肟菌酯是由先正達(dá)公司率先開始研制,并由德國拜耳公司開發(fā)的甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑,具有廣譜的殺菌效果,對(duì)幾乎所有的真菌病害(如白粉病,銹病,霜霉病,灰霉病和稻瘟?。┒加忻黠@的抑制效果。還有耐雨水沖刷,藥效持久,環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。其作用機(jī)制獨(dú)特,與目前已有殺菌劑無交互抗性,對(duì)1,4-脫甲基化酶抑制劑、苯甲酰胺類、二羧酰胺類和苯并咪唑類農(nóng)藥產(chǎn)生抗性的菌株依然有效。因此,肟菌酯的出現(xiàn)對(duì)改善我國農(nóng)藥結(jié)構(gòu),減少農(nóng)藥殘留,降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的不良影響有著十分重要的意義。
作為如此優(yōu)秀的殺菌劑,肟菌酯的合成成為各大農(nóng)藥公司的研究重點(diǎn)。文獻(xiàn)報(bào)道肟菌酯及其片段的合成方法較多。WENDEROTH B等在1992年的專利中以鄰甲基苯甲酸為原料,經(jīng)過氯代,氰基取代,肟化,水解,NBS溴代反應(yīng),最后合成了產(chǎn)品。其優(yōu)點(diǎn)是方案簡(jiǎn)單,易于控制;缺點(diǎn)是使用了毒性較大的氯化亞砜,甚至是劇毒的氰化鉀,不易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。HORST等在1993年的專利中以苯酞為原料經(jīng)過開環(huán),氰基取代,肟化,水解,最終得到產(chǎn)品。此方法實(shí)驗(yàn)步驟少,減少了溴代反應(yīng),總體的收率得到提高,但開環(huán)時(shí)還是使用了氯化亞砜,污染了環(huán)境。同濟(jì)大學(xué)張榮華教授在2007年的文章中以鄰甲基苯乙酮為原料,經(jīng)過氧化,酯化,肟化,最后再通過NBS溴代反應(yīng)制得產(chǎn)品。此路線采用的是常規(guī)試劑并且反應(yīng)容易控制,但是采用的原料價(jià)格較高,提高了成本,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。李焰等在2005年以乙二酰氯單甲酯和鄰溴甲苯為原料,經(jīng)過銅鋰試劑偶聯(lián),肟化,NBS溴代反應(yīng),最后得到了產(chǎn)品。反應(yīng)的步驟也較少,收率高,但使用活潑的格式試劑,難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。PFFIFFENR在1996年的專利中以鄰甲基苯乙腈為原料,經(jīng)過NBS溴代、氧化、肟化、水解反應(yīng)制備產(chǎn)品,但收率不高。
綜上所述,作者根據(jù)各方案的利弊,以文獻(xiàn)報(bào)道的路線為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了以廉價(jià)的鄰甲基苯乙酸為起始原料,先經(jīng)高錳酸鉀在堿性條件中氧化,然后經(jīng)過酯化,肟化,溴代反應(yīng),最后經(jīng)過縮合反應(yīng)合成肟菌酯的工藝路線(見圖1)。
1 合成步驟
1.1 2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸的合成
在500mL的三口瓶中依次加入10.0g鄰甲基苯乙酸、200mL水和4.0gNaOH,然后分批加入KMnO4,每次加5.0g(當(dāng)溶液的顏色變?yōu)樽厣珪r(shí)添加),總加入量為21.0g。加畢,室溫下反應(yīng)10h,再加入飽和NaHSO3水溶液直至紫紅色消失。過濾除去固體雜質(zhì),用10%稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH至1,用乙酸乙酯萃取,無水硫酸鎂干燥,減壓蒸餾得到無色液體產(chǎn)品8.3g,收率為75%。
1.2 2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯的合成
在250mL的三口燒瓶中加入5.0g2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸和30mL甲醇,滴加2mL濃硫酸作為反應(yīng)的催化劑,加熱回流2h。TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,旋蒸除去甲醇,經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=l∶10,體積比)得到淺黃色油狀產(chǎn)品4.2g,收率為83%。
1.3 (E)-2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟的合成
在250mL的三口瓶中加入4.0g2-(2'-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯和25mL甲醇,室溫下攪拌10min,然后加入3.67g甲氧基胺鹽酸鹽,升溫至80℃,并在此溫度下回流2h,然后加入1mL濃硫酸,繼續(xù)反應(yīng)3h。TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,旋蒸除去多余的甲醇,加入50mL水,然后用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥后經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=1∶5,體積比)得到白色固體產(chǎn)品2.4g,收率53%,mp:59~61℃。
1.4 (E)-2-(2′-溴甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟的合成
取2.0g(E)-2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟加入到150mL的三口燒瓶中,加入20mLCCl4作為溶劑,室溫下攪拌10min,然后分批加3.56gN-溴代丁二酰亞胺,加入少許過氧化苯甲酰作為引發(fā)劑,在室溫下攪拌30min,然后升溫至85℃,并在此溫度下回流3h。TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,旋蒸除去CCl4,向瓶中加入30mL水,用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥后經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=1∶4,體積比)得無色的油狀液體產(chǎn)品1.8g,收率為62.5%。
1.5 間三氟甲基苯乙酮肟的合成
取5.0g間三氟甲基苯乙酮加入到250ml的三口燒瓶中,加入30ml甲醇作為溶劑,然后向反應(yīng)瓶中加入3.67g鹽酸羥胺,室溫下攪拌10min,然后加入2mL濃硫酸,升溫至80℃,加熱回流3h。TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,旋蒸除去甲醇,加50mL水稀釋,然后用飽和NaOH水溶液把溶液調(diào)至中性,用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥后經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=1∶3,體積比)得白色針狀固體4.2g,收率為78%,mp:68~69℃。
1.6 肟菌酯的合成
取0.25g間三氟甲基苯乙酮肟加入到100mL的單口瓶中,加入10mLDMF作為溶劑,然后加入0.08g氫化鈉,室溫下反應(yīng)30min;加入0.35g (E)-2-(2′-溴甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟,繼續(xù)在室溫下反應(yīng)5h;TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,加30mL水稀釋,然后用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥后經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=1∶2,體積比)得白色固體產(chǎn)品0.41g,收率為82%,mp:69~71℃(文獻(xiàn)報(bào)道72.9℃)。
2 結(jié)果與討論
此路線中對(duì)于原料鄰甲基苯乙酸的第一步反應(yīng)是先酯化再氧化,還是先氧化再酯化的問題做了很長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)嘗試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)先酯化再氧化的過程中,亞甲基的氧化變得比較困難,用堿性的高錳酸鉀氧化速度很慢,并且生成了一個(gè)難以分離的雜質(zhì)。而調(diào)整反應(yīng)順序時(shí)發(fā)現(xiàn),不光是反應(yīng)的收率有所提高(產(chǎn)品收率75%),生成物的提純也變得相對(duì)簡(jiǎn)單。原因可能是由于鄰甲基苯乙酸形成了分子間的氫鍵,影響了羰基的拉電子能力,導(dǎo)致亞甲基的電子云密度比較高,容易被氧化。類似的問題也出現(xiàn)在第三步和第四步,經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)表明,先肟化后溴代的總體收率(33%)要高于先溴代后肟化的總體收率(19%)。此外,溴代反應(yīng)中NBS的用量也會(huì)影響反應(yīng)收率。用量過少時(shí)溴代不完全,用量過多又會(huì)造成多溴代副產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)NBS和(E)-2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟的物質(zhì)的量之比為2∶1時(shí)反應(yīng)收率最高。
3 結(jié)論
研究了以鄰甲基苯乙酸為原料,經(jīng)過氧化,酯化,肟化,溴代,然后和間三氟甲基苯乙酮肟縮合制備肟菌酯的新工藝路線,總體收率為17%。此路線避免采用氯化亞砜或者光氣作為氯代試劑,全部采用常規(guī)的實(shí)驗(yàn)條件和藥品,采用廉價(jià)的起始原料,降低了生產(chǎn)成本,并且每一步都有著較高的收率,每步反應(yīng)的后處理也比較簡(jiǎn)單,沒有產(chǎn)生大量的有毒氣體和一些污染環(huán)境的雜質(zhì),具有進(jìn)一步研究開發(fā)的價(jià)值。
(摘自《化學(xué)研究》)endprint
肟菌酯是由先正達(dá)公司率先開始研制,并由德國拜耳公司開發(fā)的甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑,具有廣譜的殺菌效果,對(duì)幾乎所有的真菌病害(如白粉病,銹病,霜霉病,灰霉病和稻瘟?。┒加忻黠@的抑制效果。還有耐雨水沖刷,藥效持久,環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。其作用機(jī)制獨(dú)特,與目前已有殺菌劑無交互抗性,對(duì)1,4-脫甲基化酶抑制劑、苯甲酰胺類、二羧酰胺類和苯并咪唑類農(nóng)藥產(chǎn)生抗性的菌株依然有效。因此,肟菌酯的出現(xiàn)對(duì)改善我國農(nóng)藥結(jié)構(gòu),減少農(nóng)藥殘留,降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的不良影響有著十分重要的意義。
作為如此優(yōu)秀的殺菌劑,肟菌酯的合成成為各大農(nóng)藥公司的研究重點(diǎn)。文獻(xiàn)報(bào)道肟菌酯及其片段的合成方法較多。WENDEROTH B等在1992年的專利中以鄰甲基苯甲酸為原料,經(jīng)過氯代,氰基取代,肟化,水解,NBS溴代反應(yīng),最后合成了產(chǎn)品。其優(yōu)點(diǎn)是方案簡(jiǎn)單,易于控制;缺點(diǎn)是使用了毒性較大的氯化亞砜,甚至是劇毒的氰化鉀,不易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。HORST等在1993年的專利中以苯酞為原料經(jīng)過開環(huán),氰基取代,肟化,水解,最終得到產(chǎn)品。此方法實(shí)驗(yàn)步驟少,減少了溴代反應(yīng),總體的收率得到提高,但開環(huán)時(shí)還是使用了氯化亞砜,污染了環(huán)境。同濟(jì)大學(xué)張榮華教授在2007年的文章中以鄰甲基苯乙酮為原料,經(jīng)過氧化,酯化,肟化,最后再通過NBS溴代反應(yīng)制得產(chǎn)品。此路線采用的是常規(guī)試劑并且反應(yīng)容易控制,但是采用的原料價(jià)格較高,提高了成本,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。李焰等在2005年以乙二酰氯單甲酯和鄰溴甲苯為原料,經(jīng)過銅鋰試劑偶聯(lián),肟化,NBS溴代反應(yīng),最后得到了產(chǎn)品。反應(yīng)的步驟也較少,收率高,但使用活潑的格式試劑,難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。PFFIFFENR在1996年的專利中以鄰甲基苯乙腈為原料,經(jīng)過NBS溴代、氧化、肟化、水解反應(yīng)制備產(chǎn)品,但收率不高。
綜上所述,作者根據(jù)各方案的利弊,以文獻(xiàn)報(bào)道的路線為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了以廉價(jià)的鄰甲基苯乙酸為起始原料,先經(jīng)高錳酸鉀在堿性條件中氧化,然后經(jīng)過酯化,肟化,溴代反應(yīng),最后經(jīng)過縮合反應(yīng)合成肟菌酯的工藝路線(見圖1)。
1 合成步驟
1.1 2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸的合成
在500mL的三口瓶中依次加入10.0g鄰甲基苯乙酸、200mL水和4.0gNaOH,然后分批加入KMnO4,每次加5.0g(當(dāng)溶液的顏色變?yōu)樽厣珪r(shí)添加),總加入量為21.0g。加畢,室溫下反應(yīng)10h,再加入飽和NaHSO3水溶液直至紫紅色消失。過濾除去固體雜質(zhì),用10%稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH至1,用乙酸乙酯萃取,無水硫酸鎂干燥,減壓蒸餾得到無色液體產(chǎn)品8.3g,收率為75%。
1.2 2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯的合成
在250mL的三口燒瓶中加入5.0g2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸和30mL甲醇,滴加2mL濃硫酸作為反應(yīng)的催化劑,加熱回流2h。TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,旋蒸除去甲醇,經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=l∶10,體積比)得到淺黃色油狀產(chǎn)品4.2g,收率為83%。
1.3 (E)-2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟的合成
在250mL的三口瓶中加入4.0g2-(2'-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯和25mL甲醇,室溫下攪拌10min,然后加入3.67g甲氧基胺鹽酸鹽,升溫至80℃,并在此溫度下回流2h,然后加入1mL濃硫酸,繼續(xù)反應(yīng)3h。TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,旋蒸除去多余的甲醇,加入50mL水,然后用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥后經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=1∶5,體積比)得到白色固體產(chǎn)品2.4g,收率53%,mp:59~61℃。
1.4 (E)-2-(2′-溴甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟的合成
取2.0g(E)-2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟加入到150mL的三口燒瓶中,加入20mLCCl4作為溶劑,室溫下攪拌10min,然后分批加3.56gN-溴代丁二酰亞胺,加入少許過氧化苯甲酰作為引發(fā)劑,在室溫下攪拌30min,然后升溫至85℃,并在此溫度下回流3h。TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,旋蒸除去CCl4,向瓶中加入30mL水,用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥后經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=1∶4,體積比)得無色的油狀液體產(chǎn)品1.8g,收率為62.5%。
1.5 間三氟甲基苯乙酮肟的合成
取5.0g間三氟甲基苯乙酮加入到250ml的三口燒瓶中,加入30ml甲醇作為溶劑,然后向反應(yīng)瓶中加入3.67g鹽酸羥胺,室溫下攪拌10min,然后加入2mL濃硫酸,升溫至80℃,加熱回流3h。TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,旋蒸除去甲醇,加50mL水稀釋,然后用飽和NaOH水溶液把溶液調(diào)至中性,用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥后經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=1∶3,體積比)得白色針狀固體4.2g,收率為78%,mp:68~69℃。
1.6 肟菌酯的合成
取0.25g間三氟甲基苯乙酮肟加入到100mL的單口瓶中,加入10mLDMF作為溶劑,然后加入0.08g氫化鈉,室溫下反應(yīng)30min;加入0.35g (E)-2-(2′-溴甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟,繼續(xù)在室溫下反應(yīng)5h;TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,加30mL水稀釋,然后用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥后經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=1∶2,體積比)得白色固體產(chǎn)品0.41g,收率為82%,mp:69~71℃(文獻(xiàn)報(bào)道72.9℃)。
2 結(jié)果與討論
此路線中對(duì)于原料鄰甲基苯乙酸的第一步反應(yīng)是先酯化再氧化,還是先氧化再酯化的問題做了很長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)嘗試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)先酯化再氧化的過程中,亞甲基的氧化變得比較困難,用堿性的高錳酸鉀氧化速度很慢,并且生成了一個(gè)難以分離的雜質(zhì)。而調(diào)整反應(yīng)順序時(shí)發(fā)現(xiàn),不光是反應(yīng)的收率有所提高(產(chǎn)品收率75%),生成物的提純也變得相對(duì)簡(jiǎn)單。原因可能是由于鄰甲基苯乙酸形成了分子間的氫鍵,影響了羰基的拉電子能力,導(dǎo)致亞甲基的電子云密度比較高,容易被氧化。類似的問題也出現(xiàn)在第三步和第四步,經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)表明,先肟化后溴代的總體收率(33%)要高于先溴代后肟化的總體收率(19%)。此外,溴代反應(yīng)中NBS的用量也會(huì)影響反應(yīng)收率。用量過少時(shí)溴代不完全,用量過多又會(huì)造成多溴代副產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)NBS和(E)-2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟的物質(zhì)的量之比為2∶1時(shí)反應(yīng)收率最高。
3 結(jié)論
研究了以鄰甲基苯乙酸為原料,經(jīng)過氧化,酯化,肟化,溴代,然后和間三氟甲基苯乙酮肟縮合制備肟菌酯的新工藝路線,總體收率為17%。此路線避免采用氯化亞砜或者光氣作為氯代試劑,全部采用常規(guī)的實(shí)驗(yàn)條件和藥品,采用廉價(jià)的起始原料,降低了生產(chǎn)成本,并且每一步都有著較高的收率,每步反應(yīng)的后處理也比較簡(jiǎn)單,沒有產(chǎn)生大量的有毒氣體和一些污染環(huán)境的雜質(zhì),具有進(jìn)一步研究開發(fā)的價(jià)值。
(摘自《化學(xué)研究》)endprint
肟菌酯是由先正達(dá)公司率先開始研制,并由德國拜耳公司開發(fā)的甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑,具有廣譜的殺菌效果,對(duì)幾乎所有的真菌病害(如白粉病,銹病,霜霉病,灰霉病和稻瘟病)都有明顯的抑制效果。還有耐雨水沖刷,藥效持久,環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。其作用機(jī)制獨(dú)特,與目前已有殺菌劑無交互抗性,對(duì)1,4-脫甲基化酶抑制劑、苯甲酰胺類、二羧酰胺類和苯并咪唑類農(nóng)藥產(chǎn)生抗性的菌株依然有效。因此,肟菌酯的出現(xiàn)對(duì)改善我國農(nóng)藥結(jié)構(gòu),減少農(nóng)藥殘留,降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的不良影響有著十分重要的意義。
作為如此優(yōu)秀的殺菌劑,肟菌酯的合成成為各大農(nóng)藥公司的研究重點(diǎn)。文獻(xiàn)報(bào)道肟菌酯及其片段的合成方法較多。WENDEROTH B等在1992年的專利中以鄰甲基苯甲酸為原料,經(jīng)過氯代,氰基取代,肟化,水解,NBS溴代反應(yīng),最后合成了產(chǎn)品。其優(yōu)點(diǎn)是方案簡(jiǎn)單,易于控制;缺點(diǎn)是使用了毒性較大的氯化亞砜,甚至是劇毒的氰化鉀,不易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。HORST等在1993年的專利中以苯酞為原料經(jīng)過開環(huán),氰基取代,肟化,水解,最終得到產(chǎn)品。此方法實(shí)驗(yàn)步驟少,減少了溴代反應(yīng),總體的收率得到提高,但開環(huán)時(shí)還是使用了氯化亞砜,污染了環(huán)境。同濟(jì)大學(xué)張榮華教授在2007年的文章中以鄰甲基苯乙酮為原料,經(jīng)過氧化,酯化,肟化,最后再通過NBS溴代反應(yīng)制得產(chǎn)品。此路線采用的是常規(guī)試劑并且反應(yīng)容易控制,但是采用的原料價(jià)格較高,提高了成本,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。李焰等在2005年以乙二酰氯單甲酯和鄰溴甲苯為原料,經(jīng)過銅鋰試劑偶聯(lián),肟化,NBS溴代反應(yīng),最后得到了產(chǎn)品。反應(yīng)的步驟也較少,收率高,但使用活潑的格式試劑,難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。PFFIFFENR在1996年的專利中以鄰甲基苯乙腈為原料,經(jīng)過NBS溴代、氧化、肟化、水解反應(yīng)制備產(chǎn)品,但收率不高。
綜上所述,作者根據(jù)各方案的利弊,以文獻(xiàn)報(bào)道的路線為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了以廉價(jià)的鄰甲基苯乙酸為起始原料,先經(jīng)高錳酸鉀在堿性條件中氧化,然后經(jīng)過酯化,肟化,溴代反應(yīng),最后經(jīng)過縮合反應(yīng)合成肟菌酯的工藝路線(見圖1)。
1 合成步驟
1.1 2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸的合成
在500mL的三口瓶中依次加入10.0g鄰甲基苯乙酸、200mL水和4.0gNaOH,然后分批加入KMnO4,每次加5.0g(當(dāng)溶液的顏色變?yōu)樽厣珪r(shí)添加),總加入量為21.0g。加畢,室溫下反應(yīng)10h,再加入飽和NaHSO3水溶液直至紫紅色消失。過濾除去固體雜質(zhì),用10%稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH至1,用乙酸乙酯萃取,無水硫酸鎂干燥,減壓蒸餾得到無色液體產(chǎn)品8.3g,收率為75%。
1.2 2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯的合成
在250mL的三口燒瓶中加入5.0g2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸和30mL甲醇,滴加2mL濃硫酸作為反應(yīng)的催化劑,加熱回流2h。TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,旋蒸除去甲醇,經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=l∶10,體積比)得到淺黃色油狀產(chǎn)品4.2g,收率為83%。
1.3 (E)-2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟的合成
在250mL的三口瓶中加入4.0g2-(2'-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯和25mL甲醇,室溫下攪拌10min,然后加入3.67g甲氧基胺鹽酸鹽,升溫至80℃,并在此溫度下回流2h,然后加入1mL濃硫酸,繼續(xù)反應(yīng)3h。TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,旋蒸除去多余的甲醇,加入50mL水,然后用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥后經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=1∶5,體積比)得到白色固體產(chǎn)品2.4g,收率53%,mp:59~61℃。
1.4 (E)-2-(2′-溴甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟的合成
取2.0g(E)-2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟加入到150mL的三口燒瓶中,加入20mLCCl4作為溶劑,室溫下攪拌10min,然后分批加3.56gN-溴代丁二酰亞胺,加入少許過氧化苯甲酰作為引發(fā)劑,在室溫下攪拌30min,然后升溫至85℃,并在此溫度下回流3h。TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,旋蒸除去CCl4,向瓶中加入30mL水,用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥后經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=1∶4,體積比)得無色的油狀液體產(chǎn)品1.8g,收率為62.5%。
1.5 間三氟甲基苯乙酮肟的合成
取5.0g間三氟甲基苯乙酮加入到250ml的三口燒瓶中,加入30ml甲醇作為溶劑,然后向反應(yīng)瓶中加入3.67g鹽酸羥胺,室溫下攪拌10min,然后加入2mL濃硫酸,升溫至80℃,加熱回流3h。TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,旋蒸除去甲醇,加50mL水稀釋,然后用飽和NaOH水溶液把溶液調(diào)至中性,用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥后經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=1∶3,體積比)得白色針狀固體4.2g,收率為78%,mp:68~69℃。
1.6 肟菌酯的合成
取0.25g間三氟甲基苯乙酮肟加入到100mL的單口瓶中,加入10mLDMF作為溶劑,然后加入0.08g氫化鈉,室溫下反應(yīng)30min;加入0.35g (E)-2-(2′-溴甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟,繼續(xù)在室溫下反應(yīng)5h;TLC檢測(cè)反應(yīng)完成后,加30mL水稀釋,然后用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥后經(jīng)柱層析(乙酸乙酯∶石油醚=1∶2,體積比)得白色固體產(chǎn)品0.41g,收率為82%,mp:69~71℃(文獻(xiàn)報(bào)道72.9℃)。
2 結(jié)果與討論
此路線中對(duì)于原料鄰甲基苯乙酸的第一步反應(yīng)是先酯化再氧化,還是先氧化再酯化的問題做了很長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)嘗試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)先酯化再氧化的過程中,亞甲基的氧化變得比較困難,用堿性的高錳酸鉀氧化速度很慢,并且生成了一個(gè)難以分離的雜質(zhì)。而調(diào)整反應(yīng)順序時(shí)發(fā)現(xiàn),不光是反應(yīng)的收率有所提高(產(chǎn)品收率75%),生成物的提純也變得相對(duì)簡(jiǎn)單。原因可能是由于鄰甲基苯乙酸形成了分子間的氫鍵,影響了羰基的拉電子能力,導(dǎo)致亞甲基的電子云密度比較高,容易被氧化。類似的問題也出現(xiàn)在第三步和第四步,經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)表明,先肟化后溴代的總體收率(33%)要高于先溴代后肟化的總體收率(19%)。此外,溴代反應(yīng)中NBS的用量也會(huì)影響反應(yīng)收率。用量過少時(shí)溴代不完全,用量過多又會(huì)造成多溴代副產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)NBS和(E)-2-(2′-甲基苯基)-2-羰基乙酸甲酯-O-甲基酮肟的物質(zhì)的量之比為2∶1時(shí)反應(yīng)收率最高。
3 結(jié)論
研究了以鄰甲基苯乙酸為原料,經(jīng)過氧化,酯化,肟化,溴代,然后和間三氟甲基苯乙酮肟縮合制備肟菌酯的新工藝路線,總體收率為17%。此路線避免采用氯化亞砜或者光氣作為氯代試劑,全部采用常規(guī)的實(shí)驗(yàn)條件和藥品,采用廉價(jià)的起始原料,降低了生產(chǎn)成本,并且每一步都有著較高的收率,每步反應(yīng)的后處理也比較簡(jiǎn)單,沒有產(chǎn)生大量的有毒氣體和一些污染環(huán)境的雜質(zhì),具有進(jìn)一步研究開發(fā)的價(jià)值。
(摘自《化學(xué)研究》)endprint