章佳安

(湖北科技學(xué)院 藥學(xué)院，湖北 咸寧 437100)

手性1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺的合成

章佳安

(湖北科技學(xué)院 藥學(xué)院，湖北 咸寧 437100)

以2-萘酚和80%水合肼為起始原料，經(jīng)2步反應(yīng)生成外消旋的1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺，再經(jīng)(D)-(+)-10-樟腦磺酸拆分得到手性1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺?？疾炝?0%水合肼和2-萘酚的質(zhì)量比對(duì)中間體2-萘肼產(chǎn)率的影響，以及反應(yīng)溫度對(duì)外消旋體1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺產(chǎn)率的影響，確立了最佳反應(yīng)條件。整條合成路線簡(jiǎn)單安全，原料價(jià)廉易得，為手性1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺的合成研究提供了參考。

1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺；手性；合成

具有C2對(duì)稱軸的1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺是一類重要的手性試劑和手性催化劑的前體物質(zhì),其光學(xué)活性異構(gòu)體及其衍生物已在多種催化不對(duì)稱反應(yīng)中得到了廣泛的應(yīng)用[1，2]。但由于光學(xué)純的1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺制備不方便，因此其應(yīng)用研究受到了限制。光學(xué)純的1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺可采用樟腦磺酸拆分其外消旋體制備得到[3]。目前,合成外消旋1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺主要有三種方法：(1)水合肼法：將2-萘酚與水合肼在封管中長(zhǎng)時(shí)間(48～78 h)加熱，經(jīng)取代重排反應(yīng)生成聯(lián)萘二胺[4]。但該方法需要高溫高壓，且后處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量酸堿廢液；(2)2-萘胺重排偶聯(lián)法：將2-萘胺制成重氮鹽后，經(jīng)還原形成氫化偶氮萘，最后經(jīng)重排生成1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺[5]；(3) 2-萘胺氧化偶聯(lián)法：將2-萘胺用一定的氧化劑進(jìn)行氧化制備得到聯(lián)萘二胺[6，7]，但(2)和(3)這兩種方法都存在原料2-萘胺毒性大，制備困難的缺點(diǎn)，且第(2)種方法反應(yīng)路線較長(zhǎng)，副產(chǎn)物多，造成后處理困難。Feng Q等報(bào)道了用2-萘肼替代水合肼，并與2-萘酚反應(yīng)制備聯(lián)萘二胺的方法[8]，該方法僅需在常壓和較高溫度下反應(yīng)，避免了方法(1)中需要高溫高壓的實(shí)驗(yàn)條件，同時(shí)反應(yīng)原料2-萘酚及水合肼便宜易得，適合于較大規(guī)模制備外消旋1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺。鑒于此，本文采用2-萘酚和80%水合肼為起始原料，通過取代反應(yīng)得到2-萘肼，再將其與2-萘酚經(jīng)取代、重排反應(yīng)制備得到外消旋的1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺。在此過程中，考察了2-萘酚和80%水合肼不同質(zhì)量比對(duì)2-萘肼產(chǎn)率的影響，以及溫度對(duì)外消旋1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺產(chǎn)率的影響。最后，外消旋1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺經(jīng)D-(+)-10-樟腦磺酸拆分得到(R)-1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺，其合成路線如圖1所示。整條合成路線操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件溫和，且原料容易獲得，適合于規(guī)?；a(chǎn)。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1.主要試劑與儀器

試劑：2-萘酚(AR，廣州化學(xué)試劑廠)； 80%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))水合肼(AR，天津市大茂化學(xué)試劑公司)；D-(+)-10-樟腦磺酸(AR，阿拉丁試劑公司)；其它試劑均為市售分析純?cè)噭?/p>

儀器：Avance 400 MHz型核磁共振儀(CDCl3作溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；PerkinElmer 341 LC 型旋光儀；X4A型顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀。

2.實(shí)驗(yàn)步驟

圖1 (R)-1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺的合成路線

(1)2-萘肼(1)的合成

向裝有機(jī)械攪拌、恒壓滴液漏斗及回流冷凝管裝置的500 mL四頸瓶中加入90.0 g (0.62 mol) 2-萘酚，將體系抽真空并充入氮?dú)庵脫Q，如此反復(fù)操作3次。將162 g (2.56 mol)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的水合肼加入到上述反應(yīng)瓶中，攪拌使固體物完全溶解，然后將所得混合液加熱回流36 h，體系變成黃色渾濁液。將此渾濁液倒入到300 mL冰水中并強(qiáng)烈攪拌，產(chǎn)生了大量沉淀。抽濾，濾餅經(jīng)水洗得近白色固體，該固體粗品用乙醇重結(jié)晶得到67.1 g白色固體，產(chǎn)率68%。其1H NMR如圖2所示。

圖2 2-萘肼的1H NMR譜

1H NMR (CDCl3，TMS)，δ：7.77～7.67 (m，3H)，7.43 (t,J= 7.4 Hz，1H)，7.31～7.28 (m，1H)，7.14 (s，1H)，7.00 (d,J=8.8 Hz，1H)，5.35 (s，br，1H)，3.69 (s，br，2H);13CNMR (CDCl3，TMS)，δ：148.89，134.88，129.05，128.67，127.72，126.51，126.31，122.81，116.09，104.75.

(2)(±)-1,1′-聯(lián)萘- 2,2′-二胺 (2)的合成[8]

向裝有機(jī)械攪拌及回流冷凝管裝置的250 mL三頸瓶中加入88.3 g (0.61 mol) 2-萘酚和64.7g(0.41 mol) 2-萘肼(1)，將體系抽真空并充入氮?dú)庵脫Q，如此反復(fù)操作3次。將混合物加熱至熔融狀態(tài)，并維持在120℃攪拌反應(yīng)36 h。攪拌下將反應(yīng)混合物趁熱倒入500 mL 5%的NaOH水溶液中，析出固體物。抽濾，濾餅經(jīng)水洗后真空干燥得到紅棕色固體。將此固體加入到350 mL 10%稀鹽酸中攪拌溶解，并加熱回流此混合液2 h。靜置冷卻，抽濾。將濾液用20%的NaOH水溶液調(diào)節(jié)至溶液呈弱堿性，此時(shí)體系中出現(xiàn)較多的固體。抽濾，濾餅經(jīng)水洗后真空干燥得到53.6 g近白色固體，產(chǎn)率46%。熔點(diǎn)：190～192℃。其1H NMR如圖3所示。

圖3 (±)-1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺的1H NMR譜

1H NMR (CDCl3，TMS)，δ：7.80～7.78 (m，4H)，7.28～7.21 (m，4H)，7.17～7.07 (m，4H)，3.70 (s，4H，-NH2);13C NMR (CDCl3，TMS)，δ：142.74，133.78，129.49，128.54，128.17，126.85，124.01，122.45，118.34，112.70.

(3)(R)-1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺(3)的合成[4]

二、結(jié)果與討論

1.80%水合肼與2-萘酚的質(zhì)量比對(duì)2-萘肼(1)產(chǎn)率的影響

在合成2-萘肼的反應(yīng)中，80%水合肼既為反應(yīng)原料，又為溶劑。文中通過改變80%水合肼與2-萘酚的質(zhì)量比進(jìn)行回流反應(yīng)36 h，所得2-萘肼的產(chǎn)率情況如表1。當(dāng)水合肼用量較少時(shí)(m水合肼/m2-萘酚= 0.8∶1)，反應(yīng)液粘度較大，造成料液攪拌不均勻，不利于反應(yīng)的進(jìn)行；當(dāng)增加水合肼用量到一定程度時(shí)(m水合肼/m2-萘酚=1.8∶1)，2-萘肼的產(chǎn)率達(dá)到68%，繼續(xù)增加水合肼用量，2-萘肼的產(chǎn)率基本保持不變，同時(shí)增加了產(chǎn)物后處理的難度。因此，文中選擇80%水合肼與2-萘酚的質(zhì)量比為1.8∶1。

表1 80%水合肼與2-萘酚的質(zhì)量比對(duì)2-萘肼產(chǎn)率的影響

2. 溫度對(duì)外消旋(1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺)(2)產(chǎn)率的影響

在2-萘酚與2-萘肼反應(yīng)生成外消旋1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺的步驟中，不同的反應(yīng)溫度對(duì)外消旋1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺的產(chǎn)率有較大的影響。當(dāng)2-萘肼與2-萘酚摩爾比為1∶1.5，反應(yīng)時(shí)間為 36 h時(shí)，文中考察了在110～150℃范圍內(nèi)溫度變化對(duì)外消旋1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺產(chǎn)率的影響，其結(jié)果如表2所示。在110℃反應(yīng)時(shí)，固體混合物未能完全熔化，外消旋1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺的產(chǎn)率為25%；當(dāng)升溫到120℃時(shí)，固體混合物完全熔化，此時(shí)產(chǎn)物的產(chǎn)率上升至46%；繼續(xù)升溫到130℃時(shí)，得到的產(chǎn)物中則出現(xiàn)部分稠狀物，致使產(chǎn)物分離提純后的產(chǎn)率降低至40%，并且反應(yīng)溫度越高，形成的稠狀物越多，提純后的產(chǎn)物產(chǎn)率更低。因此，文中選擇反應(yīng)溫度為120℃。

表2 溫度對(duì)外消旋1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺產(chǎn)率的影響

三、結(jié)論

以2-萘酚和80%水合肼為起始原料，經(jīng)2步反應(yīng)制備得到外消旋的1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺。再利用(D)-(+)-10-樟腦磺酸拆分得到手性1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺?？疾炝?0%水合肼和2-萘酚不同質(zhì)量比對(duì)中間體2-萘肼收率的影響，確定了80%水合肼與2-萘酚的最佳質(zhì)量比為1.8∶1；在外消旋體1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺的合成步驟中，考察了不同反應(yīng)溫度對(duì)外消旋體1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺產(chǎn)率的影響，確定了2-萘肼與2-萘酚的最佳反應(yīng)溫度為120℃。整條合成路線簡(jiǎn)單安全，原料價(jià)廉易得，適合較大規(guī)模制備手性1,1′-聯(lián)萘-2,2′-二胺。

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2095-4654(2015)04-0001-03

2015-02-19

湖北省教育廳項(xiàng)目(B2014020)；湖北科技學(xué)院校級(jí)項(xiàng)目(KY12086)

O625.51

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