本发明公开了一种制备10,10-双取代-2-溴蒽酮的方法,属于有机化学领域。
背景技术:
10,10-双取代蒽酮广泛应用于医药合成及有机发光材料领域,例如10,10-二甲基蒽酮是合成抗精神病类药物盐酸美利曲辛的重要中间体;10,10-双取代蒽酮溴代衍生物则是合成有机发光材料的重要中间体,其所制备有机发光材料具有良好热稳定性,电流效率,具有良好的产业化前景(参见:中国现代应用药学杂志,2009,26,125-126;cn106467497,2016)。
目前已报到的10,10-二甲基蒽酮方法如下:
(1)邻氯苄基氯与苯混合进行取代反应制得邻氯二苯甲烷,然后将邻氯二苯甲烷与镁条经格氏反应制得格氏试剂,格氏试剂与丙酮加成反应后经水解、缩合反应制得10,10-二甲基二苯甲烷,最后将10,10-二甲基二苯甲烷光照溴代、水解反应得到10,10-二甲基蒽酮(参见:cn105061177,2015)。
(2)蒽酮为原料,在强碱存在下,与碘甲烷发生甲基化反应获得10,10-二甲基蒽酮,需要加入价格昂贵的冠醚类相转移催化剂,而且伴随大量甲氧基化杂质,且由于是双相体系,实验结果重复性差(参见:j.chem.res.,2001,113-115)。
但是以上两种合成10,10-二甲基蒽酮的路线,由于存在与溴取代基不兼容的反应条件,例如,格氏反应,强碱条件,并不适用与制备含溴取代基的10,10-双取代衍生物。
技术实现要素:
为了克服现有技术中存在的问题,本发明公开了一种制备10,10-双取代-2-溴蒽酮的方法。从邻羧基苯甲醛出发,经过五步连续反应,分别为加成反应、酯化反应、叔丁基醇化、环合反应和氧化反应,得到10,10-双取代-2-溴蒽酮,反应路线如下:
进一步地,在上述技术方案中,所述加成反应:以邻羧基苯甲醛与间二溴苯的格氏试剂为原料反应生成2-((3-溴苯基)羟基甲基)苯甲酸(化合物2)。在反应过程中,需要添加促进剂溴化锂,溴化锂与邻羧基苯甲醛的摩尔比为1:1,并且反应温度控制在0-5℃。
进一步地,在上述技术方案中,所述酯化反应:化合物2发生酯化反应,生成2-((3-溴苯基)羟基甲基)苯甲酸甲酯(化合物3)。在反应过程中,需要添加促进剂80%硫酸,80%硫酸与1步产品的摩尔比为1:1,需要加入甲醇作溶剂,甲醇与1步产品的摩尔比为20:1。
进一步地,在上述技术方案中,所述叔丁基醇化:化合物3与甲基或苯基格氏试剂反应,生成2-(2-((3-溴苄基)羟基甲基)苯基)丙-2醇或(2-((3-溴苄基)羟基甲基)苯基)二苯甲醇(化合物4)。在反应过程中,需要加入四氢呋喃及正己烷作溶剂,四氢呋喃与正己烷的重量比为5:1。格氏试剂选自甲基格氏试剂或苯基格氏试剂,对应r分别为甲基或苯基。
进一步地,在上述技术方案中,所述环合反应:化合物4与三溴化硼发生环合反应,生成2-溴-10,10-二甲基-9,10-二氢蒽-9-醇或2-溴-10,10-二苯基-9,10-二氢蒽-9-醇(化合物5)。在反应过程中,化合物4与三溴化硼需要保持等比例同时滴加,滴加时间需要控制在2.0h以上,反应釜温需要控制<10℃。
进一步地,在上述技术方案中,所述氧化反应:化合物5发生氧化反应,生成2-溴-10,10-二甲基蒽酮或2-溴-10,10-二苯基蒽酮(化合物6)。在反应过程中,需要加入三氟乙酸,二氧化锰作促进剂,化合物5,三氟乙酸及二氧化锰的摩尔比为1:0.1:1。
本发明的有益效果是:原料廉价易得,各步反应条件简单,对含溴官能团容忍性好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例12-溴-10,10-二甲基蒽酮的制备
第1步:
配有500ml滴液漏斗的5000ml四口瓶反应装置,加入镁屑23.6g,加入四氢呋喃260g待用。500ml滴液漏斗加入四氢呋喃300g及间二溴苯208g配制成均匀溶液待用。随后使用n2充分吹扫反应体系。
使用油浴加热升温至回流,从滴液漏斗放下约5.0ml间二溴苯四氢呋喃溶液,加入一粒碘,格式反应开始引发,随后逐渐滴加溶液,保持引发状态,50min滴完。随后回流状态继续反应1.5h,降温至0-5℃,加入溴化锂50.9g待用。
500ml滴液漏斗中加入邻羧基苯甲醛88g,加入四氢呋喃392g,溶解摇匀后待用。
滴加邻羧基苯甲醛四氢呋喃溶液至间溴苯格氏试剂中,80min滴完,控制温度在0-5℃,并保温反应2.0h,随后滴加5%盐酸512g淬灭反应。
加入二氯甲烷1000g×2萃取,合并两次油层后,加入10%碳酸氢钠溶液1320g×3萃取,合并萃取水层,加入浓盐酸290g酸化,随后搅拌过夜,有大量黄色固体析出。
抽滤,得到黄固体,40℃真空干燥得到140.4g,收率78%。
第2步
10l夹套釜中加入甲醇1345g,1步产物645g,滴加80%硫酸257.4g至釜内。滴加完毕后,升温到回流,保温8h后自然降到室温后,将反应液转移至装有水3.5kg的50l釜内,加入二氯乙烷3.5kg×2萃取,合并油层用水3.50kg×2洗涤。洗涤完毕后油层负压浓缩,得红褐色釜残689g,收率102%。
第3步
5l四口瓶中加入2步产品345g,四氢呋喃900g,正己烷180g,冰浴降温至0-5℃待用。从滴液漏斗中滴加甲基氯化镁溶液1074ml(3.0m,四氢呋喃溶液),控制釜温<15℃。滴加完毕后,撤除冰水浴,室温搅拌2.5h。
将反应液倒入装有20%氯化铵4.68kg的10l釜内淬灭。加入二氯乙烷2.85kg×2萃取,合并油层用水2.3kg×2洗涤。洗涤完毕后所得油层,负压浓缩,得到釜残357g,收率103%。
第4步
10l夹套釜中,加入二氯甲烷1500g打底,夹套通冷却油降温至0-5℃待用。3步产品664g及三溴化硼517.9g分别溶于二氯甲烷2500g中,并转移至滴液漏斗待用。
同时滴加3步产品及三溴化硼的二氯甲烷溶液至釜中,维持二者等摩尔比例滴加,控制釜温<10℃,2.0h滴加完毕,滴完后保温搅拌0.5h。
将反应液转移至装有水6.10kg的50l釜内淬灭。分出油层返釜,加入水3.0kg×2洗涤。洗涤完毕后所得油层,负压浓缩,得到釜残593g,收率95%。
第5步
10l夹套釜中加入二氯甲烷2963g,三氟乙酸22.3g,5步产品593g,夹套通导热油升温至回流待用。分批加入二氧化锰170.0g,1.0h加完后,继续回流4.0h。
反应液恢复至室温后,抽滤,滤饼使用二氯甲烷500g淋洗,滤液,使用水5.0kg×2洗涤。
油层通过装有硅胶150g的层析柱脱色,所得洗脱液,负压浓缩得到585g黄色固体,收率99%。
实施例22-溴-10,10-二苯基蒽酮的制备
第1-2步参照实例1进行制备。
第3步
500ml四口瓶中加入2步产品34.5g,四氢呋喃100g,正己烷20g,冰浴降温至0-5℃待用。从滴液漏斗中滴加苯基溴化镁溶液107ml(3.0m,乙醚溶液),控制釜温<15℃。滴加完毕后,撤除冰水浴,室温搅拌10.0h。
将反应液倒入装有20%氯化铵500g的量杯中淬灭。加入二氯乙烷200g×2萃取,合并油层用水500g×2洗涤。洗涤完毕后所得油层,负压浓缩,得到釜残38.8g,收率81%。
第4步
1000ml四口瓶中,加入二氯甲烷100g打底,放入冰机降温至0-5℃待用。3步产品38.8g及三溴化硼34.0g分别溶液二氯甲烷150g中,并转移至恒压滴液楼都待用。
同时滴加3步产品及三溴化硼的二氯甲烷溶液至四口瓶中,维持二者等摩尔比例滴加,控制釜温<10℃,2.0h滴加完毕,滴完后保温搅拌0.5h。
将反应液转移至装有水500g的量杯中淬灭。分出油层返釜,加入水500g×2洗涤。洗涤完毕后所得油层,负压浓缩,得到釜残27.9g,收率75%。
第5步
1000ml四口瓶中加入二氯甲烷300g,三氟乙酸0.7g,4步产品27.9g,油浴升温至回流待用。分批加入二氧化锰5.7g,20min加完后,继续回流4.0h。
反应液恢复至室温后,抽滤,滤饼使用二氯甲烷100g淋洗,滤液使用水200g×2洗涤。
油层通过装有硅胶20g的层析柱脱色,所得洗脱液,负压浓缩得到26.7g黄色固体,收率96%。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明原理的范围下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。