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2-溴-3-甲基-1,4-二甲氧基萘的合成工艺改进*

2013-09-01焦淑清杨明波李洪泽

合成化学 2013年6期
关键词:乙酸乙酯甲基化反应时间

焦淑清,陶 轶,杨明波,李洪泽

(佳木斯大学药学院黑龙江省生物药制剂重点实验室,黑龙江 佳木斯 154007)

维生素K2具有抗凝血、抗骨质疏松和抗肿瘤等药理[1~3]作用。2-溴-3-甲基-1,4-二甲氧基萘(1)是合成维生素K2的重要中间体,具有一定市场价值。

目前,对于1的合成方法国内鲜有报道[4],国外文献[5~7]也仅报道了一条合成路线,该合成方法存在许多弊端且一直未得到改进,致使1的大规模生产受到限制。

本文在文献[7]方法的基础上对1的合成进行了研究。以2-甲基-1,4-萘醌(2)为原料,经溴素溴代制得2-溴-3-甲基-1,4-萘醌(3);3 经 Na2S2O4还原羰基制得2-溴-3-甲基-1,4-萘氢醌(4);以碘甲烷为甲基化试剂将4的酚羟基甲基化合成了1(Scheme 1),其结构经1H NMR和MS确证。

Scheme 1

对合成工艺进行了改进:在3的合成中,通过提高反应温度(35℃)和增加少量铝丝的方法使反应时间由72 h[7]缩短至20 h,收率达94.7%;在4的合成中,用Na2S2O4作为固体还原剂,不仅简化了操作,而且4可直接用于下步反应;在1的合成中,用碘甲烷替代文献[7]方法中的硫酸二甲酯,反应更温和和环保,而且最佳碘甲烷用量为:n(CH3I)∶n(4)=3.0。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

X-6R型熔点仪(温度未校正);Bruker Avance 3400 MHz型超导核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标);Agilent G6310型质谱仪。

所用试剂均为化学纯。

1.2 合成

(1)3的合成

在单口瓶中加入2 8.0 g(46 mmol),乙酸钠16.0 g(195 mmol)和冰醋酸60 mL,冰浴冷却,搅拌下缓慢滴加溴素2.6 mL(51 mmol,5 min),滴毕,于0℃反应30 min;于35℃反应20 h{TLC检测[展开剂:A=V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=7∶1]}。加入300 mL冰水,抽滤,滤饼用水洗至中性得黄色晶体3 10.9 g,收率94.7%,m.p.149 ℃~152 ℃(150 ℃~151 ℃[7]);1H NMR δ:8.14~8.17(m,2H,5,8-H),7.75~ 7.78(m,2H,6,7-H),2.42(s,3H,CH3);MS m/z:251.0{[M+H]+}。

(2)4的合成

在反应瓶中加入3 6.0 g(24 mmol)和乙酸乙酯30 mL,搅拌使其溶解;加入Na2S2O48.0 g(46 mmol)的水(30 mL)溶液,于室温反应2 h[TLC检测(展开剂:A=5∶1)]。加入乙酸乙酯50 mL,分液,有机相用饱和食盐水(2×50 mL)洗涤,无水Na2SO4干燥,减压浓缩得灰白色固体4 5.5 g,收率 90.6%。

(3)1的合成

在反应瓶中加入4 5.0 g(19 mmol),K2CO310.5g(76 mmol)和THF 50 mL,冰浴冷却,搅拌下反应10 min;缓慢滴加碘甲烷8.09 g(057 mmol,5 min),滴毕,反应30 min;于室温反应3 h[TLC检测(展开剂:A=7∶1)]。加入100 mL冰水淬灭反应,加入1 mol·L-1盐酸80 mL,用乙酸乙酯(2×60 mL)萃取,合并萃取液,用饱和食盐水(2×50 mL)洗涤,无水Na2SO4干燥,浓缩后经硅胶柱层析(洗脱剂:A=20 ∶1)纯化得白色晶体1 4.5 g,收率84.2%,m.p.84 ℃~86 ℃(84 ℃~85 ℃[7]);1H NMR δ:8.08~8.13(m,2H,5,8-H),7.52~7.57(m,2H,6,7-H),4.00(s,3H,OCH3),3.91(s,3H,OCH3),2.57(s,3H,CH3);MS m/z:281.1{[M+H]+}。

2 结果与讨论

2.1 3 的合成

在3的合成中,文献[7]方法于室温反应3 d。为缩短反应时间,我们将反应温度提高至35℃,通过在反应体系中加入少量铝丝使反应时间缩短至20 h。同时控制溴素用量,使副反应明显减少,不需分离副产物直接进行下步反应,简化了操作。实验中还考察了反应时间和反应温度对3收率的影响,结果见表1。由表1可见,反应温度为35℃时收率最高(94.7%),温度的改变对反应时间影响很大,而对收率的影响并不显著,故35℃为适宜反应温度。

表1 反应温度和反应时间对3收率的影响*Table 1 Effect of temperature and time on the yield of 3

2.2 4 的合成

在4的合成中,文献[7]方法采用二氯化锡作为还原剂,有一定毒性和腐蚀性,操作繁琐;文献[4]用钯碳催化氢化收率提高至98.8%,但存在反应条件较高、操作复杂、催化剂昂贵等问题。本文用Na2S2O4作为固体还原剂,不仅简化了操作,而且4可直接用于下步反应。

2.3 1 的合成

在1的合成中,文献[7]方法以硫酸二甲酯为甲基化试剂,在氢氧化钾水溶液反应。虽然硫酸二甲酯活性较高,但毒性较大,处理不当容易发生危险。为此本文选用活性相对较高、毒性较低的碘甲烷作为甲基化试剂,并用碳酸钾作为碱代替氢氧化钾,反应条件更加温和,pH值更好控制。实验中发现碘甲烷的用量是影响反应的主要因素(表2)。由表2可见,碘甲烷的用量对收率影响显著,用量不足使羟基甲基化不完全,反应收率较低,用量过多又则造成浪费并导致后处理的难度增加。当n(CH3I)∶n(4)=3.0时,收率趋于稳定并达最高值(84.2%);继续增加碘甲烷用量值,收率基本无变化。n(CH3I)∶n(4)=3.0为最佳。

表2 碘甲烷用量对1收率的影响*Table 2 Effect of iodomethane amount on the yield of 1

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