三甲?；淄榈暮铣晒に嚫倪M(jìn)

奉 強(qiáng), 何 冰, 張 琦, 李仲輝, 張小玲

(1． 成都師范學(xué)院 a. 化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)系; b. 教務(wù)處，四川 成都 611130)

三甲?；淄?4)是有機(jī)合成的重要中間體，分子中含有多個醛基反應(yīng)活性位點，能夠與許多有機(jī)化合物反應(yīng)。4因易于衍生為雜環(huán)化合物[1，2]和多作用位點的化學(xué)傳感器[3]等而在合成化學(xué)中廣泛應(yīng)用，目前越來越重視對其合成方法的研究。

4的合成通常是以溴乙酸為原料，在POCl3作用下與N，N-二甲基甲酰胺(DMF)反應(yīng)后經(jīng)系列處理制得。Arnold Z等[4]采用溴乙酸在氧氯化磷作用下與DMF反應(yīng)，所得中間體直接用碳酸鉀多次游離，再用硫酸酸化合成4。該方法合成的4需經(jīng)柱層析純化，難以放量生產(chǎn)，限制了其在合成中的廣泛應(yīng)用。Zdeněk Arnold等[5]報道在POCl3作用下溴乙酸和DMF作用后，反應(yīng)體系用高氯酸作沉淀劑，沉淀物用SO2/乙醇溶液洗去表面吸附的高氯酸后再用4 mol·L-1氫氧化鈉甲醇溶液解離、鹽酸酸化，4的收率40%。該方法合成的4純度較高，但操作繁瑣，需在-25 ℃處理，并且用到高氯酸和二氧化硫。F Wudl等[6]報道的改進(jìn)方法是在溴乙酸反應(yīng)生成鎓鹽后，以氟硼酸鈉作沉淀劑沉淀，所得雙氟硼酸鹽沉淀經(jīng)碳酸鉀解離、鹽酸中和得粗品4，收率約60%，但需進(jìn)一步真空升華才能得到高純度的4。繁瑣的純化操作限制了該法在合成中的廣泛應(yīng)用。

Scheme1

本文對文獻(xiàn)[4～6]方法進(jìn)行工藝改進(jìn)：溴乙酸與DMF反應(yīng)生成2-(N,N-二甲胺基亞甲基)-1,3-雙二甲基氮葉利德二鹽酸鹽(1)；以三水合高氯酸鋰為沉淀劑沉淀1得2-(N,N-二甲胺基亞甲基)-1,3-雙二甲基氮葉利德二高氯酸鹽(2)；用甲醇鈉為解離劑解離2得三甲酰基甲烷鈉鹽(3)； 3經(jīng)18%鹽酸酸化合成了4(Scheme 1)，總收率60.85%(以溴乙酸計),純度97%,其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和13C NMR確證。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

WBS-1B型數(shù)字熔點儀(溫度未校正)；Bruker-400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；ZQ4000/2695型高效液相色譜儀。

溴乙酸，Aldrich；其余所用試劑均為分析純，未經(jīng)處理直接使用。

1.2 合成

(1)2的合成

氮氣保護(hù)，在三頸瓶中加入DMF 70 mL(0.91 mol),攪拌下于0 ℃～5 ℃滴加POCl364 mL(0.7 mol)，滴畢，于室溫反應(yīng)至反應(yīng)液為無色為止(約2 h)。分批加入溴乙酸27.8 g(0.2 mol)，加畢，于80 ℃反應(yīng)過夜(TLC監(jiān)測)。冷卻至約40 ℃，減壓蒸去多余DMF得黏稠液體(1)，攪拌下加入冰冷乙醇(約0 ℃～5 ℃， 75 mL)中，攪拌10 min后慢慢加入150 mL冰水。劇烈攪拌下分批加入LiClO4·3H2O 64 g(0.4 mol)，加畢，靜置2 h。過濾，濾餅用冷乙醇(10 mL)洗滌至白色，干燥得白色固體物265.4 g，收率85.7%(直接用于下步反應(yīng))。

(2) 4的合成

在反應(yīng)瓶中加入甲醇150 mL，攪拌下于0 ℃加入金屬鈉13.8 g(0.6 mol)，攪拌使其溶解得甲醇鈉溶液。攪拌下于0 ℃分批加入2 65.4 g，加畢，于0 ℃反應(yīng)1 h(析出的大量白色固體為3)。過濾，濾餅用甲醇充分洗滌，分批加入稀鹽酸(18%， 50 mL)中，攪拌使其完全溶解后再反應(yīng)1 h。用二氯甲烷(3×100 mL)萃取，合并萃取液，用無水硫酸鎂干燥，減壓旋去溶劑得淡黃色固體4 14.2 g， m.p.97.5 ℃～99.0 ℃(101 ℃～103 ℃[5])，產(chǎn)率71%；1H NMRδ： 9.03(s， 2H)， 9.47(s， 1H)， 13.71(s， 1H);13C NMRδ： 118.22, 186.77, 167.20。

2 結(jié)果與討論

我們曾以溴乙酸為原料，在POCl3作用下與DMF反應(yīng)得1； 1用高氯酸鋰成鹽得2，再用堿碳酸鈉或碳酸鉀作解離劑解離。但檢測發(fā)現(xiàn)反應(yīng)停留在中間體5[褐色油狀物，1H NMRδ： 3.44(s， 6H)， 7.66(s， 1H)， 9.53(s， 2H)；13C NMRδ： 44.5， 48.9， 111.4， 159.5， 188.7](Scheme 2)階段，未得到目標(biāo)化合物3。

Scheme2

為此，我們考察了堿對解離反應(yīng)的影響，結(jié)果見表1。由表1可見，只有使用堿性更強(qiáng)的醇堿-醇溶液作解離試劑才能得到預(yù)期產(chǎn)物3，而且收率70%，純度達(dá)97%。

綜合堿的價格因素，我們選擇價格相對低廉的甲醇鈉作解離劑。

表 1 堿對解離反應(yīng)的影響*Table 1 Effect of base on dissociation

*堿0.6 mol,其余反應(yīng)條件同1.2(2)

以甲醇鈉作解離劑，其余反應(yīng)條件同1．2(2)，考察其用量對解離反應(yīng)的影響，結(jié)果見表2。從表2可見，甲醇鈉溶液的用量為3.0 eq時，效果較好，3的收率最高(71%)。

表 2 堿的用量對解離反應(yīng)的影響*Table 2 Effect of base amount on dissociation

*甲醇鈉作解離劑，其余反應(yīng)條件同1．2(2)；以溴乙酸計算收率

3 結(jié)論

以溴乙酸為原料，經(jīng)生成雙鎓鹽、成鹽沉淀、醇堿解離、鹽酸酸化反應(yīng)合成了三甲酰基甲烷。該法較文獻(xiàn)方法具有成本低、操作簡便、沉淀試劑無腐蝕性、總收率高(60．85%)和純度高(97%)等特點，有利于放量生產(chǎn)。

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