王 英, 徐小平, 姚英明, 紀(jì)順俊

(1. 連云港師范高等?？茖W(xué)校 化學(xué)系，江蘇 連云港 222006; 2. 蘇州大學(xué) 材料與化學(xué)化工學(xué)院,江蘇 蘇州 215123)

N-取代的3,4-二氫-1,3-苯并噁嗪具有生物活性，是潛在的安定劑和鎮(zhèn)靜劑，還是制備酚醛樹脂和酚類衍生物的潛在中間體[1～3]。一般以酚、伯胺和甲醛為原料，通過Mannish縮合反應(yīng)來制備[4～6]。

本文報(bào)道以2-叔丁基-4-甲基苯酚、甲醛和乙二胺為原料，在甲醇中回流反應(yīng)2 h，高產(chǎn)率地合成1,2-二[3-(6-甲基-8-叔丁基-3,4-二氫-1,3-苯并噁嗪)基]乙烷(1); 1與2-萘酚在甲苯中回流反應(yīng)3 d制得新型雙氮橋聯(lián)四酚化合物(2, Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR， IR， MS和元素分析表征，并測定了1的晶體結(jié)構(gòu)。

Scheme1

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

XT-4型顯微熔點(diǎn)儀(溫度計(jì)未校正)；NMRatatem 300 MHz型核磁共振儀(CDC13或DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；Varian 1000 FT-IR型紅外光譜儀(KBr壓片);TOF-MS型質(zhì)譜儀；CARLO-ERBA EA-1110型自動(dòng)元素分析儀。

所用試劑均為市售商品，使用前未經(jīng)純化處理。

1.2 合成

(1) 1的合成

在反應(yīng)瓶中加入2-叔丁基-4-甲基苯酚3.28 g(20 mmol)的甲醇(20 mL)溶液，乙二胺0.67 mL(10 mmol)和37%甲醛4.07 g(50 mmol)，攪拌下回流(油浴溫度90 ℃)反應(yīng)2 h。冷卻，抽濾，濾餅用冷甲醇洗滌兩次,干燥得白色固體1,產(chǎn)率72%, m.p.154 ℃～154.5 ℃;1H NMRδ: 1.35(s, 18H, CH3in Bu), 2.23(s, 6H, CH3), 2.95(s, 4H, CH2), 4.01(s, 4H, CH2), 4.89(s, 4H, CH2), 6.61(s, 2H, ArH), 6.92(s, 2H, ArH); IRν: 3 025, 2 960, 2 877, 1 607, 1 481, 1 032, 951 cm-1; HR-MSm/z: Calcd for C28H40N2O2(M+) 436.309 0, found 436.308 4; Anal.calcd for C28H40N2O2: C 77.02, H 9.23, N 6.42; found C 76.89, H 9.17, N 6.35。

(2) 2的合成

在反應(yīng)瓶中加入1 0.18 g(0.5 mmol), 2-萘酚0.14 g(1 mmol)和甲苯2 mL，攪拌下回流反應(yīng)3 d。冷卻，抽濾，濾餅用乙酸乙酯洗滌兩次，干燥得白色固體2,產(chǎn)率56%, m.p.191 ℃～192℃;1H NMRδ: 1.16(s, 18H, CH3in Bu), 2.05(s, 6H, CH3), 2.75(s, 4H, CH2), 3.55(s, 4H, CH2), 3.96(s, 4H, CH2), 6.46(s, 2H, ArH), 6.63(s, 2H, ArH), 7.13～7.16(d,J=9 Hz, 2H, ArH), 7.24～7.29(t,J=7.5 Hz, 2H, ArH), 7.38～7.43(t,J=7.5 Hz, 2H, ArH), 7.70～7.81(m, 6H, ArH), 10.01(s, 4H, OH); IRν: 3 436, 3 045, 2 962, 2 868, 1 627, 1 562, 1 480, 1 383 cm-1; HR-MSm/z: Calcd for C48H56N2O4(M+) 724.424 0, found 724.423 6; Anal.calcd for C48H56N2O4: C 79.52, H 7.79, N 3.86; found C 79.41, H 7.70, N 3.81。

1.3 1的晶體結(jié)構(gòu)測定

1在乙酸乙酯中重結(jié)晶，兩天后得到無色單晶。置于帶有石墨單色器MoKα輻射(λ=0.071 075 nm)的Rigaku Saturn CCD衍射儀上收集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)Lorentz和極化效應(yīng)校正。晶體結(jié)構(gòu)采用Fourier技術(shù)由直接法解出，用全矩陣最小二乘法基于FZ對結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正。非氫原子經(jīng)各向異性修正，氫原子按理論加氫的方法產(chǎn)生，并參加最后一輪修正。

2 結(jié)果與討論

2.1 1的合成

2-叔丁基-4-甲基苯酚、乙二胺和甲醛在甲醇中回流反應(yīng)2 h，可以以很高的產(chǎn)率得到1。為了得到其精確結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)了1的單晶，X-衍射結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了1結(jié)構(gòu)的正確性。雖然文獻(xiàn)[7]報(bào)道該反應(yīng)可以得到N,N′-二(2-羥基-5-甲基-3-二叔丁基苯基甲基)乙二胺(A)，但在實(shí)驗(yàn)中卻沒有發(fā)現(xiàn)A。可能是A比較活潑，一旦生成就可以與過量的甲醛繼續(xù)反應(yīng)生成1。同樣，也沒有發(fā)現(xiàn)類似咪唑啉橋聯(lián)雙酚結(jié)構(gòu)的化合物，可能是由于溫度差異導(dǎo)致的結(jié)果[8]。

在3,4-二氫-1,3-苯并噁嗪的結(jié)構(gòu)中，2-位碳由于受到相鄰雜原子的吸電子作用而略帶正電荷，容易接受中性親核試劑的進(jìn)攻，過程中C─O鍵發(fā)生斷裂而導(dǎo)致開環(huán)生成相應(yīng)的酚類化合物。目前，文獻(xiàn)中常見的親核試劑有(取代)苯酚、吲哚、二級胺、2-萘酚等[4，5，9～11]，而對于3,4-二氫-1,3-苯并噁嗪類底物，結(jié)構(gòu)比較單一，一個(gè)分子中只含有一個(gè)苯并噁嗪骨架，對于雙苯并噁嗪或橋聯(lián)的苯并噁嗪類骨架的反應(yīng)報(bào)道很少，而橋聯(lián)的雙酚或多酚類骨架是用途廣泛的優(yōu)良配體。鑒于此，我們嘗試了1與2-萘酚的反應(yīng),中等收率制得新四酚化合物2。相對于1， 2的IR吸收峰有若干處明顯的變化：在3 440 cm-1左右有一中等偏強(qiáng)的寬吸收峰，這反映2存在羥基(1無明顯吸收);由于引入了兩個(gè)2-萘酚骨架以及噁嗪環(huán)的開環(huán)，所以2的芳環(huán)骨架振動(dòng)峰變得非常明顯(1 627 cm-1， 1 562 cm-1， 1 480 cm-1)，這也直接促使了C─O伸縮振動(dòng)峰的加強(qiáng)。

2.2 1的晶體結(jié)構(gòu)

1的分子結(jié)構(gòu)圖見圖1；晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和修正參數(shù)見表1，選擇的鍵長和鍵角見表2。由圖1和表2可見，整個(gè)分子的對稱中心處于C(9)-C(9A)的中點(diǎn)處，相對于間隔基團(tuán)-CH2-CH2-，兩個(gè)噁嗪環(huán)處于最穩(wěn)定的反式構(gòu)象。C(8)-O(1)， N(1)-C(8)， C(7)-N(1)和C(6)-C(7)的鍵長顯示它們?yōu)榈湫偷膯捂I，而C(1)-O(1)鍵長為0.138 1(2) nm，介于C-O單和C=O雙鍵的鍵長之間，具有部分雙鍵性質(zhì)，這可能是由于氧原子上的孤對電子向苯環(huán)離域引起的。

圖 1 1的分子結(jié)構(gòu)圖Figure 1 Molecular structure of 1

Comp1Formula(Weight)C28H40N2O2(436.62)Temperature/K293(2)Crystal system(Space group)monoclinic(C 2/c)a, b, c/?16.145 5(17), 9.120 6(7), 17.822 8(18)β/(°)110.831(2)Volume/?32 453.0(4)Z4Calculated density/g·cm-31.182F(000)952Crystal size/mm0.40×0.30×0.24Data/restraints/parameters2 785/0/150Range/(°)3.08/27.48Goodness of fit on F21.058R1, ωR2[I>2σ(I)](all data)0.071 8, 0.163 80.091 5, 0.176 9

表 2 1的部分鍵長和鍵角Table 2 Selection bond lenghts and angles of 1

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