本文旨在介绍合成S-1,1'-联-2-萘酚的方法,有望在有机合成领域发挥重要作用。
背景:手性的1 ,1’-联-2-萘酚是广泛用于金属试剂催化的不对称合成中的手性助剂,例如酮的不对称还原,各种Diels-Alder的催化反应,双键还原反应,不 对称Michael加成,氧化反应等等。S-联萘酚,英文名称:(S)-(-)-1,1'-bi-2-naphthol,CAS:18531-99-2,分子式:C20H14O2。S-1,1'-联-2-萘酚用于拟南芥碱A的立体选择性合成。也用于合成基于BINAP的氨基膦化合物。
合成:
庄俊鹏等人采用L-脯氨酸作为拆分剂,在CH2Cl2 中回流反应1.5小时,再经过后处理,可分别得到S-和R-对映体过量的1,1'-联-2-萘酚,反应现象明显,实验重现性很好。合成与拆分路线如下:
其中,S-1,1'-联-2-萘酚的合成与拆分具体步骤为:
(1)外消旋1,1'-联-2-萘酚的合成
在一个带有机械搅拌器、温度计和回流冷凝器的500毫升三口圆底烧瓶中,装入100毫升水,然后加入经过研磨并通过160目标准筛(原料粒径小于0.16毫米)的14.4克β-萘酚(0.10摩尔),并升温至70摄氏度。接着加入150毫升溶解了29.7克FeCl3·6H2O(0.11摩尔)的水溶液。随着反应的进行,反应液由黄褐色悬浊液变为浅黄绿色悬浊液。
用薄层色谱监测反应进行的程度。吸取约0.5mL反应悬浊液,加入到1.5mL塑料离心管中,滴加 10滴乙酸乙酯,充分振荡,悬浊液变清。取上层有机相用薄层色谱监测,用V(石油醚):V(乙酸乙酯)= 2:1展开剂展开。在薄层板上Rf值=0.7的位置附近出现两个点,前一个点是原料β-萘酚,后一个点是 产物。产物点有微弱的蓝色荧光。约1.5~2小时,原料可以完全转化为产品,停止反应,抽滤,滤饼压 紧后充分水洗,晾干后产品质量大于13.5g,粗收率>95%。
(2)1,1'-联-2-萘酚的重结晶
利用上述方法合成的1,1'-联-2-萘酚为浅黄色或浅灰色粉末状产品,可以通过重结晶进一步提高纯度,并改善产品的外观,得到无色晶体状产品。
将约13.5g粗品1,1'-联-2-萘酚加入到250mL锥形瓶中,加入约140mL甲苯及3粒沸石,安装热过 滤漏斗,缓慢加热沸腾(图(b))。这时,锥形瓶中的甲苯蒸气上升,蒸气将花形滤纸包裹,并将热过滤漏斗加热。待1,1'-联-2-萘酚完全溶解后,降温,用三角漏斗向锥形瓶中加入1g粉末状活性炭和几粒沸石,再次加热回流10min。将热过滤漏斗取下,安装到一个新的锥型瓶上,将已回流脱色的1,1'-联-2-萘酚的甲苯溶液通过三角漏斗加入到花形滤纸中进行热过滤(图(c))。由于热过滤漏斗已被充分加热,在热过滤过程中,产品不会析出。通过热过滤得到浅褐色溶液。
所得的甲苯溶液在降温过程中很快在瓶底析出无色片状晶体,静置1小时左右,结晶过程基本完成;也可以放在冰箱中冷冻,使结晶更完全。抽滤,压紧滤饼,用少量甲苯洗涤,尽量抽干后晾干或烘干滤饼,得到无色晶体约12g。母液用旋转蒸发仪除去大部分甲苯后,又析出部分晶体,处理后得到约0.8g浅黄褐色晶体。
(3)外消旋1,1'-联-2-萘酚的拆分
将外消旋1,1'-联-2-萘酚和分析纯L-脯氨酸分别研磨并过160目标准筛备用。在250mL圆底瓶中加入7.15g外消旋1,1'-联-2-萘酚(25mmol)、2.88g L-脯氨酸(25mmol)和100mL CH2Cl 2 。两种原料均难溶于CH2Cl2 ,反应体系是悬浊液,机械搅拌或磁力搅拌加热回流。经15min左右,体系开始变成乳白 色悬浊液;继续加热回流1.5h,停止反应。抽滤得到滤液和滤饼,将滤液旋干,得到固体剩余物。
将滤饼用80mL乙酸乙酯和50mL 1mol·L-1的盐酸混合液进行处理,得到澄清透明的分层溶液;用 250mL分液漏斗分出水层,再用50mL 1mol·L-1的盐酸溶液洗涤乙酸乙酯层两次。L-脯氨酸由于易溶于酸性水溶液而被除去。用无水硫酸钠干燥分出的乙酸乙酯层,旋干,产品晾干后得到S-对映体过量的1,1'-联-2-萘酚3.0~3.5g。
参考文献:
[1]庄俊鹏. 改进的1,1'-联-2-萘酚的合成与拆分有机合成实验 [J]. 大学化学, 2013, 28 (05): 51-54.
[2]赵珺,郑明贤,林以玑等. 包结法拆分1,1'-联-2-萘酚:包结物的晶体结构及CD光谱 [J]. 物理化学学报, 2010, 26 (07): 1832-1836.
[3]尹洁,商海霞,施小新. 1,1’-联-2-萘酚拆分工艺研究 [J]. 精细化工中间体, 2004, (05): 19-20. DOI:10.19342/j.cnki.issn.1009-9212.2004.05.005.