專利名稱：高光學純聯(lián)萘二酚單孟基碳酸酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有旋光活性的有機化合物及其制備方法。
光學純的1，1′-聯(lián)二萘化合物是不對稱合成反應(yīng)中重要的助劑、催化劑或催化劑配體，被廣泛地用于不對稱還原、不對稱氫化、不對稱異構(gòu)化等重要有機合成反應(yīng)中。這類化合物的制備和應(yīng)用是有機合成化學近年來一個很活躍的研究領(lǐng)域。
本發(fā)明的目的旨在提供一種新的高光學純的1，1′-聯(lián)二萘化合物-1，1′-聯(lián)萘二酚單孟基碳酸酯及其制備方法。該化合物可以用來生產(chǎn)高光學純度的1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚及其它重要的聯(lián)二萘手性催化劑配體，尤其是用于制備2，2′-不對稱取代的旋光活性聯(lián)二萘催化劑配體。
本發(fā)明所說的高光學純聯(lián)萘二酚單孟基碳酸酯是指右旋和左旋1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚-單-[(-)-孟基]碳酸酯，下面簡稱3a和3b，其英文名稱為1，1′-binaphthyl-2，2′-diol-mono-[(-)-menthyl]carbonate。3a和3b具有相同的分子式，經(jīng)單晶X-射線衍射分析確定其為C31H32O4，分子量為468.56。其結(jié)構(gòu)式分別為
3a和3b為非對映異構(gòu)體且具有不同的物理性質(zhì)。其中3a的熔點為203.5-205℃，旋光值[α]D20為+27.6(C1.2，CH2Cl2)；3b的熔點為173-174℃，旋光值[α]D20為-121.6(C1.2，CH2Cl2)。
本發(fā)明所說的右旋1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚-單-[(-)-孟基]碳酸酯3a和左旋1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚-單-[(-)-孟基]碳酸酯3b的制備過程的化學反應(yīng)方程式如下
其具體步驟為將外消旋的聯(lián)萘二酚(±)-1溶于低極性無水溶劑，最好是二氯甲烷、乙酸乙酯或乙醚等中，配制成0.1～0.5M，最好是0.1～0.3M的溶液；往其中加入1.2～2.0摩爾當量，最好是1.5摩爾當量的有機胺縛酸劑。所說的有機胺縛酸劑可以選自三乙胺，二異丙基乙基胺等叔胺；將上述混合物冷至-20℃～10℃，最好是-10℃～-5℃，在?；磻?yīng)催化劑對-N，N-二甲胺基吡啶存在下，在攪拌下往其中加入0.9～1.15，最好是1.0～1.05摩爾當量的(-)-孟基氯代碳酸酯2，在相同溫度下繼續(xù)攪拌2～3小時；往其中加入適量的水，分出有機相，水相用與反應(yīng)所使用的同種溶劑萃取。合并有機相，加干燥劑干燥，再過濾除去干燥劑，濾液在減壓下蒸除溶劑，所得固體粗產(chǎn)物用乙酸乙酯與己烷或石油醚等飽和烴的混合溶劑結(jié)晶。當乙酸乙酯與飽和烴的比例在(8∶1)～(5∶1)時析出3a，將二者的比例調(diào)至(1∶1)～(1∶4)則析出3b。
本發(fā)明利用外消旋的1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚[(±)-1]與(-)-孟基氯代碳酸酯2反應(yīng)，形成[(+)-和(-)-1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚]-單-[(-)-孟基]碳酸酯的非對映異構(gòu)體混合物3，然后通過分級結(jié)晶的方法將兩異構(gòu)體拆分開，獲得高光學純的化合物3a和3b。3a和3b可以用來生產(chǎn)高光學純度的1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚[(+)-1和(-)-1]，它們是不對稱合成反應(yīng)中重要的試劑、催化劑或催化劑配體，廣泛用于不對稱還原反應(yīng)、不對稱氫化、不對稱異構(gòu)化、不對稱[4+2]環(huán)加成等重要合成反應(yīng)中。3a和3b作為單端保護的高光學純1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚，還可方便地用于制備2，2′-不對稱取代的重要手性聯(lián)二萘催化劑配體，如2-(二苯膦基)-2′-甲氧基-1，1′-聯(lián)萘(MOP)等。本發(fā)明的制備方法簡單、經(jīng)濟、適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
實施例1在攪拌下將5.72克外消旋1，1-聯(lián)萘-2，2′-二酚(±-1)溶于100毫升干燥的二氯甲烷中，往其中加入5.54毫升三乙胺和50毫克對-N，N-二甲胺基吡啶。冷卻至-10℃后，在快速攪拌下往其中滴加4.36克(-)-孟基氯代碳酸酯2。滴加完畢后在-10℃繼續(xù)攪拌3小時至反應(yīng)完全。然后往反應(yīng)混合物中加入100毫升水，攪拌使固體溶解。分出有機層，水層用100毫升二氯甲烷萃取。合并有機層，用無水硫酸鎂干燥。過濾除去干燥劑，濾液在減壓下蒸除溶劑，所得固體粗產(chǎn)物用7∶1的乙酸乙酯與己烷的混合溶劑結(jié)晶。析出的晶體用少量冷的乙酸乙酯洗滌，干燥后得右旋1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚-單-[(-)-孟基]碳酸酯3a，產(chǎn)量4.3克，熔點203.5-205℃，旋光值[α]D20+27.6(C1.2，CH2Cl2)；元素分析測定值(％)C，78.97；H，6.86；C31H32O4計算值(％)C，79.45；H，6.88；IR(KBr壓片)(cm-1)3490(s，μO-H)，3060(m，μC＝C-H)，1739(s，μC＝O)；1H-NMR(CDCl3，300MHz，TMS＝0ppm)特征峰0.488，0.689和0.821ppm(各3H，雙重峰)為孟基中三個甲基的質(zhì)子，5.21ppm(1H，單峰)為酚羥基質(zhì)子，6.98-8.21ppm(12H，多重峰)為萘環(huán)質(zhì)子。經(jīng)高壓液相色譜分析，3a的光學純度＞99％。加入己烷調(diào)節(jié)兩溶劑的比例至1∶2后析出左旋1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚-單-[(-)-孟基]碳酸酯3b。晶體用少量冷的乙酸乙酯洗滌，干燥后得產(chǎn)物4.0克，熔點為173-174℃，旋光值[α]D20-121.6(C1.2，CH2Cl2)；元素分析測定值(％)C，79.00；H，6.85；C31H32O4計算值(％)C，79.45；H，6.88；IR(KBr壓片)(cm-1)3490(s，μO-H)，3060(m，μC＝C-H)，1740(s，μC＝O)；1H-NMR(CDCl3，300MHz，TMS＝0ppm)特征峰0.598，0.697和0.886ppm(各3H，雙重峰)為孟基中三個甲基質(zhì)子，5.33ppm(1H，單峰)為酚羥基質(zhì)子，7.08-8.14ppm(12H，多重峰)為萘環(huán)質(zhì)子。高壓液相色譜分析確定其光學純度＞99％。
實施例2操作同實施例1，改變反應(yīng)溫度為10℃，得3a3.9克，光學純度＞99％；3b3.5克，光學純度＞97％，且有～10％的1，1′-雙孟基碳酸酯形成。
實施例3操作同實施例1，用二異丙基乙基胺6.96毫升代替實施例1中的三乙胺。得3a4.1克，光學純度＞99％；3b 3.8克，光學純度＞99％。
實施例4在攪拌下將2.88克外消旋1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚(±-1)溶于80毫升干燥的乙醚中，往其中加入2.8毫升三乙胺和30毫克對-N，N-二甲胺基吡啶。冷卻至-10℃后，往其中滴加2.2克(-)-孟基氯代碳酸酯2。滴加完畢后繼續(xù)在-10℃攪拌2小時至反應(yīng)完全。隨后往反應(yīng)混合物中加入50毫升水，攪拌使固體溶解。分出有機層，水層用乙醚萃取兩次。合并有機層，用無水硫酸鎂干燥。過濾除去干燥劑，濾液在減壓下蒸除溶劑，所得固體粗產(chǎn)物用乙酸乙酯/石油醚混合溶劑結(jié)晶。當乙酸乙酯/石油醚為7∶1時得3a2.1克，光學純度＞99％；調(diào)節(jié)兩溶劑的比例為1∶3時得3b1.9克，光學純度＞99％。
實施例5操作同實施例4，用80毫升干燥的乙酸乙酯代替乙醚，于-20℃反應(yīng)3小時。得3a2.0克，光學純度＞99％；3b1.7克，光學純度＞99％。
實施例6在攪拌下將2.34克右旋1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚-單-[(-)-孟基]碳酸酯3a溶于25毫升干燥的甲醇中，往其中加入1.08克固體甲醇鈉。反應(yīng)混合物在室溫下攪拌5小時至反應(yīng)完全。然后往反應(yīng)混合物中加入15毫升飽和氯化銨水溶液和50毫升乙醚，用2mol/L鹽酸水溶液酸化至pH＜5。分出有機層，水層用25毫升乙醚萃取兩次。合并有機層，用無水硫酸鈉干燥。過濾除去干燥劑，濾液在減壓下蒸除溶劑，所得固體粗產(chǎn)物用乙醚/石油醚混合溶劑結(jié)晶，得右旋1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚1.18克，熔點209-210℃，旋光值[α]D20+35.2(C1，THF)。高壓液相色譜分析確定其光學純度＞99％。
權(quán)利要求
1.高光學純聯(lián)萘二酚單孟基碳酸酯，其特征在于所說的高光學純聯(lián)萘二酚單孟基碳酸酯為右旋和左旋1，1′-聯(lián)萘-2，2′-二酚-單-[(-)-孟基]碳酸酯，分子式為C31H32O4，分子量為468.56，其結(jié)構(gòu)式分別為
其中3a的熔點為203.5-205℃，旋光值[α]D20為+27.6(C1.2，CH2Cl2)；3b的熔點為173-174℃，旋光值[α]D20為-121.6(C1.2，CH2Cl2)。
2.權(quán)利要求1所述的高光學純聯(lián)萘二酚單孟基碳酸酯的制備方法，其特征在于化學反應(yīng)方程式為
其反應(yīng)步驟為(1)將外消旋的聯(lián)萘二酚(±)-1溶于低極性無水溶劑中，配制成0.1～0.5M的溶液；(2)往溶液中加入1.2～2.0摩爾當量的有機胺縛酸劑；(3)將上述混合物冷至-20℃～10℃，在?；磻?yīng)催化劑對-N，N-二甲胺基吡啶存在下，攪拌下加入0.9～1.15摩爾當量的(-)-孟基氯代碳酸酯2，在相同溫度下繼續(xù)攪拌2～3小時；(4)經(jīng)萃取、干燥、過濾、蒸除溶劑后所得固體粗產(chǎn)物用乙酸乙酯與己烷或石油醚等飽和烴的混合溶劑結(jié)晶。當乙酸乙酯與飽和烴的比例在(8∶1)～(5∶1)時析出3a，當二者的比例調(diào)至(1∶1)～(1∶4)則析出3b。
3.如權(quán)利要求2所述的高光學純聯(lián)萘二酚單孟基碳酸酯的制備方法，其特征在于步驟1中聯(lián)萘二酚(±)-1溶液的濃度為0.1～0.3M。
4.如權(quán)利要求2所述的高光學純聯(lián)萘二酚單孟基碳酸酯的制備方法，其特征在于步驟2中所述的有機胺縛酸劑為三乙胺、二異丙基乙基胺。
5.如權(quán)利要求2所述的高光學純聯(lián)萘二酚單孟基碳酸酯的制備方法，其特征在于步驟2中有機胺縛酸劑的用量為1.5摩爾當量。
6.如權(quán)利要求2所述的高光學純聯(lián)萘二酚單孟基碳酸酯的制備方法，其特征在于步驟3的反應(yīng)溫度為-10～-5℃。
7.如權(quán)利要求2所述的高光學純聯(lián)萘二酚單孟基碳酸酯的制備方法，其特征在于步驟3中(-)-孟基氯代碳酸酯2的加入量為1.0-1.05摩爾當量。
全文摘要
涉及一種具有旋光活性的有機化合物及其制備方法。通過外消旋的聯(lián)萘－二酚與(－)－孟基氯代碳酸酯反應(yīng)獲得1,1′－聯(lián)萘－2,2′－二酚－單－[(－)－孟基]碳酸酯的非對映異構(gòu)體混合物3,然后通過分級結(jié)晶的方法將兩異構(gòu)體拆分開,得到光學純度不低于99%的右旋3a和左旋3b。3a和3b可用來生產(chǎn)高光學純度的1,1′－聯(lián)萘－2,2′－二酚及其它重要的聯(lián)二萘手性催化劑配體。本發(fā)明的制備方法簡單、經(jīng)濟、適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C07C68/00GK1264699SQ9912758
公開日2000年8月30日 申請日期1999年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月24日
發(fā)明者陳安齊, 陳明德 申請人:廈門大學