2-甲基-9-芴酮的合成*

汪家宏，龍中柱，張程亮，呂心淵，王巧純(.華東理工大學(xué)精細(xì)化工研究所結(jié)構(gòu)可控先進(jìn)功能材料及其制備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上?！?037; .江蘇啟東東岳藥業(yè)有限公司，江蘇啟東　600)

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2-甲基-9-芴酮的合成*

汪家宏1，龍中柱2，張程亮2，呂心淵1，王巧純1
(1.華東理工大學(xué)精細(xì)化工研究所結(jié)構(gòu)可控先進(jìn)功能材料及其制備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200237; 2.江蘇啟東東岳藥業(yè)有限公司，江蘇啟東226200)

摘要:對(duì)甲苯胺與苯甲酰氯經(jīng)酰胺化反應(yīng)制得N-對(duì)甲苯基苯甲酰胺(1); 1經(jīng)傅克?；磻?yīng)和脫酰胺保護(hù)制得2-氨基-5-甲基二苯甲酮(2); 2經(jīng)Pschorr環(huán)合反應(yīng)合成了2-甲基-9-芴酮，總收率64%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR 和HR-ESI-MS確證。

關(guān)鍵詞:2-甲基-9-芴酮;傅克酰基化; Pschorr環(huán)合;合成

9-芴酮是重要的精細(xì)化學(xué)品原料，用于制備功能高分子、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等。其代表性化合物2-甲基-9-芴酮(3)在有機(jī)功能材料［1－2］及醫(yī)藥［3－5］領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。目前，3的合成方法主要有甲基芴的氧化法［6］、聯(lián)苯羧酸及其衍生物的Friedel－Crafts環(huán)化［7］、鈀或銅催化鹵代二苯甲酮環(huán)合［8－9］及二苯甲酮鈀催化脫氫［10－11］等。方法一原料不易得，而后三種方法均需貴金屬催化，成本較高。

本文以對(duì)甲苯胺和苯甲酰氯為起始原料，在縛酸劑NEt3存在下經(jīng)酰胺化反應(yīng)制得N-對(duì)甲苯基苯甲酰胺(1); 1和苯甲酰氯在路易斯酸催化下經(jīng)傅克?；磻?yīng)，再在70%硫酸中脫酰胺保護(hù)制得2-氨基-5-甲基二苯甲酮(2); 2經(jīng)Pschorr環(huán)合反應(yīng)合成了3(Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR 和HR-ESI-MS確證。

該合成方法具有原料易得、操作簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，為其他芴酮及其衍生物的合成提供參考。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

Scheme 1

海能MP100型全自動(dòng)熔點(diǎn)儀(溫度未校正); WFH-203B型三用紫外分析儀; Bruker-400MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)); Waters LCT Premier XE型質(zhì)譜儀。

對(duì)甲苯胺，苯甲酰氯，亞硝酸鈉和銅粉，分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;其余所用試劑均為分析純。

1.2合成

(1)1的合成

在反應(yīng)瓶中依次加入對(duì)甲苯胺53.58 g(500 mmol)，三乙胺75.89 g(750 mmol)和二氯甲烷400 mL，攪拌使其溶解;冰浴冷卻至0℃，緩慢滴加苯甲酰氯77.32 g(550 mmol)，滴畢，于5℃反應(yīng)3 h。旋蒸除去二氯甲烷，加入石油醚350 mL，過濾，濾餅分別用石油醚(2×50 mL)和乙酸乙酯(2×10 mL)洗滌，加水200 mL，攪拌0.5 h，過濾，濾餅干燥得白色粉末1 99.22 g，收率94%，m.p.154℃～156℃(154℃～157℃［12］);1H NMR δ:7.87(d，J=7.3 Hz，2H)，7.76(s，1H)，7.57～7.47(m，5H)，7.18(d，J=8.1 Hz，2H)，2.35(s，3H)。

(2)2的合成

數(shù)字化課程建設(shè)中要遵循學(xué)生受教育原則，在建設(shè)過程中要選用優(yōu)質(zhì)的教學(xué)知識(shí)載體，知識(shí)體系要從淺入深，知識(shí)內(nèi)容要簡單易懂，以此方便課程設(shè)計(jì)和制作。數(shù)字化課程建設(shè)需要完整的課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)資源，特別是一些能夠促使學(xué)生學(xué)習(xí)課外知識(shí)的內(nèi)容，這樣才能夠發(fā)揮數(shù)字化課程作用。在建設(shè)時(shí)要依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況來建設(shè)知識(shí)體系，設(shè)置內(nèi)容要符合學(xué)生認(rèn)知心理與知識(shí)理解規(guī)律。

在反應(yīng)瓶中加入1 84.44 g(400 mmol)，無水氯化鋅70.88 g(520 mmol)和苯甲酰氯84.01 g(600 mmol)，攪拌下緩慢升溫至160℃，反應(yīng)1 h。冷卻至100℃，用水(4×200 mL)洗滌，加入70%硫酸200 mL，攪拌于下140℃反應(yīng)2 h。冷卻至室溫，倒入大量水中，用氨水調(diào)至pH 8～10，用乙酸乙酯(2×300 mL)萃取，合并萃取液，用無水硫酸鈉干燥，旋蒸除溶，剩余物用95%乙醇重結(jié)晶得黃色固體2 69.41 g，收率82%，m.p.66℃～67℃(65℃～66℃［13］);1H NMR δ:7.64(d，J=6.8 Hz，2H)，7.54(t，J=6.8 Hz，1H)，7.47(t，J=6.8 Hz，2H)，7.23(s，1H)，7.13(d，J=8.0 Hz，1H)，6.68(d，J=8.0 Hz，1H)，5.91(s，2H)，2.18(s，3H)。

(3)3的合成

在反應(yīng)瓶中依次加入水120 mL，乙酸120 mL，硫酸37.80 g和2 40.00 g(190 mmol)，攪拌使其溶解;冷卻至0℃，緩慢滴加亞硝酸鈉13.25 g(190 mmol)水(25 mL)溶液，滴畢;保溫反應(yīng)1 h。加入銅粉4.00 g，于70℃反應(yīng)2 h(有氣體放出)。冷卻至室溫，用二氯甲烷(2×200 mL)萃取，合并萃取液，用無水硫酸鈉干燥，旋蒸除溶后用90%乙醇重結(jié)晶得黃色晶體3 30.04 g，收率83%，m.p.90℃～91℃(91℃～92℃［14］);1H NMR(DMSO-d6)δ:7.74(d，J=7.6 Hz，1H)，7.68(d，J=7.7 Hz，1H)，7.59(t，J=7.6 Hz，2H)，7.42(d，J=7.4 Hz，2H)，7.34(t，J=7.4 Hz，1H)，2.35(s，3H); HR-ESI-MS m/z:Calcd for C14H10O{［M + H］+} 195.081 0，found 195.079 3。

2　結(jié)果與討論

2.1合成

(1)1的合成

1的合成相對(duì)比較容易，反應(yīng)完后直接除去溶解性較好的二氯甲烷，加入溶解性較差的石油醚，過濾后用石油醚和乙酸乙酯的混合溶劑洗去未反應(yīng)完的苯甲酰氯，再用水洗去三乙胺鹽酸鹽，干燥即得1，收率較高。

(2)2的合成

(3)3的合成

2的環(huán)合過程實(shí)際上是分子內(nèi)的Gomberg－Bachmann反應(yīng)，即Pschorr反應(yīng)，其機(jī)理是芳胺經(jīng)重氮化后重氮鹽分解為自由基，然后與芳環(huán)偶聯(lián)環(huán)合，主要副產(chǎn)物是重氮鹽轉(zhuǎn)化為酚。為了提高3收率，本文對(duì)3的合成條件進(jìn)行了優(yōu)化。

增加溶劑中乙酸含量，直至用純乙酸作溶劑，考察乙酸用量對(duì)3收率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。由表1可見，增加乙酸用量對(duì)3的收率提高不明顯，較佳的乙酸用量為50%。

考察不同銅催化劑對(duì)3收率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。由表2可見，以氯化銅、氯化亞銅、硫酸銅和銅粉為催化劑，3收率基本不變。選擇銅粉為催化劑較佳。

考察反應(yīng)溫度對(duì)3收率的影響，結(jié)果見表3。由表3可見，反應(yīng)溫度分別為70℃和80℃時(shí)，3收率較高(83%和80%)，高于或低于該溫度區(qū)間收率均明顯下降。因此較佳的反應(yīng)溫度為70℃。

表1　乙酸用量對(duì)3收率的影響*Table 1　Effect of acetic acid amount on the yield of 3

表2　催化劑對(duì)3收率的影響*Table 2　Effect of the catalyst on the yield of 3

表3　反應(yīng)溫度對(duì)3收率的影響*Table 3　Effect of reaction temperature on the yield of 3

綜上所述，合成3的最佳反應(yīng)條件為:以50%乙酸水溶液為溶劑，銅粉為催化劑，反應(yīng)溫度為70℃。

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·研究簡報(bào)·

Synthesis of 2-Methyl-9H-fluoren-9-one

WANG Jia-hong1，LONG Zhong-zhu2，
ZHANG Cheng-liang2，LüXin-yuan1，WANG Qiao-chun1
(1.Laboratory for Advanced Materials and Institute of Fine Chemicals，East China University of Science and Technology，Shanghai 200237，China; 2.Qidongdongyue Pharm.Co.，Ltd.，Qidong 226200，China)

Abstract:N-(p-tolyl)benzamide(1)was obtained by acylation of p-toluidine with benzoyl chloride.(2-Amino-5-methylphenyl)(phenyl)methanone(2)was synthesized by Friedel－Crafts acylation and amide deprotection from 1.2-Methyl-9H-fluoren-9-one with the total yield of 64% was synthesized by Pschorr cyclization of 2.The structure was confirmed by1H NMR and HR-ESI-MS.

Keywords:2-methyl-9H-fluoren-9-one; Friedel－Crafts acylation; Pschorr cyclization; synthesis

作者簡介:汪家宏(1990－)，男，漢族，安徽六安人，碩士研究生，主要從事藥物中間體的研究。E-mail:jiahong22@126.com

基金項(xiàng)目:江蘇省企業(yè)院士工作站(BM2013038)

收稿日期:2014-06-09;

修訂日期:2015-01-15

DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005－1511.2015.05.0428 *

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

中圖分類號(hào):O625.15

通信聯(lián)系人:王巧純，博士，教授，博士生導(dǎo)師，Tel.021-64252758，E-mail:qcwang@ ecust.edu.cn