手性1,1′-联萘-2,2′-二胺的合成

章佳安

(湖北科技学院 药学院，湖北 咸宁 437100)

手性1,1′-联萘-2,2′-二胺的合成

章佳安

(湖北科技学院 药学院，湖北 咸宁 437100)

以2-萘酚和80%水合肼为起始原料，经2步反应生成外消旋的1,1′-联萘-2,2′-二胺，再经(D)-(+)-10-樟脑磺酸拆分得到手性1,1′-联萘-2,2′-二胺。考察了80%水合肼和2-萘酚的质量比对中间体2-萘肼产率的影响，以及反应温度对外消旋体1,1′-联萘-2,2′-二胺产率的影响，确立了最佳反应条件。整条合成路线简单安全，原料价廉易得，为手性1,1′-联萘-2,2′-二胺的合成研究提供了参考。

1,1′-联萘-2,2′-二胺；手性；合成

具有C2对称轴的1,1′-联萘-2,2′-二胺是一类重要的手性试剂和手性催化剂的前体物质,其光学活性异构体及其衍生物已在多种催化不对称反应中得到了广泛的应用[1，2]。但由于光学纯的1,1′-联萘-2,2′-二胺制备不方便，因此其应用研究受到了限制。光学纯的1,1′-联萘-2,2′-二胺可采用樟脑磺酸拆分其外消旋体制备得到[3]。目前,合成外消旋1,1′-联萘-2,2′-二胺主要有三种方法：(1)水合肼法：将2-萘酚与水合肼在封管中长时间(48～78 h)加热，经取代重排反应生成联萘二胺[4]。但该方法需要高温高压，且后处理过程中会产生大量酸碱废液；(2)2-萘胺重排偶联法：将2-萘胺制成重氮盐后，经还原形成氢化偶氮萘，最后经重排生成1,1′-联萘-2,2′-二胺[5]；(3) 2-萘胺氧化偶联法：将2-萘胺用一定的氧化剂进行氧化制备得到联萘二胺[6，7]，但(2)和(3)这两种方法都存在原料2-萘胺毒性大，制备困难的缺点，且第(2)种方法反应路线较长，副产物多，造成后处理困难。Feng Q等报道了用2-萘肼替代水合肼，并与2-萘酚反应制备联萘二胺的方法[8]，该方法仅需在常压和较高温度下反应，避免了方法(1)中需要高温高压的实验条件，同时反应原料2-萘酚及水合肼便宜易得，适合于较大规模制备外消旋1,1′-联萘-2,2′-二胺。鉴于此，本文采用2-萘酚和80%水合肼为起始原料，通过取代反应得到2-萘肼，再将其与2-萘酚经取代、重排反应制备得到外消旋的1,1′-联萘-2,2′-二胺。在此过程中，考察了2-萘酚和80%水合肼不同质量比对2-萘肼产率的影响，以及温度对外消旋1,1′-联萘-2,2′-二胺产率的影响。最后，外消旋1,1′-联萘-2,2′-二胺经D-(+)-10-樟脑磺酸拆分得到(R)-1,1′-联萘-2,2′-二胺，其合成路线如图1所示。整条合成路线操作简便、反应条件温和，且原料容易获得，适合于规模化生产。

一、实验部分

1.主要试剂与仪器

试剂：2-萘酚(AR，广州化学试剂厂)； 80%(质量分数)水合肼(AR，天津市大茂化学试剂公司)；D-(+)-10-樟脑磺酸(AR，阿拉丁试剂公司)；其它试剂均为市售分析纯试剂。

仪器：Avance 400 MHz型核磁共振仪(CDCl3作溶剂，TMS为内标)；PerkinElmer 341 LC 型旋光仪；X4A型显微熔点测定仪。

2.实验步骤

图1 (R)-1,1′-联萘-2,2′-二胺的合成路线

(1)2-萘肼(1)的合成

向装有机械搅拌、恒压滴液漏斗及回流冷凝管装置的500 mL四颈瓶中加入90.0 g (0.62 mol) 2-萘酚，将体系抽真空并充入氮气置换，如此反复操作3次。将162 g (2.56 mol)质量分数为80%的水合肼加入到上述反应瓶中，搅拌使固体物完全溶解，然后将所得混合液加热回流36 h，体系变成黄色浑浊液。将此浑浊液倒入到300 mL冰水中并强烈搅拌，产生了大量沉淀。抽滤，滤饼经水洗得近白色固体，该固体粗品用乙醇重结晶得到67.1 g白色固体，产率68%。其1H NMR如图2所示。

图2 2-萘肼的1H NMR谱

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′-联萘- 2,2′-二胺 (2)的合成[8]

向装有机械搅拌及回流冷凝管装置的250 mL三颈瓶中加入88.3 g (0.61 mol) 2-萘酚和64.7g(0.41 mol) 2-萘肼(1)，将体系抽真空并充入氮气置换，如此反复操作3次。将混合物加热至熔融状态，并维持在120℃搅拌反应36 h。搅拌下将反应混合物趁热倒入500 mL 5%的NaOH水溶液中，析出固体物。抽滤，滤饼经水洗后真空干燥得到红棕色固体。将此固体加入到350 mL 10%稀盐酸中搅拌溶解，并加热回流此混合液2 h。静置冷却，抽滤。将滤液用20%的NaOH水溶液调节至溶液呈弱碱性，此时体系中出现较多的固体。抽滤，滤饼经水洗后真空干燥得到53.6 g近白色固体，产率46%。熔点：190～192℃。其1H NMR如图3所示。

图3 (±)-1,1′-联萘-2,2′-二胺的1H NMR谱

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′-联萘-2,2′-二胺(3)的合成[4]

二、结果与讨论

1.80%水合肼与2-萘酚的质量比对2-萘肼(1)产率的影响

在合成2-萘肼的反应中，80%水合肼既为反应原料，又为溶剂。文中通过改变80%水合肼与2-萘酚的质量比进行回流反应36 h，所得2-萘肼的产率情况如表1。当水合肼用量较少时(m水合肼/m2-萘酚= 0.8∶1)，反应液粘度较大，造成料液搅拌不均匀，不利于反应的进行；当增加水合肼用量到一定程度时(m水合肼/m2-萘酚=1.8∶1)，2-萘肼的产率达到68%，继续增加水合肼用量，2-萘肼的产率基本保持不变，同时增加了产物后处理的难度。因此，文中选择80%水合肼与2-萘酚的质量比为1.8∶1。

表1 80%水合肼与2-萘酚的质量比对2-萘肼产率的影响

2. 温度对外消旋(1,1′-联萘-2,2′-二胺)(2)产率的影响

在2-萘酚与2-萘肼反应生成外消旋1,1′-联萘-2,2′-二胺的步骤中，不同的反应温度对外消旋1,1′-联萘-2,2′-二胺的产率有较大的影响。当2-萘肼与2-萘酚摩尔比为1∶1.5，反应时间为 36 h时，文中考察了在110～150℃范围内温度变化对外消旋1,1′-联萘-2,2′-二胺产率的影响，其结果如表2所示。在110℃反应时，固体混合物未能完全熔化，外消旋1,1′-联萘-2,2′-二胺的产率为25%；当升温到120℃时，固体混合物完全熔化，此时产物的产率上升至46%；继续升温到130℃时，得到的产物中则出现部分稠状物，致使产物分离提纯后的产率降低至40%，并且反应温度越高，形成的稠状物越多，提纯后的产物产率更低。因此，文中选择反应温度为120℃。

表2 温度对外消旋1,1′-联萘-2,2′-二胺产率的影响

三、结论

以2-萘酚和80%水合肼为起始原料，经2步反应制备得到外消旋的1,1′-联萘-2,2′-二胺。再利用(D)-(+)-10-樟脑磺酸拆分得到手性1,1′-联萘-2,2′-二胺。考察了80%水合肼和2-萘酚不同质量比对中间体2-萘肼收率的影响，确定了80%水合肼与2-萘酚的最佳质量比为1.8∶1；在外消旋体1,1′-联萘-2,2′-二胺的合成步骤中，考察了不同反应温度对外消旋体1,1′-联萘-2,2′-二胺产率的影响，确定了2-萘肼与2-萘酚的最佳反应温度为120℃。整条合成路线简单安全，原料价廉易得，适合较大规模制备手性1,1′-联萘-2,2′-二胺。

[1]Kano T，Takeda M，Sakamoto R,et al.Synthesis of 3 Mono-Substituted Binaphthyl-Based Secondary Amine Catalysts via monobromination of an Axially Chiral Dicarboxylic Acid Derivative[J].J.Org.Chem.，2014，79(9):4 240～4 244.

[2]张占辉，李同双.1,1′-联萘-2,2′-二胺的合成及在不对称合成中的应用[J].有机化学，2003，23(1)：37～43.

[3]Miyano S，Nawa M，Mori A，et al.Axially Dissymmetric Bis(aminophosphine)s Derived from 2,2′-Diamino- 1,1′-binaphthyl.Synthesis and Application to Rhodium(I)-Catalyzed Asymmetric Hydrogenations[J].Bull.Chem.Soc.Jpn.1984，57(8):2 171～2 176.

[4]Brown KJ，Berry MS，Murdoch JR.Synthesis of Optically Active 2,2′-Dihalo-1,1′-binaphthyls via Stable Diazonium Salts[J].J.Org.Chem.，1985，50(22)：4 345～4 349.

[5]Shine HJ，Gmszeeka E，Subotkowski W，et al.Heavy-atom kinetic isotope effects in the acid-catalyzed and thermal rearrangements of 2,2'-hydrazonaphthalene.Transition-state differences in their concerted rearran- gements[J].J.Am.Chem.Soc，1985，107 (11)：3 218～3 223.

[6]Smrcina M，Lorenc M，Hanus V，et al.A Facile Synthesis of 2-Amino-2′-hydroxy-1,1′-binaphthyl and 2,2′-Diamino-1,1′-binaphthyl by Oxidative Coupling Using Copper(II) Chloride[J].Synlett，1991(4):231～ 232.

[7]谭端明，吴建安.一个得到1,1′-联萘-2,2′-二胺的合成新方法[J].有机化学，2001，21(1)：64～65.

[8]Feng Q，Zhang C，Tang Q，et al.Synthesis of 1,1′-binaphthyl-2,2′-diamine from 2-naphthol under atmospheric pressure[J].Chinese Chemical Letters，2009，20(10)：1 150～1 152.

2095-4654(2015)04-0001-03

2015-02-19

湖北省教育厅项目(B2014020)；湖北科技学院校级项目(KY12086)

O625.51

A