【doc】 β，β′，-联萘酚的合成与拆分

【doc】 β，β′，-联萘酚的合成与拆分 β，β′，-联萘酚的合成与拆分 团2005,No.11亿与生物Z程Chemistry&Bioengineering J5『,J5『,一联萘酚的合成与拆分 吕早生.王俊.王睛东 (武汉科技大学化工与资源环境学院,湖北武汉430081) 摘要:主要研究了,一联萘酚(BINOL)的合成与拆分.由FeC1.催化氧化偶联2一萘酚得到了外消旋的联萘酚,辛 可尼定与氯苄反应得到拆分剂氯化(8S,9R)一(一)一N一苄基辛可尼定.二者在乙酸丁酯中反应拆分得到左旋和右旋的, 一 联萘酚.实验采用了常规和微波诱导两种 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,通过实验结果对比,微波辐射方法的反应时问比常规方法有了非常明 显的缩短,减少到了原来的l/l2,而产品收率提高了lO左右. 关键词:联萘酚;手性;旋光性;微波辐射 中图分类号:TQ243.13文献标识码:A文章编号:1672—5425(2005)ll 一0026—03 手性是构成生命世界的重要基础,手性合成口(不 对称合成)是当前有机化学及药学研究中的热点领域, 其中一个最基本的问题是要获得高对映体纯的起始物 质(手性辅助剂,手性配体,手性催化剂等).光学纯 1,1L联一2一萘酚是不对称合成中应用最广泛,不对称诱 导效果最好的手性辅助剂之一,从实用的角度看,通过 外消旋1,1一联一2一萘酚的拆分来制备光学纯1,1L联一 2一萘酚占主要地位.外消旋联萘酚的合成口主要通过2一 萘酚的氧化偶联获得,而外消旋体的拆分方法多种多样, 其中通过包合物结晶法对映选择地形成主一客体配合 物,从而达到拆分的目的是有效,实用而方便的手段 之一. 微波加热能提高反应速率数百倍乃至上千倍,使 反应时间大大缩短,微波辐射技术在有机合成的研 究和应用方面获得了广泛关注.在金属离子(如 Fe,Cu抖,Mn等)催化下,由2一萘酚氧化偶联制备 外消旋联萘酚通常需加热2,3h,其拆分同样如此. 作者希望借助于微波辐射这一新的技术来缩短联萘酚 的合成及拆分所需的时间. 1实验 1.1主要试剂及仪器 萘酚,99.5,湖南湘大化工试剂有限公司;L— Cinchonidine,96.0,AlfaAesarAJohnsonMathey Company;无水硫酸钠,99.0,上海金山化工厂;乙酸 丁酯,99.0,天津市博迪化工有限公司;无水乙醇, 99.7,天津市天大化学试剂厂;丙酮(99.5),三氯 化铁(99.0),氯化苄(99.59/6),天津市化学试剂 三J. 98一I—B系列电子调温电热套,天津市泰斯特仪器 有限公司;WZZ一2B型自动旋光仪,上海精密科学仪器 有限公司;美的PJ23C—SC1型家用微波炉,广东美的 微波炉制造有限公司;HHS-11—2型500W恒温水浴 锅,上海博迅实业有限公司医疗设备厂;Z89-I型电动 搅拌器,天津市利华仪器厂;SPS202F型电子天平,梅 特勒一托利多称重设备有限公司. 1.2外消旋联萘酚的合成_5] 称取定量萘酚置于反应器中,加入乙醇使萘 酚完全溶解,保持乙醇适当过量,搅拌下缓慢加入配制 好的三氯化铁溶液.投料完毕后开始缓慢升温至 75?左右,恒温反应2h.反应结束后过滤,滤液回收 乙醇后经碱处理达排放标准排放,所得滤饼加水煮沸 0.5h,过滤得粗品.粗品加Na()H及水,加热溶解后 过滤,滤液加稀盐酸调至pH一2,3,过滤即得联萘酚 产品.投料摩尔比为:萘酚:FeCI.?6H()一1:2; 萘酚:无水乙醇一1:4. 实验采用常规加热与微波加热]两种加热方 式,常规方法加热时反应条件如上所述,微波装置采用 家用微波炉改造而成],加热时使用低火档(153W) 即可. 1.3拆分剂氯化(8S.9R)?(一)?,?苄基辛可尼定的合 成.] 在150mL圆底烧瓶中,加入5.88g辛可尼定, 2.54g氯苄及i00mL无水乙醇,加热搅拌回流3, 4h,得到深红色溶液.减压抽去部分溶剂,直到成为 一 种粘稠状液体.冷却至室温,加入2OmL水,待固体 收稿日期:2005—07—11 作者简介:吕早生(1961一),男,湖北武穴人,教授,博士,从事应用化学 的教学和科研工作.联系电话:027—86531064,E-mail: lzs1961@yahoo.com.crl. 吕早生等:.一联萘酚的合成与拆分/2oo5年舅ll期 全部析出后过滤.固体用丙酮洗至白色,在乙醇与水 体积比为3:1O的混合溶剂中重结晶,得白色晶体. 同上,采用微波方法加热时使用低火档(153W) 即可. 1.4拆分过程l】..” 将外消旋联萘酚2.00g置于150mL单口烧瓶 中,加人乙酸丁酯6OmL和拆分剂2.00g,加热搅拌回 流6h后冷至室温,于0,5?放置2h.过滤,滤饼为 (R)一联萘酚与拆分剂的复合物.母液用2tool?L 盐酸20mL和饱和食盐水20mI洗涤,有机层用无水 Na.SO干燥,蒸去大部分溶剂,冷却到室温,析出白 色晶体,过滤后得(S)一联萘酚.(R)一联萘酚与拆分剂 的复合物滤饼用乙酸丁酯洗涤2次,转人烧杯中,加人 乙酸丁酯6OmL和2mol?L盐酸40ml,搅拌,使固 体溶解,在分液漏斗中分出盐酸层.有机层再用 2mol?I盐酸2OmL和饱和盐水20ml洗涤,无水 NaSO干燥,蒸去大部分溶剂后,冷却到室温即析出 白色晶体,过滤后得(R)一联萘酚. 2结果与讨论 2.1外消旋联萘酚的合成 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1合成外消旋联萘酚实验数据 Tab.1Experimentaldatasofracemicbinaphthol 编号萘酚/gFeC13?6HzO/g联萘酚/g收率 l5.02 25.05 35.07 45.00 52.5O 62.5l 72,53 l8.68 l8.68 18.68 l8.69 9.42 9.40 9.43 106.57 46.14 7l_99 70.40 78.40 8O.O8 82.2l 注:l,4号为常规方法合成;5,7号为微波方法合成?反应时间分别 为 5min,7min和10min 在表1所示用常规方法合成外消旋联萘酚的1号 实验中,得到了产品5.35g,其中含有杂质,将其重新 用Na0H溶液溶解,过滤,调pH值,干燥之后得到产 品为1.33g. 1,2号实验中,收率均不高,主要因为FeC1.溶液配 制得过浓,导致反应液中形成的乙醇溶液浓度过高,以 至于生成的联萘酚溶解得过多无法析出.联萘酚在乙醇 溶液中的溶解度是随乙醇的浓度增大而增大的,因此适 当的稀溶液反而有利于产品的获得,这一点在经过改进 的3,4号实验中得到了证明.在3,4号实验中利用萘 酚与联萘酚在乙醇溶液中的溶解度变化差异来去除未反 应的萘酚.先用无水乙醇将粗产品溶解,再加入蒸馏 团 水析出白色沉淀——联萘酚.经液相色谱对比实验证明 此过程对产品的纯度有非常明显的影响. 从表1可以看出微波方法的反应时间较常规方法 有了非常明显的缩短,减少到了原来的1/12,而收率却 提高了1O左右.丁盈红等报道,采用水作为溶剂, 将磨成粉末的萘酚与FeC1.?6H.O在430W微波功 率下反应3minR[J可达到9O的收率.作者采用乙醇 溶液作溶剂,萘酚可溶于其中,理论上萘酚颗粒变 得更小了,反应应更快更完全,但是却没有出现这种情 况,主要原因有两个:一是所采用的微波反应器是脉冲 式的家用微波炉改造而成,并非微波条件更好的连续 微波反应器;二是未进行正交实验分析. 后续实验中可对这些地方加以改进,能进一步缩 短反应时间,提高反应收率. 所得产品红外光谱图如1所示.从图1可以明显 看到在3486cm,,3405cm处有两个强的一OH吸 收峰,与标准图谱吻合.其它较强峰,如1620cm-., 1594cm-.,1176cm-.,823cm-’等均可在标准图谱 上相应位置找到相吻合的吸收峰.因此可以认定所得 产品为,一联萘酚. 图1联萘酚红外光谱图 Fig.1IRspectrumofBINOL 2.2拆分剂氯化(8s,9R)-(一)-N-苄基辛可尼定的合成 常规方法得到白色晶体2.41g,收率28.62%. 微波方法实验数据如表2所示. 表2微波合成拆分剂实验数据 Tab.2Experimentaldatasof(8S,9R)一(一)一N—benzylcin choniniumchlorideundermicrowaveradiation 田 从表2可以看出,当微波反应时间在lh以上时 原料反应充分.在1,2号实验中,进行重结晶加热溶 液10min左右时,液面便会有一层晶体薄膜析出,经红 外光谱检测为未反应完的辛可尼定. 采用无水乙醇作溶剂进行微波加热,是作者在参 考文献报道后提出来的新方法.经实验证明,此方法 是可行的,用家用微波炉稍加改装即可完成反应,较之 其它需要专门的微波反应器才能进行反应的溶剂,具 有一定的优势. 2.3拆分过程 表3消旋体拆分实验数据 Tab.3Experimentaldatasofracemateresolution 据文献报道,0.9g氯化(8S,9R)-(一)一N一苄基辛 可尼定便可拆分1.0g联萘酚,但考虑到拆分剂的纯 度问题,确定拆分剂与联萘酚质量比为1:1. 在测定比旋光度时,实验所用WZZ-2B型自动旋光 仪在实测旋光度低于5.时,读数便不是很稳定.本实验 所得产品配制的溶液浓度较稀,实测旋光度为0.4左右. 熔点测定采用毛细管法,加热浴液为食用油.所 测熔点值与纯联萘酚熔点218?基本吻合. 3结论 (1)采用化学拆分的方法制备具有光学活性的联 萘酚经济,可靠,装置简单易行,是一种比较理想的 方法. (2)在合成过程中,利用微波加热能极大地缩短反 吕早生等:.一联萘酚的合成与拆分/2005年?ll期 应时间,很好地提高反应收率,且反应条件要求不高 (用家用微波炉改造的微波反应器即可),所消耗的无 水乙醇还能回收大部分循环利用,能有效地节约成本, 减少污染. (3)拆分剂选用氯化(8S,9R)一(一)一N_苄基辛可 尼定,具有良好的拆分效果,据文献报道产品光学纯度 可达99%.采用无水乙醇作溶剂时微波加热合成氯 化(8S,9R)一(一)一N一苄基辛可尼定能比较理想地缩短 反应时间,但仍然需要1h以上. (4)拆分过程采用乙酸丁酯作为反应液,整个过程 仅使用一种溶剂,拆分过程短,具有较明显的优势. 参考文献: E13沙耀武,陈瑞.2,2’-二羟基一1,1一联萘合成方法综述EJ3.精细化 lT,2001,18(6):360—363. E23代星,覃兆海.一种经济有效的联萘酚的拆分方法EJ3.化学试剂, 2001,23(5):294-295. E33李德吕,黄春林,韦善怀,等.卢,一联萘酚的合成[J].河北化工, 1998,21(1):9-1o. E43丁盈红,廖九忠,张广文,等.微波辐射应用于卢,一联萘酚的合成 与拆分EJ3.化学世界,2004,45(8):430—433,406. [53王洋.推荐一个有机化学基础实验:BIN()L的合成及拆分[J3.大 学化学,2002,17(3):42—44. E63王静,姜风超.微波有机合成反应的新进展EJ3.有机化学,2002, 22(3):212-219. E73张力学,丁金昌,谷享杰.微波技术在有机合成中的应用[J].合 成化学,1996,4(1):23—30. E83江汉保,孙明义,邱杰,等.一种通用的微波化学合成实验装置 EJ3.化学研究与应用,2000,12(5):569—571. [9]包容,黄文强,何柄林.(+)一N-苄基氯化辛可宁合成法的改进 EJ3.化学试剂,199l,l3(6):383. ElO3陆军,苏增权,李纪国.联萘酚拆分T艺的改进EJ3.中国医药工 业杂志,l999,30(2):85—86. [u]张红,黄计军,邓并.1,l一联一2一萘酚的拆分EJ3.山西大学 (自然科学版),l999,22(4):366—370. 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