探索不同的合成路径和反应条件,是为了寻找高效、可控的合成3,5-二羟基苯甲醛的方法。
简述:3,5-二羟基苯甲醛是一种重要的医药中间体和化工中间体,在很多天然药物活性 成分中存在该结构片段。例如具有抗癌、抗氧化、降血脂活性的芪类结构的非黄酮类多酚化合物白藜芦醇(D),便含有3,5-二羟基苯甲醛的结构(CN105622350A)。再如从中药桑白皮中提取的具有抗糖尿病、抗动脉硬化及治疗中枢神经系统疾病活性的化合物Moracin M(E)也含有3,5-二羟基苯甲醛类似结构(CN104447646A)。另外在新型LED材料分子中间体F中也存在3,5-二羟基苯甲醛结构。
合成:
1. 方法一:
以3,5-二羟基苯甲酸(A)为原料在催化剂I的作用下得到中间体(B),然后中间体(B)在催化剂II的作用下得到目标化合物3,5-二羟基苯甲醛(C)。具体步骤如下:
(1)在氮气保护下,在0℃下,将硫酸二甲酯(2kg)滴加到硼氢化钠(615g)的四氢呋喃(1kg)溶液中,滴加时间1小时,保持0℃搅拌1小时,然后在室温下,搅拌4小时至混合物无气体产生;再向其中滴加3,5-二羟基苯甲酸(1kg)和硼酸三甲酯(2kg)的四氢呋喃(1kg)溶液,滴加时间0.5小时,室温下搅拌5小时;反应结束后,保持体系0℃,向其中加入去离子水(1kg),搅拌0.5小时,采用旋转蒸发仪,在50℃下蒸去四氢呋喃,随后用乙酸乙酯(2kg)萃取,再依次用饱和碳酸氢钠溶液(每次2kg)反洗3次、饱和食盐水(每次2kg)清洗反洗3次,最后采用旋转蒸发仪,在45℃下干燥浓缩,得到白色固体B(770g),收率85%。
(2)将浓硫酸(1.5kg)滴加到饱和三氧化铬(770g)的溶液中,制得琼斯试剂;将中间体B(770g)的四氢呋喃(1kg)溶液降温至0℃,向其中滴加已经制备好的琼斯试剂,滴加时间0.5小时,保持0℃搅拌2小时;反应结束,在0℃下向其中滴加饱和碳酸氢钠溶液(3kg)至无气泡产生为止,再向其中加入乙酸乙酯(2kg),搅拌0.5小时,过滤得到滤液;滤液用去离子水(每次1kg)萃取3次,水相再用乙酸乙酯(2kg)萃取一次,将有机相合并,采用旋转蒸发仪,在45℃下干燥浓缩,得到棕色固体C(610g),收率80%。
2. 方法二:
以3,5-二羟基苯甲醇为原料,利用斯文氧化,即 DMSO为氧化剂,草酰氯为亲电活化试剂,在低温下氧化羟甲基到醛基。具体步骤如下:
500mL四颈烧瓶,配备搅拌器、温度计、两个恒压滴液漏斗,其中1个滴液漏斗口上接干燥管,将烧瓶置于低温冷却液循环槽中,用氮气吹扫瓶内30min后,向瓶中加入12.5mL 草酰氯和200mLDCM,两恒压滴液漏斗分别装20.7mlDMSO 和14克3,5-二羟基苯甲醇溶于170mLDCM的溶液,开启搅拌和制冷装置,将瓶内温度冷却至-78℃,滴加DMSO,保持温度低于-70℃,滴完继续搅拌15min,使瓶内温度保持在-70~-78℃,滴加苯甲醇的溶液,滴加过程温度不超过-65℃, 滴完继续搅拌1h,加入78.4mL三乙胺,搅拌恢复室温,将反应物倒入冰盐酸中,分液,水层用150mL×2乙醚萃取,合并有机层,依次用稀盐酸、水、5%的NaHCO3、饱和NaCl洗涤,无水Na2SO4干燥,过滤,旋蒸溶剂得粗产品。将粗产品溶于20mL丙酮,滴入200mL正己烷,边滴边搅拌,过滤得部分产品,滤液放入冰箱冷冻,得另一部分产品,室温油泵真空干燥,得到目标产物。
3. 方法三:
(1)干燥氮气吹扫50L双层玻璃反应釜30min后,依次加入1.25L草酰氯和20L二氯甲烷,一个恒压滴液漏斗加入2.07L无水级二甲亚砜,另一恒压滴液漏斗1.41Kg 3,5-二羟基苯甲醇与17.4L溶液,开启搅拌和低温冷却循环泵,搅拌转速400r/min将反应釜内物料冷却至-78℃,打开恒压滴液漏斗滴加二甲亚砜,滴加速度控制在15ml/min,滴加过程中保持物料温度低于-70℃,滴加完成,继续搅拌30min,使物料温度降至-78℃,打开恒压滴液漏斗滴加3,5-二羟基苯甲醇溶液,滴加速度控制在25ml/min,滴加过程中保持物料温度低于-60℃,滴加完成,保持物料温度在-60℃继续搅拌1h,关闭氮气阀,缓慢加入7.84L三乙胺,关闭低温冷却循环泵,使物料温度升至0℃。
(2)打开反应釜放料阀,将反应物放入3.74Kg浓冰盐酸与33.66Kg碎冰中,待全部冰融化,转移入萃取釜,分液,分出有机层,水层用10L×2乙醚萃取,合并有机层,转移入萃取釜,依次用10L 1M稀盐酸、8 L去离子水、8 L5%碳酸氢钠溶液、8 L饱和氯化钠溶液洗涤,向萃取釜中加入1Kg无水硫酸钠,搅拌3小时,搅拌转速 80r/min,停止搅拌,静置2小时,将上层清夜吸入旋转蒸发仪,下层固液混合物经过滤后,将滤液转移入旋转蒸发仪,开启旋转蒸发仪电机,调节转速为50 r/min,开启加热,水浴温度设定为40度,旋蒸出全部溶剂,得到 1.24Kg粗产品。
(3)将步骤(2)所得1.24Kg粗产品溶于3.87L丙酮,向反应釜内加入38.7L正己烷,开启搅拌,搅拌转速为450 r/min,将该丙酮溶液滴加到正己烷中,滴加完成继续搅拌10min,过滤得到部分产品,滤液放入-16℃冰箱冷冻12h,抽滤得到另一部分产品,合并全部产品,放入真空干燥箱油泵抽真空干燥10h即得到1.15Kg产品。
参考文献:
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[3] 上海易恩化学技术有限公司. 一种合成3,5-二羟基苯甲醛的方法:CN201910681378.5[P]. 2019-09-20.