全 文 ：生物杖术通银

研 究 报 告
刀云口了万C 日入口乙口 G Y B U L L E Z
I N 2 0 0 9 年 增 刊
2一芳基一1,3一二氧环戊烷的合成与表征
石乐君 Salm ari T ari q Kh an 郭永恩 魏 玮
(工业微生物教育部重点实验室天津科技大学生物工程学院 , 天津 3仪抖57)
摘 要 : 以 3一戏基 一4一甲基苯甲故为主要原料 ,依次通过 乙翎沈还原
氛代反应将其 中趁基转化为氛甲基 ,又经过缩
合
氧化
醛基保护将甲基转化为缩醛等步骤合成了2一
2一峭基一(4一氛甲基)] 苯基一1,3一二氧环戊坑
目标产物及某些重要
中间体的结构已通过红外光讲
质语
核滋共振氮讲的方法进行了表征

关挂词: 2一取代苯基 一1,3一二氧环戊沈 合成 基团保护 结构表征
S y n th esis a n d C h a ra cte ri za ti o n of Z一A ry l一1 ,3一d io x o la n e
Shi Lej un S欲m an T 颐q 灿 an G uo Y ongen W eiW ei
(Ke y Lab
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Sc 证
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H N M R , ere
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vat e即henyl 一1 ,3一di oxo 助 e prep~ on G ro uP proteedon stru ctu re characteriza don
邻硝基苯甲醛类是一类重要的有机化工中间
体 ,广泛应用于医药
染料等的合成川,如常用于合
成防治心绞痛药物硝苯地平(心痛定)
邻硝基苯乙
烯类及邻硝基肉桂酸类等系列产品lz ;含吸电子基
团的邻硝基苯甲醛 , 如 4一烷氧拨基取代的邻硝基
苯甲醛是合成抑制凝血酶因子 仪a 的重要起始原
料13
各类取代 (三氟甲基
竣基
N ,N一二甲基
卤素
等取代基 )的邻硝基苯甲醛还可用于合成各种取代
的喜树碱类似物川
而且多取代苯的合成始终具有
挑战性ls]
并且 ,苯甲醛乙二缩醛类也可以作为合
成中间体或溶剂

本文以 3一硝基一4一甲基苯甲酸为主要原料 ,依
次经过乙硼烷还原
经基氯代反应将分子中淡基转
化为氛甲基 , 又经过与 N, N 一二甲基甲酞胺二甲缩
醛缩合
高碘酸钠温和氧化烯胺
醛基保护将甲基
转化为环状缩醛等步骤 , 合成了重要有机中间体
2一(2一硝基一4一氯甲基)苯基一1,3一二氧环戊烷
目标
化合物及其三个重要中间体采用红外光谱
质谱

核磁共振氢谱等方法进行了结构表征

1 材料与方法
1.1 试 剂与仪 器
N, N 一二甲基 甲酞胺二 甲缩醛 (D M F一D M A ),常
州市宝康医药化工有限公司;对甲苯磺酸
乙二醇

环己烷
四氢吠喃
N , N 一二甲基甲酞胺(DM F) ,天
津市北方天医化学试剂厂 ;硼氢化钠 ,天津市科密
欧化学试剂有限公司 ;高碘酸钠
二氯亚矾
47 % 的
三氟化硼乙醚溶液 ,天津元立化工有限公司
以上
试剂均为分析纯
无水四氢吠喃(TH F) 和无水 N,
N 一二甲基甲酞胺 (D M F) ,从分析纯试剂采用经典
方法制得
薄层层析硅胶 G F2 54 , 试剂级 10 一20
收稿 日期 :2
X珍一03 一26
作者简介 :石乐君(19 82 一) ,女 ,硕士 ,研究方向:药物新资源的研发 ;E一m ail :,hilj 09 24 @ 163 .co m
346 性物孩术吸稚刀勿姗 hno 瓜吸, 刀以细如 2(X 为 年 增 刊
目柱层析硅胶 ,青岛海洋化工有限公司

V ECTO R2 型傅里叶变换红外光谱仪 , 德国
B ruk er 公司;比 Q A dv an 加叮e M AX 型液相色谱一质
谱联用仪 , 美国热电集团;AV 30 型核磁共振仪 ,
Bru ke r公司 ;X一4 型显微熔点测定仪 , 河南巩义予
华仪器有限公司

1 .2 实脸 方法
3一硝基一4一甲基苯甲酸经醋化
与 N ,N 一二甲基
甲酞胺二甲缩醛缩合成烯胺
氧化
与乙二醉环合
等反应制得了目标化合物 5
合成路线如图 1 所
示


凳
币严Q一即 ,CH,伪
1.2. 2 化合物 3 的合成 1, 25 而 圆底烧瓶中加
人化合物 2 (1.7 9 , 10 nu ol)
N ,N 一二甲基甲酞胺
(3 滴)和三抓甲烷 (4 时 )制成溶液 ,室温缓慢滴加
二抓亚矾(1.7 血 , n ~ ol )后并室温搅拌直至 TLC
(展开剂 : 石油醚一乙酸乙酷体积比为 4:l) 检测反
应液中化合物 2 斑点消失
反应液中加人 5% 碳酸
钠溶液调 pH 至 10 后分出有机相 , 水相用二抓甲
烷(5 耐 x 3) 萃取
合并有机相 ,饱和食盐水(2
d )洗涤后无水硫酸钠干燥
滤除干燥剂后滤液减
压浓缩得褐色油状物 ,硅胶柱层析 (洗脱剂 :石油
醚一乙酸乙醋体积比为 12 :l) 得无色固体 1.4 9 ,收
率 76%
熔点 :43一46
ESI一M S , m lz :185.6[M +H +]

1.2.3 化合物 4 的合成[
 ] 将化合物 3(0.259, 1.3
~ l)
N, N 一二甲基甲酞胺二甲缩醛 (0 .29 9, 2.7
朋
1) 与 N, N 一二甲基甲酞胺 (l d ) 的混合物于
10
下搅拌回流 12 h ,直至硅胶 TLC (展开剂 :石
油醚一乙酸乙醋体积比为 4: 1) 检测反应液中化合物
3 斑点消失
减压蒸除 N, N 一二甲基甲酞胺和过t
的 N , N 一二甲基甲酞胺二甲缩醛得血红色固体残
余物
取本步反应粗产物 (0 .1 9, ,约 0. 4 m lno l)与高
碘酸钠 (0.48 9, 2.4 nu ol)
四氢峡喃(s mL
)和水 (4 而 )混合后 ,室温搅拌 16 h 直至硅胶 竹尤
(展开剂 : 石油醚一乙酸乙醋体积比为 3:l) 检测反
应液中上述血红色化合物斑点消失
减压燕除四氢
峡喃后 ,残余物用二饭甲烷 (3 耐 x 3) 提取后合并
有机相 ,无水硫酸镁干操
滤除干燥剂后滤液减压
浓缩得浅褐色油状物 ,硅胶柱层析 (洗脱剂 :石油
醚一乙酸乙醋体积比为 7:1 和 5:l) 得浅黄色油状物
0.13 9 ,收率 62%

IR (K Br) , vmax / em 一, :29 25, 2857 , 1733 , 1618,
1536 , 137 8, 1287 , 1118, 8 12 , 752 ;
H 一N M R (3(X) H : ,
C D C 13) , 8 :10 .05 (s, IH , C H O ) , 8 .46 (s, IH , A r一H ) ,
8 .02 (d, IH , A r一H ) , 7 .72 (d , IH , A r一H ) , 4 .0 8 (s,
ZH , CH ZC I);ESI 一M S , m /z:198
M 一H +]

1.2.4 化合物 5 的合成t,o] 取化合物 4 (0.29 9,
1.6 nu ol)
乙二醉(0.14 9 , 3.1 nu ol)
对甲苯磺酸
(10 mg )与环己烷 (8 耐)加人到装有分水器的回底
烧瓶中 ,控制外浴 10 一120
搅拌分水 3 h ,直至硅
胶 TLC (展开剂 :石油醚一乙酸乙醋体积比为 4:l) 检
测反应液中化合物 5 斑点消失
反应液自然冷却至
l低a
脸
象严l

(1)_ , , 群 _ _ 黔 _而而五万茄奋二~ 丫一岭 , 布几
二~ 丫J肠cHo 人夕
钧 钧
圈 1 2一[2 一稍若一(4一级甲
)] 笨甚一1,3一二该环戊煌的
合成路找
1.2.1 化合物 2 的合成16 取翻氢化钠 (l .7 9 , 科
~ I) 溶于无水四氮峡喃(13 .2 !nL )中制成悬浮液 ,
于
一5
依次缓慢滴加人化合 物 1 (2 .0 9, 12
~ ol )的无水四氢峡喃 (49 .1 耐)溶液和 47 % 的三
氟化翻乙醚溶液 (5. 0 而 , 18 ~ l)
室温搅拌 l h
后 ,于 60
继续搅拌回流约 16 h 至硅胶 n 尤(展
开剂 :石油醚一乙酸乙酸体积比为 3:l) 检测反应液
中化合物 1斑点消失
减压蒸除溶剂 ,残余物中加
人 5% 的碳酸钠溶液 (印 回 )调 pH 至 9 左右 ,并用
二抓甲烷萃取 (5 血 x 3)
合并有机相 , 水洗 (2
m L )后无水硫酸镁干操 ,滤除干操剂后滤液减压浓
缩得浅黄色油状物
硅胶柱层析(洗脱剂 :石油醚-
乙酸乙醋体积比为 4. 5: 1) 分离得无色晶体 1.2 9 ,
收率 67%
熔点 :40 一43
ESI一M S , m /z:16 [M -
H +]

2
X拍 年 增 刊 石乐君等 :2一芳基一l,3一二氧环戊烷的合成与表征 347
室温加人二氛甲烷 (5 时 )后倒人 5% 碳酸钠溶液
中 ,分出有机层 ,水层用二抓甲烷 (3 血 x 3) 提取

合并有机相 ,依次用饱和食盐水 (3 诚 )
水(3 血 )
洗涤后无水硫酸镁干操
滤除干燥剂后滤液减压浓
缩得浅褐色油状物 , 硅胶柱层析 (洗脱剂 :石油醚-
乙酸乙醋体积比为 6:l) 得无色油状物0.31 9 ,收率
80 %

IR (K Br) , vm ax 1 em 一, :2954 , 2921, 1620 , 1539
(N 0 2), 1357 , 1287 , 1
为9 , 106 5 (C 一0 一C), 753 (C 一
CI);
H 一 N M R (3(X) H z , CD C13), 8 :8.34 (s, IH , A r一H ),
7.73(m , IH , Ar 一H ) , 7.54 (m , IH , Ar 一H ) ,5.17(s, IH ,
CH ), 4.09 (s, ZH , C H ZC I), 3.96 (t, ZH , O CH 刁, 3.9() (t,
ZH , O CH 2) ;ESI一M S , m lz:24 .0[M +H +1

2 结果与讨论
2.1 化合物 2 合成中催化剂的选用
由于乙翻烷对竣基还原的速度大大高于对硝
基还原的速度 ,因此采用在无水四氢峡喃溶液中由
翻氢化钠与三氟化硼乙醚络合物反应来生成乙翻
烷 ,在室温条件下其能将同时含有硝基和淡基的化
合物进行选择性还原 ,使梭基还原成伯醇而不影响
硝基 ,并发现滴加三氟化硼乙醚络合物到绷氮化钠
和芳基苯甲酸四氢吠喃溶液中操作简便
收率较
高
因此 ,未选用对硝基和淡基都有较强还原性的
氢化铝铿

2. 2 化合物 4 合成条件的讨论
硝基的强吸电子效应使得 2一硝基一4一氛甲基
甲苯中的甲基有一定的酸性 ,其可以与 D M F-
D M A 在 D M F 中加热缩合生成烯胺衍生物 ,芳环上
带有的其它吸电子基团亦可加速该反应的进行

在不与其它氧化剂合用时 ,高碘酸钠一般很难
氧化碳一碳双键
虽然酸性条件下的重铬酸钾
中性
条件下的高碘酸钠均能氧化烯胺类化合物生成相
应的醛酮 , 但由于前者还能继续氧化醛成毅酸 ,因
而选用温和氧化剂高碘酸钠 ,且用量只需过量 20 %
即可

该步反应采用不分离烯胺中间体直接进行氧
化的实验方法 ,简化了操作步骤 ,且提高了产物的
收率

3 结 论
以 3一硝基一4一甲基苯甲酸为原料 ,经历多步反
应依次合成了 3一硝基一4一甲基苯甲醇和 4一氛 甲
基一2一硝基甲苯
2 一硝基一4一抓甲基苯 甲醛和 2-
(2一硝基一4一抓甲基 )苯基一1,3一二氧环戊烷 4 种化
合物 ,其结构经红外光谱
核磁共振氢谱和质谱数
据进行了确认
这一系列化合物的成功合成也为今
后有关带有该类或相似结构单元化合物的合成及
构效关系的研究奠定了一定的理论基础
在实验中
发现 ,对于赦基和硝基共存的化合物中催化剂的选
择是至关重要的 ,这就要综合考虑到催化剂的选择
性还原的特性和化合物基团的相互作用等因素

今考文献
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