98 西安理工大学学报 (2011) 第 27 卷第 1 期考虑都有值得优化的地方 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的合成路线见图 1 图 1 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的合成路线 Fig.1 Syntheticrouteof3,6 diacetyl 1,2 dihydronaphthale

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眉诰舒
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1 . 西安理工大学学报 JournalofXi anuniversityoftechnology(2011)vol.27no.1 97 文章编号 : (2011) 四氢萘的乙酰化反应研究蒋少杰, 纪鸿波, 吴军 ( 浙江大学化学系, 浙江杭州 ) 摘要 : 以 1,2 二氯乙烷为溶剂, 无水三氯化铝为催化剂, 通过调整底物的投料比例反应温度反应时间以探索四氢萘与过量乙酰氯反应生成 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的最优反应条件结果表明在 AlCl 3 /CH 2 ClCH 2 Cl 体系中, 四种底物与乙酰氯以物质的量之比为 1:3 的比例投入, 室温反应 1 h, 是得到相应产物的最优反应条件优化后的反应条件具有实验条件温和, 反应时间短, 原料可以回收再利用等优点根据产物中的共轭不饱和酮骨架结构, 提出了傅克酰基化 Nenitzescu 还原酰基化的串联反应机理关键词 : 四氢萘 ; 乙酰氯 ; 傅克酰基化 ;Nenitzescu 还原酰基化中图分类号 :O621.3 文献标志码 :A ResearchonAcylationof1,2,3,4 TetrahydronaphthalenewithAcetylChloride JIANGShaojie,JIHongbo,WUJun (DepartmentofChemistry,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China) Abstract:With1,2 dichloroethaneasthesolventandwater freealchlorasthecatalyst,thispaperprobes intothebestinteractionconditionsof1,2,3,4 tetrahydronaphthaleneandexcesofacetylchloridetopro duce3,6 diacetyl 1,2 dihydronaphthalenesviaadjustingthematerialinputratioofsubstrates,reaction temperatureandtime.theresultsindicatethatinalcl 3 /CH 2 ClCH 2 Clsystem,foursubstratesreactedwith acetylchloridewiththematerialinputratioof1:3molarandwithgreenhousereactionfor1hcanproduce theoptimum reactionconditionsforthecorespondingproducts.theoptimizedreactionconditionsare characterizedbymoderateexperimentconditions,shortreactiontimeandrecoverableandreasableraw materials.forthefirsttime,acascadelewisacidcatalyzedfriedel CraftsacylationandNenitzescure ductiveacylationmechanismisproposedaccordingtotheformationoftheconjugatedunsaturatedketone skeletonintheproductsinthispaper. Keywords:1,2,3,4 tetrahydronaphthalene;acetylchloride;friedel Craftsacylation;Nenitzescure ductiveacylation 近年来由于传统农药滥用导致的害虫抗药性增强和环境污染问题加剧已经越来越得到重视, 研究并开发一种绿色高效的新型农药势在必行目前利用植物的内源物质以及自身抗性设计绿色农药的研究已经在全世界范围开展其中 Coronatine 作为植物体内茉莉酸代谢途径的中间产物以及它的人工合成模拟物, 已被证明具有诱导植物产生系统获得性抗性 (SAR) 的作用 [1 4], 因而对绿色农药的开发和研究有重要的指导意义无水三氯化铝催化四氢萘与过量乙酰氯反应生成 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的反应是合成 Coro nalon 中的关键步骤, 但是由于目前文献所述的反应条件需要高温操作, 反应耗时长, 原料利用率低 [5], 因而无论是从实验安全性角度还是合成效率方面收稿日期 : 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( ); 浙江省自然科学基金资助项目 (Y407118); 浙江省自然科学基金资助项目 (D ) 作者简介 : 蒋少杰 (1986 ), 男, 江苏常州人, 硕士生, 研究方向为绿色农药的合成 E mail:babyiamkeen@zju.edu.cn 吴军 (1962 ), 男, 浙江杭州人, 教授, 博导, 研究方向为绿色农药的设计与功能分子的构筑 E mail:wujunwu@zju.edu.cn

2 98 西安理工大学学报 (2011) 第 27 卷第 1 期考虑都有值得优化的地方 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的合成路线见图 1 图 1 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的合成路线 Fig.1 Syntheticrouteof3,6 diacetyl 1,2 dihydronaphthalene 本文就合成 Coronalon 过程中的反应温度反应时间底物投料比对产物收率的影响进行了探讨, 获得了合成 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的最佳实验条件, 并将此条件应用到其他类似结构底物与过量乙酰氯的反应中得到了较好的效果 1 实验部分 1.1 仪器与药品化合物熔点在 X 4 型数字显示熔点测定仪上测定 ; 红外光谱由 Nicolet NexasFTIR670 傅立叶变换红外仪测定 ; 核磁由 BrukerAdvancedDMX500 型核磁共振仪测定 ; 质谱在 BrukeEsquire3000ESI MS 上测定药品均为市售产品 1.2 实验方法以 1,2 二氯乙烷作为溶剂, 无水三氯化铝作为催化剂, 通过调整底物的投料比例反应温度反应时间来确定最优反应条件反应的后处理方法为 TLC 监测反应达到平衡后, 冰水淬灭反应, 乙酸乙酯萃取有机相, 有机相经蒸馏水洗涤, 无水硫酸镁干燥, 脱除溶剂柱层析分离产物, 以石油醚 / 乙酸乙酯 ( 体积比 15/1) 为洗脱剂, 原料回收再利用投料比对合成 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘 (3a) 的影响准确称取无水三氯化铝 (43.0g,320mmol) 并置于 250mL 圆底烧瓶中, 加入 1,2 二氯乙烷 (20 ml), 充分搅拌在室温下, 缓慢滴加乙酰氯 ( 根据实际投料比改变加入量 ), 接着缓慢滴加四氢萘 (10 0g,75 6mmol) 与 1,2 二氯乙烷 (8mL) 的混合液滴加完毕, 在 100 下继续搅拌 2h,TLC 监测反应用冰水淬灭反应, 乙酸乙酯萃取有机相, 经蒸馏水洗涤, 无水硫酸镁干燥, 脱除溶剂后得暗红色油状液体, 柱层析分离产物, 回收原料, 洗脱剂为石油醚 / 乙酸乙酯 ( 体积比 10/1), 得白色晶状固体 1 HNMR(CDCl 3,500MHz):δ=2 46(s,3H), 2 60~2 63(m,5H),2 90(t,2H,J=8 1Hz), 7 28(d,1H,J=7 3Hz),7 44(s,1H),7 84 (s,1h),7 86(d,1H,J= 7 8Hz).IR (KBr, cm 1 ):1682,1672,833 ESI MS(m/z): 反应温度和时间对合成 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘 (3a) 的影响准确称取无水三氯化铝 (43 0g,320mmol) 于 250mL 圆底烧瓶中, 加入 1,2 二氯乙烷 (20mL), 充分搅拌在室温下, 缓慢滴加乙酰氯 (19 2g,226 mmol), 接着缓慢滴加四氢萘 (10 0g,75.6mmol) 与 1,2 二氯乙烷 (8mL) 的混合液滴加完毕, 在不同温度下继续搅拌, 时间由 (0 5~4)h 不等,TLC 监测反应用冰水淬灭反应, 乙酸乙酯萃取有机相, 经蒸馏水洗涤, 无水硫酸镁干燥, 脱除溶剂后得暗红色油状液体, 柱层析分离产物, 回收原料, 洗脱剂为石油醚 / 乙酸乙酯 ( 体积比 10/1), 得白色晶状固体 1 HNMR(CDCl 3,500MHz):δ=2.46(s,3H), 2 60~2 63(m,5H),2 90(t,2H,J=8.1Hz), 7 28(d,1H,J=7 3Hz),7 44(s,1H),7 84 (s,1h),7 86(d,1H,J= 7.8Hz).IR (KBr, cm 1 ):1682,1672,833.ESI MS(m/z): 乙基 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘 (3b) 的合成准确称取无水三氯化铝 (43 0g,320mmol) 置于 250mL 圆底烧瓶中, 加入 1,2 二氯乙烷 (20mL) mmol), 接着缓慢滴加 5 乙基四氢萘 (12 1g,75 6 mmol) 与 1,2 二氯乙烷 (8mL) 的混合液滴加完毕后在室温下继续搅拌 1 小时,TLC 监测反应用冰水淬灭反应, 乙酸乙酯萃取有机相, 蒸馏水洗涤, 无水硫酸镁干燥, 脱除溶剂后得黑色油状液体, 柱层

3 蒋少杰等 : 四氢萘的乙酰化反应研究析分离产物, 回收原料, 洗脱剂为石油醚 / 乙酸乙酯 ( 体积比 10/1), 得白色晶状固体 1 H NMR(CDCl 3, 500MHz):δ =1 27(t,3H,J = 7 2Hz),2 40 (s,3h),2 61~2 65(m,7H),3 02(t,2H,J= 8.0Hz),7 11(s,1H),7 63~7 66(m,2H).IR (KBr,cm 1 ):1672,1665,824.ESI MS(m/z): ,5 二乙酰基茚 (3c) 的合成准确称取无水三氯化铝 (43 0g,320mmol) 置于 250mL 圆底烧瓶中, 加入 1,2 二氯乙烷 (20mL) mmol), 接着缓慢滴加 2,3 二氢茚 (8 9g,75.6 mmol) 与 1,2 二氯乙烷 (8mL) 的混合液滴加完毕后在室温下继续搅拌 1 小时,TLC 监测反应用冰水淬灭反应, 乙酸乙酯萃取有机相, 蒸馏水洗涤, 无水硫酸镁干燥, 脱除溶剂后得灰黑色油状液体, 柱层析分离产物, 回收原料, 洗脱剂为石油醚 / 乙酸乙酯 ( 体积比 15/1), 得白色晶状固体 1 H NMR (CDCl 3,500MHz):δ=2 40(s,3H),2 61(s, 3H),3 68(s,2H),7 22(d,1H,J=7 3Hz), 7 47(s,1H),7 94(s,1H),8 06(d,1H,J= 7 8Hz).IR(KBr,cm 1 ):1677,1667,897 ESI MS(m/z): 甲基 7 异丙基 2,5 二乙酰基茚 (3d) 的合成准确称取无水三氯化铝 (43 0g,320mmol) 置于 250mL 圆底烧瓶中, 加入 1,2 二氯乙烷 (20mL) mmol), 接着缓慢滴加 1 甲基 4 异丙基 2,3 二氢茚 (13 2g,75 6mmol) 与 1,2 二氯乙烷 (8mL) 的混合液滴加完毕在室温下继续搅拌 1 小时,TLC 监测反应用冰水淬灭反应, 乙酸乙酯萃取有机相, 蒸馏水洗涤, 无水硫酸镁干燥, 脱除溶剂后得黑色油状液体, 柱层析分离产物, 回收原料, 洗脱剂为石油醚 / 乙酸乙酯 ( 体积比 15/1), 得白色晶状固体 1 H NMR(CDCl 3,500MHz):δ=1 40(d,6H,J=6 9 Hz),2 50(s,3H),2 60(t,3H,J= 2 4Hz), 2 72(s,3H),3 26(m,1H,J=7Hz),3 79(q, 2H,J=2 2Hz),8 03~8 11(m,2H).IR(KBr, cm 1 ):1675,1665,887.ESI MS(m/z): 结果与讨论 2.1 投料比对合成 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的影响实验结果表明, 在文献所述的温度 (100 ) 下反应 2h, 四氢萘与乙酰氯以摩尔比 1 3 投料时产物收率即达到最大且基本保持不变投料比对收率的影响见表 1 表 1 投料比对收率的影响 Tab.1 Theefectsofdiferentmolar ratiosontheyieldoftheacylation 编号投料比温度 T/ 反应时间 t/h 产物收率 /% 反应温度和时间对合成 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的影响在确定了最佳投料比之后, 再通过调整反应温度反应时间, 得到合成 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的最优条件实验结果表明, 在 AlCl 3 /CH 2 ClCH 2 Cl 体系中, 四氢萘与乙酰氯以物质的量之比 1 3 的比例投入, 室温 20 反应 1h, 即可达到此反应产物的最大收率反应温度和时间对产物收率的影响见表 2 表 2 反应温度和时间对收率的影响 Tab.2 Theefectsofdiferenttemperaturesand reactiontimeontheyieldoftheacylation 编号投料比温度 T/ 反应时间 t/h 产物收率 /% ,6 二乙酰基 1,2 二氢萘和 2,5 二乙酰基茚等的合成研究此优化后实验条件的优点是反应时间短, 从头至尾室温操作, 产物的收率相比文献的加热条件并

4 100 西安理工大学学报 (2011) 第 27 卷第 1 期无降低, 原料可以回收再利用, 有效降低了能耗和成本为了说明此优化后的反应条件具有普适性我们又选取了三个具有代表性且原料易得的拓展底物进行了合成研究合成路线见图 2 图 2 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘和 2,5 二乙酰基茚合成路线 Fig.2 Syntheticrouteof3,6 diacetyl 1,2 dihydronaphthalensand2,5 diacetylindenes 实验结果如表 3 所示, 产物结构用 IR,1H NMR,MS 表征结果表明, 此优化后的反应条件可以成功应用在所选底物与过量乙酰氯的反应中脂肪环上有五个碳原子的二氢茚与六个碳原子的四氢萘以及带有不同取代基的底物, 都可在此反应条件下转化为相应产物表 3 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘和 2,5 二乙酰基茚合成 Tab.3 Synthesisof3,6 diacetyl 1,2 dihydronaphthalens and2,5 diacetylindenes 收率编号产物 n R,R' /% M.P.( 文献值 )/ 1 3a 2 H 31 75~76(76) [5] 2 3b 2 8 Et ~110(108) [6] 3 3c 1 H ~106(106~108) [7] 4 3d 1 3 Me 7 ipr ~153(151~152) [8] 2.4 利用回收未反应的原料四氢萘合成 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的研究在上述探索出的最优化实验条件下, 收集柱层析回收的未反应原料四氢萘作为底物继续与乙酰氯发生反应, 结果如图 3 所示实验表明, 回收得到的原料作为反应底物, 其乙酰化反应活性并未有所降低表 4 回收利用原料四氢萘合成 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘 Tab.4 Reuseof1,2,3,4 tetrahydronaphthaleneto synthesis3,6 diacetyl 1,2 dihydronaphthalen 编号循环次数收率 /% 无水 AlCl 3 催化的四氢萘与过量乙酰氯反应的机理研究根据产物结构中芳环与脂环上都有乙酰基, 以及产物中生成了共轭不饱和酮的骨架结构, 提出了如下的傅克酰基化 [9] [10] Nenitzescu 还原酰基化的串联反应机理见图 3 图 3 傅克酰基化 Nenitzescu 还原酰基化串联反应机理 Fig.3 Friedel craftsacylationandnenitzescureductiveacylationmechanism

5 蒋少杰等 : 四氢萘的乙酰化反应研究室温下第一分子乙酰基正离子进攻四氢萘的芳环部分发生傅克酰基化反应, 由于共轭效应, 正电荷离域到脂肪环上形成更加稳定的苄基正离子, 氢离子离去脂肪环上形成双键接着在反应体系自身放热条件下, 第二分子乙酰氯进攻脂肪环上的双键, 发生 Nenitzescu 还原酰基化反应, 生成最终产物 3 结论本文以 1,2 二氯乙烷作为溶剂, 无水三氯化铝作为催化剂, 通过调整底物的投料比例反应温度反应时间的方法探索四氢萘与过量乙酰氯反应生成 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的最优反应条件实验表明在 AlCl 3 /CH 2 ClCH 2 Cl 体系中, 四氢萘等底物与乙酰氯以物质的量之比为 1 3 的比例投入, 室温反应 1h, 即可得到相应产物优化后的方法与目前相关文献所述的方法比较, 实验条件温和, 反应时间短, 原料可以回收再利用, 从而有效降低了能耗与成本本文并根据产物中的共轭不饱和酮骨架结构, 首次提出了傅克酰基化 Nenitzescu 还原酰基化的串联反应机理参考文献 : [1]SchulerG,MithoferA,BolandW,etal.Coronalon:a powerfultoolinplantstresphysiology[j].febsleters, 2004,563: [2]BerimA,SpringO,BolandW,etal.Enhancementoflig nanbiosynthesisinsuspensionculturesoflinum nodiflo rum bycoronalon, indanoyl isoleucineand methyljas monate[j].planta,2005,222: [3]WasternackC.Jasmonates:anupdateonbiosynthesis,sig naltransductionandactioninplantstresresponse,growth anddevelopment[j].annalsofbotany,2007,100: [4]WalterA,MazarsC,BolandW,etal.Structuralrequire mentsofjasmonatesandsyntheticanaloguesasinducersof Ca 2+ signalsinthenucleusandthecytosolofplantcels [J].AngewandteChemieInternationalEdition,2007,46 (25): [5]SchulerG,GorlsH,BolandW.6 substitutedindanoyliso leucineconjugatesmimicthebiologicalactivityofcorona tine[j].europeanjournaloforganicchemistry,2001, 9: [6]BaddeleyG,PicklesW.Interactionof6 acetyltetralinand excesoffriedel craftsethylatingagent[j].journalofthe ChemicalSociety,1957,7: [7]BaddeleyG,WrenchE,WiliamsonR.Reactionofindane andtetralinwithexcesofacetylatingagent[j].journalof thechemicalsociety,1953,7: [8]BennetCR,CambieRC.Chemistryofthepodocarpace ae XI:Reductionsoftotarol[J].Tetrahedron,1966, 22(8): [9]SartoriG,MaggiR.Useofsolidcatalystsinfriedel crafts acylationreactions[j].chemicalreviews,2006,106: [10]OtvosL,SzabolcsA,TudosH.Mechanism andstereo chemistryofdarzens nenitzescureaction(reductivecyclo olefinacylation)1.mechanism ofacetylcyclohexanefor mation[j].actachimicaacademiaescientarium Hun garicae,1972,71: ( 责任编辑李虹燕 )

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湖南师范大学自然科学学报第卷!!! 5$ # &# :$4 该路线以. 硝基苯乙胺和. 扁桃酸为原料首先缩合得到酰胺 # 再经硼烷还原酰胺得化合物 $ 然后 $ 用钯碳加氢还原得化合物 % 最后 % 与. 氨基噻唑.. 乙酸 & 缩合得到米拉贝隆笔者对此合成路线进行分析并定向合成了工艺过程年月湖南师范大学自然科学学报第卷第期!"#$ "$ % & ' # $ #!$ ()* +,- #./ 0 / / 湖南师范大学化学化工学院中国长沙 0 湖南师范大学医学院中国长沙 / / 湖南方盛制药股份有限公司中国长沙为加强对米拉贝隆原料药的质量控制以硝基苯乙腈和扁桃酸为原料合成了米拉贝隆的 0 个有关物质 1 所合成的化合物结构经 %. /. 与! 谱确证其纯度经 % 法检测

98 西安理工大学学报 (2011) 第 27 卷第 1 期 考虑都有值得优化的地方 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的合成路线见图 1 图 1 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的合成路线 Fig.1 Syntheticrouteof3,6 diacetyl 1,2 dihydronaphthale

98 西安理工大学学报 (2011) 第 27 卷第 1 期考虑都有值得优化的地方 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的合成路线见图 1 图 1 3,6 二乙酰基 1,2 二氢萘的合成路线 Fig.1 Syntheticrouteof3,6 diacetyl 1,2 dihydronaphthale