3-甲基黄酮-8-羧酸作为盐酸黄酮哌酯的化学合成中间体,在许多领域都有广泛的应用。了解如何合成3-甲基黄酮-8-羧酸是掌握其应用和开发新的应用前景的关键。
背景:3-甲基黄酮-8-羧酸是用于制备平滑肌松弛类药“盐酸黄酮哌酯”的关键中间体。3-甲基黄酮-8-羧酸的合成研究在近十几年内得了不断的改进和提高。
1. 目前生产方式:
(1)以水杨酸为起始物料,与丙酸酐反生酯化反应,在三氯化铝的催化下进行重排,最后与苯甲酸酐闭环生成3-甲基黄酮8-羧酸,路线的主要缺点是水杨酸自身形成二聚体、三氯化铝催化下的重排反应异构体的含量较高,导致产物的收率低。
(2)苯酚作为原料,与丙酸酐反应产物在三氯化铝催化下重排,再与丙烯氯反应进行二次重排,在苯甲酸钠的催化下关环后氧化生成3-甲基黄酮-8羧酸,此路线经历了两次重排反应,产物的纯度及收率很低。
(3)以水杨酸甲酯为起始物料,经溴代反应,产物与丙酰氯反生后在三氯化铝的催化下重排,再在苯甲酸钠催化下关环后经氢解、水解得3-甲基黄酮-8羧酸,路线的优点是避免了重排异构体的生成,缺点是合成路线较长、路线中用到溴素,毒性及风险较大。
2. 合成优化:
方法一;
(1)3-丙酰基水杨酸甲酯的制备
向500ml四口瓶中加入30.4g(0.2mol)水杨酸甲酯和200ml四氢呋喃,开启搅拌,待固体全部溶解后慢慢滴入丙酰氯20.4g(0.24mol),升温至40℃,保温反应4h,加入26.6g(0.2mol)三氯化铝搅拌0.5h,减压蒸除溶剂,升温至180℃反应4h,加冰水淬灭反应,减压蒸馏油状物得3-丙酰基水杨酸甲酯26.9g,收率65%。
(2)3-甲基黄酮-8-羧酸甲酯的制备
向1000ml反应瓶中依次加入30.0g(0.15mol)3-丙酰基水杨酸甲酯,59 .9g(0.42mol)苯甲酰氯,开启搅拌,加入60.8g(0.42mol)苯甲酸钠,升温至170℃反应4h,以二氯甲烷与甲醇体积比10:1的溶液作为展开剂,TLC法检测原料3-丙酰基水杨酸甲酯无剩余后,将反应液加入600ml碳酸钠水溶液中淬灭,搅拌1h、抽滤、洗涤得产物固体产物41.4g,收率88%。
(3)3-甲基黄酮-8-羧酸的制备
向1000ml反应瓶中依次400ml异丙醇,9.6g(0.4mol)氢氧化锂,室温下搅拌溶解,加入40g(0.136mol)3-甲基黄酮-8羧酸甲酯,升温至回流,反应10h,冷却后用盐酸调节到pH=3,抽滤、水洗得3-甲基黄酮-8-羧酸30.8g,收率81%。
方法二:
以水杨酸为原料,经过甲酯化,溴代,C-酰化(酯化和Fries重排),环合,催化氢解脱卤,水解六步反应合成目的产物。
其中,甲酯化反应采用强酸性阳离子交换树脂取代浓硫酸作为催化剂。最优的工艺条件为:水杨酸:甲醇(摩尔比)=1∶7,催化剂用量为酸质量的1%,t=2h,T=68~72℃,收率92.40%。溴取代反应通过氯气的加入实现溴的循环利用,降低了成本。最优的工艺条件为:水杨酸甲酯:Br2(摩尔比)=1∶0.55,T=0~5℃,t=2h,然后升温至回流反应,氯气通入速率为0.15g/min,溶剂为氯仿,收率98.50%。C—酰化反应采用丙酸酐取代丙酰氯,酯化和重排一锅法合成。最优的工艺条件为:酯化:5-溴水杨酸甲酯:丙酸酐(摩尔比)=1∶1,浓磷酸催化剂,回流反应3h;Fries重排:氯化铝:5-溴水杨酸甲酯(摩尔比)=2∶1,回流反应7h。收率81.60%,纯度大于98%。
参考文献:
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