137848-29-4 / (S)-(+)-2-氨基-2′-羥基-1，1′-聯(lián)萘的制備

背景及概述

NOBIN（2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯(lián)萘）是一種用于不對(duì)稱催化的有機(jī)分子。NOBIN與BINOL（1，1′-聯(lián)-2，2′-萘酚，簡(jiǎn)稱2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘）和其他類似物相關(guān)，既有手性軸，又是某些化學(xué)反應(yīng)的支架。NOBIN是aldol反應(yīng)的優(yōu)秀催化劑，可產(chǎn)生可靠的產(chǎn)物、良好的產(chǎn)率和優(yōu)異的非對(duì)映選擇性。盡管圍繞連接環(huán)的鍵的旋轉(zhuǎn)受到氫原子的限制，但對(duì)映體純NOBIN在加熱時(shí)可能會(huì)外消旋。人們已經(jīng)使用2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯(lián)萘合成出許多手性催化劑或金屬催化劑的配體，并用于Diels-Alder反應(yīng)、Aldol縮合、羰基化合物的烷基化、潛手性酮的還原、Michael加成和不對(duì)稱環(huán)氧化等反應(yīng)，展示了良好的催化活性和對(duì)映選擇性，顯示了廣闊的應(yīng)用前景。(S)-(+)-2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯(lián)萘中文別名：(S)-(-)-1-(2-氨基-1-萘基)-2-萘酚，英文名稱：(S)-(-)-1-(2-Amino-1-naphthyl)-2-naphthol，CAS號(hào)：137848-29-4，分子式：C20H15NO，分子量：285.339，密度：1.275，沸點(diǎn)：471.5ºCat760mmHg。是常見的手性合成試劑。

制備

70年代以來，對(duì)于消旋2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯(lián)萘的合成和拆分及2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯(lián)萘的不對(duì)稱合成愈來愈受重視。消旋體2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘基本都是通過2-萘酚、2-萘胺氧化偶合得到，光學(xué)活性體往往通過拆分方法得到。對(duì)于這類化合物的拆分有生物法和化學(xué)法。化學(xué)拆分法是利用2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘的官能團(tuán)的特性，與光活性試劑反應(yīng)得到非對(duì)映異構(gòu)體，再利用其性質(zhì)差異純化后分解，獲得光活性物。此外，還有采用酶和色譜方法進(jìn)行拆分。關(guān)于2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘的拆分已經(jīng)有較多的研究和綜述。2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘的合成幾乎都是通過合適的氧化劑氧化2-萘酚、2-萘胺得到的[1]。(S)-(+)-2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯(lián)萘合成反應(yīng)式如下圖：

圖1 (S)-(+)-2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯(lián)萘合成反應(yīng)式

(S)-(+)-2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯(lián)萘的合成

銅(Ⅱ)作氧化劑

由Cu(OAc)2、氫氧化鈉和2-萘酚、2-萘胺形成的溶液于280～290℃反應(yīng)2小時(shí)，產(chǎn)品收率為52%。用CuO作氧化劑，硝基苯為溶劑，反應(yīng)在220℃下進(jìn)行3小時(shí)，在300℃下反應(yīng)1小時(shí)，產(chǎn)品收率為75%～80%。將2-萘酚、2-萘胺溶于甲醇后在攪拌狀態(tài)下加到等量的Cu(NO3)2·3H2O和3倍量的α-苯基乙胺及甲醇混合液中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下室溫反應(yīng)20小時(shí)。收率為62%，用水作溶劑，使用吡啶的二價(jià)銅絡(luò)合物在100℃反應(yīng)3min，收率為70%。在10mL氯苯中，1mmol2-萘酚、2-萘胺與0.5g銅(Ⅱ)置換的蒙脫土于140℃反應(yīng)6h。進(jìn)一步通過色譜純化，得到產(chǎn)品，收率為95%。使用銅-胺(Cu(OH)Cl-TMEDA)作為催化劑，在無溶劑的情況下用空氣氧化合成2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘，該反應(yīng)適用于克數(shù)量級(jí)規(guī)模2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘的合成。2-萘酚與銅-胺催化劑的量比為20∶1，在50℃下反應(yīng)2小時(shí)，收率為92%。

鐵(Ⅲ)作為氧化劑

將1g2-萘酚、2-萘胺與3.8g六水三氯化鐵在10mLw(MeOH)=50%的甲醇水溶液中回流2小時(shí)，得到2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘收率為60%。將2-萘酚、2-萘胺和六水三氯化鐵(量比為1∶2)混合，充分研磨，于50℃下放置2小時(shí)，產(chǎn)物經(jīng)酸解，甲苯重結(jié)晶，得到2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘產(chǎn)率為95%。利用[Fe(DMF)3Cl2][FeCl4]在50℃下進(jìn)行固相反應(yīng)，2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘的收率為79%。并研究了超聲波對(duì)反應(yīng)的影響。將2-萘酚、2-萘胺和2倍量的六水三氯化鐵混合均勻并充分研磨壓成片后，置于試管中，保持50℃反應(yīng)2小時(shí)，用稀鹽酸分解反應(yīng)的混合物，得到產(chǎn)品，收率為95%。為了使氯化鐵和β-萘酚具有極好的溶解性，將氧化偶合反應(yīng)在THF中進(jìn)行。制備2.5mol實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘僅需要1.3L的溶劑。最后相對(duì)低的產(chǎn)率(54%)可以由前面的工作所補(bǔ)償。將2-萘酚、2-萘胺粉末懸浮在2倍量的六水氯化鐵水溶液中，于50℃下反應(yīng)1小時(shí)。粗產(chǎn)品通過過濾分離、蒸餾水洗滌以除去Fe2+、Fe3+。產(chǎn)品用甲苯重結(jié)晶，收率為95%。

氧作為氧化劑

氧氣作為氧化劑既經(jīng)濟(jì)又減少了環(huán)境污染，使用催化劑x{銅-胺[CuCl(OH)-TMEDA]}=1%，用空氣氧化2-萘酚、2-萘胺，在二氯甲烷中于0℃下反應(yīng)20小時(shí)，收率為96%;用氧氣作為氧化劑，在0℃下反應(yīng)8.5小時(shí)，收率為90%。使用負(fù)載型催化劑Cu-SO4/Al2O3，在氯苯中用空氣作為氧化劑，于140℃反應(yīng)8小時(shí)，產(chǎn)率為97%。最近，有報(bào)道以中孔Fe，Cu/MCM-41硅鋁酸鹽作為催化劑，2-萘酚、2-萘胺通過空氣或氧氣氧化偶合。反應(yīng)在高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行，氯苯為溶劑，反應(yīng)溫度為140℃，反應(yīng)時(shí)間為8小時(shí)。通過比較結(jié)果，發(fā)現(xiàn)Fe-交換MCM-41是一個(gè)很有效的催化劑，可以使反應(yīng)物料衡算達(dá)到95%以上，2-萘酚、2-萘胺的轉(zhuǎn)化率和羥基萘的選擇性也非常高。最好效果為:2-萘酚轉(zhuǎn)化率99%，選擇性100%，物料平衡92%。使用固體路易斯酸作催化劑，用空氣氧化合成。n(2-萘酚)∶n(催化劑)=5∶1及二甲苯在回流溫度下反應(yīng)20min，此時(shí)沸騰空氣通過該混合物。選用了六種類型的固體路易斯酸催化劑，它們?yōu)镕eCl3/Al2O3，F(xiàn)e3+-交換蒙脫石，F(xiàn)eCl3/SiO2，Cu-SO4/Al2O3，CuSO4/蒙脫石及CuSO4/SiO2。其中，F(xiàn)e-Cl3/Al2O3，F(xiàn)e3+-交換蒙脫土，F(xiàn)eCl3/SiO2對(duì)于該反應(yīng)是較好的催化劑，產(chǎn)品的收率可以達(dá)到98%。

結(jié)論

2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘作為一種C2軸手性配體，由于其低廉的價(jià)格和高的立體選擇性，手性2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘已經(jīng)在大量反應(yīng)中得到應(yīng)用。手性2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘是一個(gè)非常有希望用于工業(yè)化手性合成的輔基，所以該物質(zhì)的合成倍受關(guān)注。用空氣或氧氣作為氧化劑進(jìn)行高選擇性手性合成2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯(lián)萘將是今后研究的方向。

參考文獻(xiàn)

[1] Mikami K, Matsukawa S.Asymmetric synthesis by enantiomer-selective activation of racemic catalysts[ J] .Nature ,1997, 385(13):613-615.