1-酮;
步骤S2:将2-(吡啶-2-基)环己烷-1-酮、硼酸三(三氟乙醇)酯和有机溶剂混合,降温至0-5℃,分批加入醋酸硼氢化钠反应得到顺/反-2-吡啶-2-基环己醇,二氯甲烷萃取,然后与酰氯在缚酸剂三乙胺作用下反应,后处理得到顺式-2-吡啶-2-基环己醇。
2.根据权利要求1所述顺式-2-吡啶-2-基环己醇的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,有机溶剂选自二氯甲烷或氯仿。
3.根据权利要求1所述顺式-2-吡啶-2-基环己醇的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,吡啶氮氧化物、苯甲酰氯与4-环己烯基吗啉摩尔比为1:1.15-1.20:1.8-2.0。
4.根据权利要求1所述顺式-2-吡啶-2-基环己醇的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中,2-(吡啶-2-基)环己烷-1-酮、硼酸三(三氟乙醇)酯与醋酸硼氢化钠摩尔比为1:0.1-1.0:1.2-1.5。
5.根据权利要求1所述顺式-2-吡啶-2-基环己醇的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中,酰氯选自苯甲酰氯、乙酰氯或4-甲氧基苯甲酰氯;有机溶剂选自乙醇、四氢呋喃或三氟乙醇。
6.根据权利要求1所述顺式-2-吡啶-2-基环己醇的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中,顺/反-2-吡啶-2-基环己醇与酰氯摩尔比为1:0.5-0.55。
7.根据权利要求1所述顺式-2-吡啶-2-基环己醇的制备方法,其特征在于:所述步骤S2后处理具体操作为,与酰氯反应完后,依次采用稀盐酸、碳酸氢钠溶液和水洗涤,有机相浓缩掉二氯甲烷,MTBE替换,MTBE和异丙醇混合溶剂重结晶制得顺式-2-吡啶-2-基环己醇。
8.根据权利要求7所述顺式-2-吡啶-2-基环己醇的制备方法,其特征在于:所述MTBE和异丙醇混合溶剂体积比为10:1。
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