CN102659733A - 一种十氢化-螺[呋喃-2(3h),5'-[4.7]亚甲基-5h-茚]的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]的制备方法。以双环戊二烯为原料,通过水合、加氢、氧化得到中间体4,7-桥亚甲基茚酮后,与3-溴-1-丙醇格氏试剂反应,经分子内脱水得到十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基[5H]茚]。本发明所使用的双环戊二烯和3-溴-1-丙醇都是商品化产品,反应原料易得,价格低廉。同时本发明的一种十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基[5H]茚制备方法,由于采用绿色氧化,污染小,操作简单,易于实现工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]的制备方法。
背景技术
十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚],具有柑橘,葡萄柚,并有岩兰草,香根草油香调的香料,是一种非常有价值的日化香料。
根据我们查阅的文献资料,国内外尚无关于十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]合成的直接报道,美国专利(US3417132)有对其关键中间体4,7-桥亚甲基茚酮的合成方法的报道,即用双环戊二烯为原料通过水合反应得到中间体1,即3a,4,5,6,7,7a-六氢-5-羟基-4,7-桥亚甲基茚,中间体1在重铬酸钠和浓硫酸的体系中氧化得到中间体8即3a,4,5,6,7,7a-六氢-5-羰基-4,7-桥亚甲基茚,最后在镍催化的作用下加氢得到中间体3,即4,7-桥亚甲基茚酮。其化学反应过程的示意图如图1所示,但该化学反应过程中在氧化步骤中采用的是重铬酸钠,该物质剧毒,对环境的污染大。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]的制备方法,并在中间产物4,7-桥亚甲基茚酮的制备过程当中采用绿色氧化工艺,既经济又环保,操作简单且污染小,适合工业化生产。
本发明的技术方案
一种十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4.7]亚甲基-5H-茚]的制备方法,即首先以双环戊二烯为原料,通过水合,加氢,氧化得到中间体4,7-桥亚甲基茚酮,其制备过程的反应示意图如图2所示,然后,将所得的4,7-桥亚甲基茚酮再与3-溴-1-丙醇格氏试剂反应,经分子内脱水后得到十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4.7]亚甲基-5H-茚]。
上述的一种十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4.7]亚甲基-5H-茚]的制备方法,其制备过程具体包括如下步骤:
(1)、中间体1,即3a,4,5,6,7,7a-六氢-5-羟基-4,7-桥亚甲基茚的制备
双环戊二烯与25%硫酸溶液混合,升温至105℃,反应5.5h后停止,冷却至室温,静置分去水层,水层用甲基叔丁基醚萃取两次,合并有机相,饱和氯化钠溶液洗涤至中性,无水硫酸钠干燥,脱去溶剂甲基叔丁基醚得到中间体1,即3a,4,5,6,7,7a-六氢-5-羟基-4,7-桥亚甲基茚;
(2)、中间体2,即2,3,3a,4,5,6,7,7a-八氢-5-羟基-4,7-桥亚甲基茚的制备
将步骤(1)所得的中间体1按其与甲醇的质量体积比计算,即中间体1:甲醇为1g:3ml将中间体1溶于甲醇中,在10%Pd/C催化剂的作用下加氢,压力控制在3.5MPa~4.0MPa,温度升至95℃左右,反应4h停止,冷却至室温,过滤除去Pd/C催化剂,脱去甲醇溶剂,得到中间体2,即2,3,3a,4,5,6,7,7a-八氢-5-羟基-4,7-桥亚甲基茚;
(3)、中间体3,即4,7-桥亚甲基茚酮的制备
在钨酸钠催化剂的作用下,将步骤(2)所得的中间体2和三辛基甲基氯化铵升温至80℃,控制搅拌转速为500r/min,温度在80~85℃,滴加浓度为30%的过氧化氢水溶液,控制滴加时间约为1h,滴加完毕后继续保温反应4h,反应结束后,冷却至室温,静置分去水层,水层用甲基叔丁基醚萃取两次,合并有机相,再用饱和亚硫酸钠溶液洗涤有机相,静置分去水层,洗涤至水层用淀粉KI试纸检测不变蓝为止,有机相经无水硫酸钠干燥后,减压蒸馏得中间体3,即4,7-桥亚甲基茚酮;
上述的减压蒸馏过程中控制过程参数为99~101℃/2mmHg;
其中所述的中间体2、过氧化氢、三辛基甲基氯化铵和钨酸钠的用量按摩尔比计算,即中间体2:过氧化氢:三辛基甲基氯化铵:钨酸钠为1.0:1.0~2.0:9.9×10-3:6.1×10-3;
(4)、中间体4的制备
将3-溴-1-丙醇溶于四氢呋喃,形成浓度约为1.5N的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液,并冷却至-15℃,控制磁力搅拌转速为500r/min进行搅拌;
取2N的异丙基格氏试剂的四氢呋喃溶液缓慢滴加到上述的1.5N的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液中,控制滴加滴加时间约为1h,滴加完毕后继续搅拌1h,得到中间体7的四氢呋喃溶液,并将此溶液转移到滴液漏斗中备用;
上述的2N的异丙基格氏试剂的四氢呋喃溶液和1.5N的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液混合的体积比即2N的异丙基格氏试剂的四氢呋喃溶液:1.5N的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液为3:4;
在配有电磁搅拌器、温度计和带有干燥管的回流冷凝管的四口烧瓶里加入镁屑、四氢呋喃和0.01~10g碘,升温至50℃;
将上述所得的中间体7的四氢呋喃溶液缓缓滴加到上述的四口烧瓶中,当出现大量的白色泡沫,即反应引发,继续滴加中间体7的四氢呋喃溶液维持体系回流,待烧瓶中的镁屑消失后,继续室温搅拌2h得到中间体4的四氢呋喃溶液,即3-溴-1-丙醇格氏试剂的四氢呋喃溶液;
上述的中间体7、镁屑和四氢呋喃的溶液按摩尔比计算,即中间体7:镁屑:四氢呋喃为1:1.2:5.3;
(5)、中间体5的制备
将步骤(3)所得的4,7-桥亚甲基茚酮3溶于四氢呋喃中,形成浓度约为1N的中间体3即4,7-桥亚甲基茚酮的四氢呋喃溶液,并冷却至-15℃,磁力搅拌器搅拌,控制搅拌速率500r/min;
取步骤(4)中所得到的中间体4的四氢呋喃溶液缓慢滴加到上述所得的1N的中间体3的四氢呋喃溶液中,控制滴加时间为1h,待滴加完毕后,体系恢复至室温,搅拌24h,反应完毕后,用水淬灭,静置分出水层,水层用甲基叔丁基醚萃取两次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,脱去甲基叔丁基醚溶剂,得到中间体5,即2,3,3a,4,5,6,7,7a-八氢-5-羟基-5-(3-羟基丙基)-4,7-桥亚甲基茚;
上述的中间体4的四氢呋喃溶液和中间体3的四氢呋喃溶液混合的体积比,即中间体4的四氢呋喃溶液:中间体3的四氢呋喃溶液为2:1;
(6)、最终产物6,即十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]的制备
将步骤(5)所得的中间体5溶于1,2-二氯乙烷中形成浓度为1N的溶质为中间体5的1,2-二氯乙烷溶液,并和催化剂A一起置于带有搅拌的三口烧瓶中,搅拌升温至80℃,反应2.5h后停止反应,用水洗涤产物,静置分出水层,水层用二氯甲烷萃取两次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,经减压蒸馏得最终产物6,即十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚];
上述的减压蒸馏过程中控制过程参数为参数75~78℃/2mmHg;
其中所述的催化剂A为氯化锌、氯化铝或氯化铁;
所述的中间体5、催化剂A的摩尔比按中间体5:催化剂A为1:1计算。
本发明的有益效果
本发明的一种十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4.7]亚甲基-5H-茚的制备方法提供了一种全合成工艺,使用的原材料双环戊二烯和3-溴-1-丙醇都是商品化试剂,反应原料易得,且价格低廉。
同时,在中间体4,7-桥亚甲基茚酮的制备过程中采用双氧水、钨酸钠体系的绿色氧化,避免了现有的制备方法中采用重铬酸钠的氧化,从而减少了污染,操作简单,易于工业化生产。
附图说明
图1、美国专利(US3417132)中的一种4,7-桥亚甲基茚酮的制备方法的化学反应示意图;
图2、本发明的中间体4,7-桥亚甲基茚酮的制备过程的化学反应示意图;
图3、本发明的一种十氢螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基[5H]茚]的制备方法的化学反应示意图。
具体实施方法
下面通过实施例并结合附图对本发明进一步详细描述,但并不限制本发明。
本发明所用的原料及各种试剂均为分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司。
十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]的测定方法:气相色谱分析。十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]纯度的计算:气相色谱显示。
本发明的十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]测定所用的仪器:GC-1690气相色谱仪(杭州科晓化工仪器设备有限公司)。
实施例1
一种十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]的制备方法,其制备过程的化学反应示意图如图3所示,其制备过程具体包括如下步骤:
(1)、中间体1的制备,即图3中的双环戊二烯在25%硫酸溶液的作用下生成中间体1,即3a,4,5,6,7,7a-六氢-5-羟基-4,7-桥亚甲基茚;
在装有机械搅拌和温度计的1L三口烧瓶中,加入150g(1.14mol)的双环戊二烯和450g 25%硫酸溶液,升温至105℃回流,反应5.5h后停止,冷却至室温,静置分去水层,水层用0.5L甲基叔丁基醚萃取两次,合并有机相,用饱和氯化钠溶液洗涤至中性,无水硫酸钠干燥,脱去溶剂甲基叔丁基醚,得到143.7g的中间体1,纯度为93.4%;
(2)、中间体2的制备,即图3中由中间体1在10%Pd/C催化剂作用下加氢得到中间体2,即2,3,3a,4,5,6,7,7a-八氢-5-羟基-4,7-桥亚甲基茚;
在1L的高压釜中,加入143.7g步骤(1)所得的中间体1和0.45L甲醇,并加入0.6g10%Pd/C催化剂,压力控制在3.5MPa~4.0MPa,升温至95℃左右,反应4h停止,冷却至室温,过滤回收Pd/C催化剂,脱去甲醇溶剂,得到144.8g中间体2,纯度为92.1%;
(3)、中间体3的制备,即图3中由中间体2、三辛基甲基氯化铵和过氧化氢在催化剂钨酸钠作用下得到中间体3,即4,7-桥亚甲基茚酮;
在装有机械搅拌、滴液漏斗和温度计的0.5L四口烧瓶中,加入144.8g(0.95mol)步骤(2)所得的中间体2、3.8g(9.4×10-3mol)三辛基甲基氯化铵和1.9g(5.8×10-3mol)钨酸钠后升温至80℃,快速搅拌下,慢慢滴加107.7g(0.95mol)过氧化氢,滴加时间约为1h,控制温度在80~85℃,滴加完毕后,继续保温反应4h后,停止反应,冷却至室温,静置分去水层,水层用0.5L甲基叔丁基醚萃取两次,合并有机相,用饱和亚硫酸钠溶液洗涤有机相,洗涤至水层用淀粉KI试纸检测不变蓝为止,有机相用无水硫酸钠干燥,减压蒸馏得93.4g中间体3,即4,7-桥亚甲基茚酮,产率为64.5%,纯度为95.3%;
上述的减压蒸馏过程中控制过程参数为参数99~101℃/2mmHg;
(4)、中间体4的制备,图3中3-溴-1-丙醇与异丙基格氏试剂的四氢呋喃溶液共同反应后所得的中间体7在Mg及四氢呋喃的作用下反应生成中间体4;
取139g(1.23mol)3-溴-1-丙醇溶于0.75L四氢呋喃,形成0.82L的1.5N的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液,冷却至为-15℃,控制磁力搅拌转速为500r/min;
取0.62L(2N四氢呋喃溶液)异丙基格氏试剂的四氢呋喃溶液缓慢滴加到上述的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液中,滴加时间约为1h,滴加完毕后继续搅拌1h,得到1.4L中间体7的四氢呋喃溶液,并将此溶液转移到滴液漏斗中备用;
上述的2N的异丙基格氏试剂的四氢呋喃溶液和1.5N的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液混合的体积比即2N的异丙基格氏试剂的四氢呋喃溶液:1.5N的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液为3:4;
在配有电磁搅拌器、温度计和带有干燥管的回流冷凝管的四口烧瓶里加入36g(1.5mol)镁片、0.3L四氢呋喃、和0.1g碘,升温至50℃;
将上述所得的中间体7的四氢呋喃溶液缓缓滴加到烧瓶中,当出现大量的白色泡沫,即反应引发后,继续滴加中间体7的四氢呋喃溶液维持体系回流,待烧瓶中的镁屑消失后,继续室温搅拌2h得到中间体4的四氢呋喃溶液,即3-溴-1-丙醇格氏试剂的四氢呋喃溶液;
(5)、中间体5的制备,图3中由中间体3和中间体4反应生成中间体5;
取93.4g步骤(3)所得的中间体3溶于0.3L四氢呋喃,得到浓度为1N的中间体3的四氢呋喃溶液,冷却至-15℃,磁力搅拌器搅拌,控制搅拌速度为500r/min下向其中滴加步骤(4)中所得的中间体4的四氢呋喃溶液,滴加时间约为1h,待滴加完毕后,升温至室温,继续搅拌24h进行反应,完毕后用水淬灭,静置分出水层,水层用0.5L甲基叔丁基醚萃取两次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,脱去甲基叔丁基醚溶剂,得到128.4g中间体5,纯度92.4%;
上述的中间体4的四氢呋喃溶液和中间体3的四氢呋喃溶液混合的体积比,即中间体4的四氢呋喃溶液:中间体3的四氢呋喃溶液为2:1;
(6)、最终产物6的制备,图3中中间体5在催化剂A的作用下生成最终产物6,即十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚];
在装有机械搅拌和温度计的2L三口烧瓶中,加入128.4g(0.61mol)步骤(5)所得的中间体5、0.5L的1,2-二氯乙烷,形成浓度为1N的溶质为中间体5的1,2-二氯乙烷溶液,再加入83g(0.61mol)的氯化锌,控制搅拌转速为500r/min下升温搅拌至80℃,反应2.5h后停止反应,用1L的水洗涤产物,静置分出水层,水层用1L的二氯甲烷萃取两次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,经减压蒸馏得94.3g的最终产物6,即十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚],产率为84%,纯度为95.6%;
上述的减压蒸馏过程中控制过程参数为参数75~78℃/2mmHg。
实施例2
一种十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]的制备方法,其制备过程具体包括如下步骤:
(1)、中间体1的制备同实施例1;
(2)、中间体2的制备同实施例1;
(3)、中间体3,即4,7-桥亚甲基茚酮的制备
在装有机械搅拌、滴液漏斗和温度计的0.5L四口烧瓶中,加入上述144.8g(0.96mol)中间体2、3.8g(9.4×10-3mol)三辛基甲基氯化铵和1.9g(5.8×10-3mol)钨酸钠升温至80℃,快速搅拌下,慢慢滴加160g(1.4mol)过氧化氢,控制温度在80~85℃,滴加时间约为1h,滴加完毕后,继续保温反应4h后,取样分析,反应完后,冷却至室温,静置分去水层,水层用0.5L甲基叔丁基醚萃取两次,合并有机相,用饱和亚硫酸钠溶液洗涤有机相,洗涤至水层用淀粉KI试纸检测不变蓝为止,有机相用无水硫酸钠干燥,减压蒸馏得124.1g中间体3,即4,7-桥亚甲基茚酮,产率为86.3%,纯度为94.9%;
上述的减压蒸馏过程中控制过程参数为参数99~101℃/2mmHg;
(4)、中间体4的制备
取183g(1.62mol)3-溴-1-丙醇溶于1L四氢呋喃,形成1.2L的浓度为1.4mol/L的3-溴-1-丙醇的四氢呋喃溶液,冷却至为-15℃,控制磁力搅拌转速为500r/min;
取0.9L(2N四氢呋喃溶液)异丙基格氏试剂的四氢呋喃溶液缓慢滴加到上述所得的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液中,滴加时间约为1h,滴加完毕后继续搅拌1h,得到2.0L的中间体7的四氢呋喃溶液,并将此溶液转移到滴液漏斗中备用;
上述的2N的异丙基格氏试剂的四氢呋喃溶液和1.5N的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液混合的体积比即2N的异丙基格氏试剂的四氢呋喃溶液:1.5N的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液为3:4;
在配有电磁搅拌器、温度计和带有干燥管的回流冷凝管的四口烧瓶里加入47g(1.96mol)镁片、0.3L四氢呋喃、和0.1g碘,升温至50℃;
将上述所得的中间体7的四氢呋喃溶液缓缓滴加到上述的四口烧瓶中,当出现大量的白色泡沫,即反应引发后,继续滴加中间体7的四氢呋喃溶液维持体系回流,待烧瓶中的镁屑消失后,继续室温搅拌2h得到中间体4的四氢呋喃溶液,即3-溴-1-丙醇格氏试剂的四氢呋喃溶液;
(5)、中间体5的制备
取124.1g步骤(3)所得的中间体3溶于0.3L四氢呋喃,得到浓度为1N的中间体3的四氢呋喃溶液,温度降至-15℃,磁力搅拌器搅拌,控制搅拌速度为500r/min下滴加步骤(4)所得的中间体4的四氢呋喃溶液,控制滴加速度为20ml/min,待滴加完毕后,使体系升温至室温,搅拌24h,反应完毕后,用水淬灭,静置分出水层,水层用0.5L甲基叔丁基醚萃取两次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,脱去甲基叔丁基醚溶剂,得到171.6g中间体5,纯度91.8%;
上述的中间体4的四氢呋喃溶液和中间体3的四氢呋喃溶液混合的体积比,即中间体4的四氢呋喃溶液:中间体3的四氢呋喃溶液为2:1;
(6)、最终产物6,即十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]的制备
在装有机械搅拌和温度计的2L三口烧瓶中,加入171.6g(0.82mol)步骤(5)所得的中间体5、0.7L的1,2-二氯乙烷,形成浓度为1N的溶质为中间体5的1,2-二氯乙烷溶液,再加入109.5g(0.82mol)的氯化铝,控制搅拌转速为500r/min下升温搅拌至80℃,反应2.5h后停止反应,用1L的水洗涤产物,静置分出水层,水层用1L的二氯甲烷萃取两次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,经减压蒸馏得117.5g的最终产物6,即十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚],产率为78%,纯度为96%;
上述的减压蒸馏过程中控制过程参数为参数75~78℃/2mmHg。
实施例3
一种十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]的制备方法,其制备过程具体包括如下步骤:
(1)、中间体1的制备同实施例1;
(2)、中间体2的制备同实施例1;
(3)、中间体3即4,7-桥亚甲基茚酮的制备
在装有机械搅拌、滴液漏斗和温度计的0.5L四口烧瓶中,加入144.8g(0.96mol)步骤(2)所得的中间体2、3.8g(9.4×10-3mol)三辛基甲基氯化铵和1.9g(5.8×10-3mol)钨酸钠升温至80℃,快速搅拌下,慢慢滴加215g(1.9mol) 过氧化氢,滴加时间约为1h,控制温度在80~85℃,滴加完毕后,继续保温反应4h后,取样分析,反应完后,冷却至室温,静置分去水层,水层用0.5L甲基叔丁基醚萃取两次,合并有机相,用饱和亚硫酸钠溶液洗涤有机相,洗涤至水层用淀粉KI试纸检测不变蓝为止,有机相无水硫酸钠干燥,经减压蒸馏得123.7g中间体3,即4,7-桥亚甲基茚酮,产率为86%,纯度为93.4%;
上述的减压蒸馏过程中控制过程参数为参数99~101℃/2mmHg;
(4)、中间体4的制备同实施例2;
(5)、中间体5的制备
取123.7g步骤(3)所得的中间体3溶于0.3L四氢呋喃,得到浓度为1N的中间体3的四氢呋喃溶液,温度降至-15℃,磁力搅拌器搅拌,搅拌下滴加步骤(5)中所得的中间体4的四氢呋喃溶液,滴加时间约为1h,待滴加完毕后,使体系升温至室温,搅拌24h,反应完毕后,用水淬灭,静置分出水层,水层用0.5L甲基叔丁基醚萃取两次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,脱去甲基叔丁基醚溶剂,得到172.4g中间体5,纯度93.2%;
上述的中间体4的四氢呋喃溶液和中间体3的四氢呋喃溶液混合的体积比,即中间体4的四氢呋喃溶液:中间体3的四氢呋喃溶液为2:1;
(6)、最终产物6,即十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]的制备
在装有机械搅拌和温度计的2L三口烧瓶中,加入172.4g(0.82mol)步骤(5)所得的中间体5、0.7L的1,2-二氯乙烷,形成浓度为1N的溶质为中间体5的1,2-二氯乙烷溶液,再加入133.4g(0.82mol)的氯化铁,控制搅拌转速为500r/min下升温搅拌至80℃,反应2.5h后停止反应,用1L的水洗涤产物,静置分出水层,水层用1L的二氯甲烷萃取两次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,经减压蒸馏得112.6g的最终产物6,即十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚],产率为76%,纯度为94%;
上述的减压蒸馏过程中控制过程参数为参数75~78℃/2mmHg。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明,而依据本发明的技术方案所做的任何等效变换,均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]的制备方法,其特征在于以双环戊二烯为原料,通过水合、加氢、氧化得到中间体4,7-桥亚甲基茚酮后,再与3-溴-1-丙醇格氏试剂反应,经分子内脱水得到十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基[5H]茚]。
2.如权利要求1所述的一种十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]的制备方法,其特征在于具体包括如下制备步骤:
(1)、3a,4,5,6,7,7a-六氢-5-羟基-4,7-桥亚甲基茚的制备
双环戊二烯与25%硫酸溶液混合,升温至105℃,反应5.5h后停止,冷却至室温,静置分去水层,水层用甲基叔丁基醚萃取两次,合并有机相,饱和氯化钠溶液洗涤至中性,无水硫酸钠干燥,脱去溶剂甲基叔丁基醚,得到中间体1,即3a,4,5,6,7,7a-六氢-5-羟基-4,7-桥亚甲基茚;
(2)、2,3,3a,4,5,6,7,7a-八氢-5-羟基-4,7-桥亚甲基茚的制备
将步骤(1)所得的中间体1按其与甲醇的质量体积比计算,即中间体1:甲醇为1g:3ml将中间体1溶于甲醇中,在10%Pd/C催化剂的作用下加氢,压力控制在3.5MPa~4.0MPa,升温至95℃,反应4h停止,冷却至室温,过滤除去Pd/C催化剂,脱去甲醇溶剂,得到中间体2,即2,3,3a,4,5,6,7,7a-八氢-5-羟基-4,7-桥亚甲基茚;
(3)、4,7-桥亚甲基茚酮的制备
在钨酸钠催化剂的作用下,将步骤(2)所得的中间体2和三辛基甲基氯化铵升温至80℃,控制搅拌转速为500r/min,温度在80~85℃,滴加浓度为30%的过氧化氢水溶液,控制滴加时间为1h,滴加完毕后继续保温反应4h,反应结束后,冷却至室温,静置分去水层,水层用甲基叔丁基醚萃取两次,合并有机相,再用饱和亚硫酸钠溶液洗涤有机相,静置分去水层,洗涤至水层用淀粉KI试纸检测不变蓝为止,有机相经无水硫酸钠干燥后,减压蒸馏得中间体3,即4,7-桥亚甲基茚酮;
上述的减压蒸馏过程中控制过程参数为99~101℃/2mmHg;
其中所述的中间体2、过氧化氢、三辛基甲基氯化铵和钨酸钠的用量按摩尔比计算,即中间体2:过氧化氢:三辛基甲基氯化铵:钨酸钠为1.0:1.0~2.0:9.9×10-3:6.1×10-3;
(4)、中间体4的制备
将3-溴-1-丙醇溶于四氢呋喃,形成浓度为1.5N的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液,并冷却至-15℃,控制磁力搅拌转速为500r/min进行搅拌;
取2N的异丙基格氏试剂的四氢呋喃溶液缓慢滴加到上述的1.5N的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液中,滴加时间控制为1h,滴加完毕后继续搅拌1h,得到中间体7的四氢呋喃溶液,并将此溶液转移到滴液漏斗中备用;
上述的2N的异丙基格氏试剂的四氢呋喃溶液和1.5N的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液混合的体积比即2N的异丙基格氏试剂的四氢呋喃溶液:1.5N的3-溴-1-丙醇四氢呋喃溶液为3:4;
在配有电磁搅拌器、温度计和带有干燥管的回流冷凝管的四口烧瓶里加入镁屑、四氢呋喃和0.01~10g的碘,升温至50℃后将上述所得的中间体7的四氢呋喃溶液缓缓滴加到上述的四口烧瓶中,当出现大量的白色泡沫,即反应引发,继续滴加中间体7的四氢呋喃溶液维持体系回流,待烧瓶中的镁屑消失后,继续室温搅拌2h得到中间体4的四氢呋喃溶液;
上述的中间体7、镁屑和四氢呋喃的溶液按摩尔比计算,即中间体7:镁屑:四氢呋喃为1:1.2:5.3;
(5)、中间体5的制备
将步骤(3)所得的4,7-桥亚甲基茚酮3溶于四氢呋喃中,形成浓度约为1N的中间体3即4,7-桥亚甲基茚酮的四氢呋喃溶液,并冷却至-15℃,磁力搅拌器搅拌,控制搅拌速率500r/min;
取步骤(4)中所得到的中间体4的四氢呋喃溶液缓慢滴加到上述所得的1N的中间体3的四氢呋喃溶液中,控制滴加时间为1h,待滴加完毕后,体系恢复至室温,搅拌24h,反应完毕后,用水淬灭,静置分出水层,水层用甲基叔丁基醚萃取两次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,脱去甲基叔丁基醚溶剂,得到中间体5,即2,3,3a,4,5,6,7,7a-八氢-5-羟基-5-(3-羟基丙基)-4,7-桥亚甲基茚;
上述的中间体4的四氢呋喃溶液和中间体3的四氢呋喃溶液混合的体积比,即中间体4的四氢呋喃溶液:中间体3的四氢呋喃溶液为2:1;
(6)、最终产物6,即十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚]的制备
将步骤(5)所得的中间体5溶于1,2-二氯乙烷中形成浓度为1N的溶质为中间体5的1,2-二氯乙烷溶液,并和催化剂A一起置于带有搅拌的三口烧瓶中,搅拌升温至80℃,反应2.5h后停止反应,用水洗涤产物,静置分出水层,水层用二氯甲烷萃取两次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,经减压蒸馏得最终产物6,即十氢化-螺[呋喃-2(3H),5'-[4,7]亚甲基-5H-茚];
上述的减压蒸馏过程中控制过程参数为参数75~78℃/2mmHg;
其中所述的催化剂A为氯化锌、氯化铝或氯化铁;
所述的中间体5、催化剂A的摩尔比按中间体5:催化剂A为1:1计算。
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