专利名称：一种制备羟基的芳香醛、酮的方法
技术领域：
本发明涉及合成含有脂肪醇羟基的芳香醛、酮的新方法。
技术背景选择氧化醇合成相应的醛或酮是有机合成中最重要的官能团转化反应之 一，而且已经建立了很多的方法。由于脂肪醇羟基和苄醇羟基具有几乎相同的 反应活性，所以当分子内同时含有脂肪醇羟基和苄醇羟基时，很难选择氧化苄醇羟基合成含脂肪醇羟基的芳香醛或酮。Guziec报道了以4倍当量的4- (二甲 基氨基)吡啶铬酸盐(DMAP. HCr03Cl)作为氧化剂选择氧化3-[4-(羟甲基)-苯基] 丙醇制备4-(3-羟丙基)-苯甲醛的方法(Guziec, J. F. S.; Luzzio, F. A. Og. Ozem. 1982,47,1787)，所用的含铬试剂毒性大，且收率(62%)不高。使用常用的吡 啶铬酸盐(PCC)氧化时，收率仅为45%，而且同时等到32%的二醛产物(Corey, E. J.; Suggs， J. W. rwra/z^/ra" i^仏1975， M, 2647)。由于含有脂肪醇羟基的芳香 醛或酮是重要的有机合成中间体，因此，我们开发了选择性好、收率高、反应 条件温和的新方法。 发明内容本发明提供了一种制备含有脂肪醇羟基的芳香醛、酮的方法，该方法以含 有脂肪醇和苄醇羟基的化合物为原料，在室温下，以离子液体和水作为反应介 质，以碳酸钾和碳酸氢钠缓冲溶液调节pl^8-10,用2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮 氧化物或其衍生物、卤化物和氯代丁二酰亚胺催化氧化制备含有脂肪醇羟基的 芳香醛、酮，其中，离子液体的用量为1-3毫升/毫摩尔原料，缓冲溶液的用量 为1-3毫升/毫摩尔原料，2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮氧化物或其衍生物催化剂的 用量为原料的1-10%摩尔当量，卤化物的用量为原料的1-10%摩尔当量，氯代 丁二酰亚胺的用量为原料的1-3摩尔当量，碳酸钾与碳酸氢钠的摩尔比为h 8-12。本发明与已有的方法相比，具有以下优点1. 采用离子液体-水作为介质。2. 反应选择性好，收率高。3. 反应条件温和，操作简便，后处理简单，只需溶剂提取、浓縮。4. 离子液体反应介质和离子液体负载的催化剂(4- (3-甲基-咪唑基)乙酰氧 基-2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮氧化物六氟磷酸盐)容易回收和循环使用。解本发明，但不限于本发明的内容 实施例1:在一支100毫升单口瓶中将3.36克(20毫摩尔)4- (2-羟乙氧基)节醇和2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮氧化物(0.2毫摩尔)溶解于20毫升l-丁基-3-甲基咪唑 六氟磷酸盐离子液体中，加入溴化钠(20毫克，0.2毫摩尔)和20毫升碳酸钾(0.35 克，2.5毫摩尔)/碳酸氢钠(2.1克，25毫摩尔)缓冲溶液，pH=8.6,最后加入氯 代丁二酰亚胺(2.93克，22毫摩尔)，混合物在室温下搅拌反应，用薄层色谱 (TLC)跟踪反应，反应完毕，用乙醚提取产物(3x30毫升)，合并有机相，用 无水硫酸钠干燥2小时后，浓縮，所得粗产物用硅胶柱层析(洗脱剂为正己烷: 乙酸乙酯=5: 1)，分离得到浅黄色油状产物4-(2-羟乙氧基)苯甲醛2.32克，收率 为70%。IR(neat, cm"): v=3417, 2936, 1709, 1601, 1510， 1259, 1045, 846; ^國画R (CDC13, ppm): 5=9.80(s， 1H), 7.75画7.78(m， 2H)， 6.94國6.98(m, 2H), 4.12(t， 2H， X6Hz), 3.96(t, 2H,卢4.6Hz)， 2.95(bs, 1H);13C-NMR (CDC13, ppm): 5=190.9, 163.7, 131.9， 129.9, 114.7， 69.5， 60.9; MS(ESI): m/z 166 (M+).在一支250毫升单口瓶中将3.36克(20毫摩尔)4- (2-羟乙氧基)苄醇和2， 2, 6， 6-四甲基哌啶氮氧化物(0.2毫摩尔)溶解于60毫升l-丁基-3-甲基咪唑 六氟磷酸盐离子液体中，加入溴化钠(20毫克，0.2毫摩尔)和60毫升碳酸钾 (0.35克，2.5毫摩尔)/碳酸氢钠(2.1克，25毫摩尔)缓冲溶液，pH=8.6，最后 加入氯代丁二酰亚胺(2.93克,22毫摩尔)，混合物在室温下搅拌反应，用薄层 色谱(TLC)跟踪反应，反应完毕，用乙醚提取产物(3x50毫升)，合并有机相, 用无水硫酸钠干燥2小时后，浓縮，所得粗产物用硅胶柱层析(洗脱剂为正己 垸乙酸乙酯=5: 1)，分离得到浅黄色油状产物4-(2-羟乙氧基)苯甲醛2.82克， 收率为85%。实施例2:实施例3:反应步骤同实施例2，所不同的是以2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮氧化物催化 剂的用量为原料的0.1摩尔当量，粗产物纯化后得到产物4-(2-羟乙氧萄苯甲醛 2.82克，收率为85%。 实施例4:反应步骤同实施例2，所不同的是以l-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液 体作为介质，粗产物纯化后得到产物4-(2-羟乙氧基)苯甲醛2.38克，收率为72%。 实施例5:反应步骤同实施例2，所不同的是以4-乙酰氧基-2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮 氧化物作为催化剂，粗产物纯化后得到产物4-(2-羟乙氧基)苯甲醛2.49克，收率 为75%。实施例6:反应步骤同实施例2，所不同的是以4-(3-甲基-咪唑基)乙酰氧基-2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮氧化物六氟磷酸盐作为催化剂，后处理回收得到的催化剂的离子 液体溶液可以循环使用，粗产物纯化后得到产物4-(2-羟乙氧基)苯甲醛2.82克， 收率为85%。 实施例7:反应步骤同实施例2，所不同的是以4-乙酰氧基-2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮 氧化物四氟硼酸盐作为催化剂，粗产物纯化后得到产物4-(2-羟乙氧基)苯甲醛 2.25克，收率为68%。 实施例8:反应步骤同实施例2，所不同的是使用实施例4中回收的催化剂的离子液体 溶液，粗产物纯化后得到产物4-(2-羟乙氧基)苯甲醛2.79克，收率为84%。 实施例9:反应步骤同实施例2，所不同的是以溴化钾作为催化剂，粗产物纯化后得到 产物4-(2-羟乙氧基)苯甲醛2.82克，收率为85%。 实施例10:反应步骤同实施例2，所不同的是以溴化钾的用量为原料的0.1摩尔当量， 粗产物纯化后得到产物4-(2-羟乙氧基)苯甲醛2.82克，收率为85%。反应步骤同实施例2，所不同的是以氯化钾作为催化剂，粗产物纯化后得到 产物4-(2-羟乙氧基)苯甲醛2.65克，收率为80%。 实施例12:反应步骤同实施例2，所不同的是以氯化钠作为催化剂，粗产物纯化后得到 产物4-(2-羟乙氧基)苯甲醛苯甲醛2.66克，收率为80%。 实施例13:反应步骤同实施例2，所不同的是以碳酸钾和碳酸氢钠缓冲溶液调节Ph-8， 碳酸钾与碳酸氢钠的摩尔比为1: 12,粗产物纯化后得到产物4-(2-羟乙氧基)苯 甲醛2.66克，收率为80%。 实施例14:反应步骤同实施例2,所不同的是以碳酸钾和碳酸氢钠缓冲溶液调节 pH=10，碳酸钾与碳酸氢钠的摩尔比为1: 8,粗产物纯化后得到产物4-(2-羟乙 氧基)苯甲醛2.66克，收率为80%。 实施例15:反应步骤同实施例2，所不同的是氯代丁二酰亚胺的用量为原料的1摩尔当 量，粗产物纯化后得到产物4-(2-羟乙氧基)苯甲醛2.11克，收率为60%。 实施例16:反应步骤同实施例2，所不同的是氯代丁二酰亚胺的用量为原料的3摩尔当 量，粗产物纯化后得到产物4-(2-羟乙氧基)苯甲醛2.48克，收率为75%。 实施例17:反应步骤同实施例6，所不同的是以4-(3-羟丙氧基)苄醇为原料，得到桔黄 色油状产物4-(3-羟丙氧基)苯甲醛，收率为80%。IR (neat, cm-1): v=3423, 2952， 1686， 1601, 1509, 1259, 1056, 832;iH画NMR (CDC13, ppm): 5=9.80(s, 1H), 7.77(d， 2H， 《/=8.4Hz), 6.96(d， 2H, /=8.4Hz)， 4.16(t， 2H, /=6.0Hz)， 3.84(t, 2H，声6.0Hz), 2.62(bs， 1H)， 2.01画2.07(m， 2H);13C-NMR (CDC13， ppm): 5=190.7, 163.7, 131.7, 129.4, 114.4， 65.1， 59.0， 31.5; MS(ESI):m/z 180 (M^). 实施例18:反应步骤同实施例17，所不同的是使用实施例17中回收的催化剂的离子液 体溶液，得到桔黄色油状产物4-(3-羟丙氧基)苯甲醛，收率为80%。实施例19:反应步骤同实施例17，所不同的是氯代丁二酰亚胺的用量为原料的3摩尔当量，得到产物4-(3-羟丙氧基)苯甲醛，收率为63%。 实施例20:反应步骤同实施例6，所不同的是以2-(2-羟乙氧基)苄醇为原料，氯代丁二酰亚胺用量为原料的1.2摩尔当量，得到产物2-(2-羟乙氧基)苯甲醛，收率为80%。0(CH2)2OHIR (neat, cm力v=3448， 2941, 1686, 1600， 1485, 1244, 1044, 832;iH-NMR (CDC13, ppm): S=10.39(s, 1H)， 7.56(d， 1H, /=7.6Hz), 7.48-7.52(m, 1H)， 6.94-7.03(m, 2H)， 4.16(t, 2H， ^4.2Hz), 3.99(t, 2H， J:4.6Hz), 3.46(bs, 1H);13C-NMR (CDC13, ppm): S= 190.3, 160.8, 136.0， 129.5, 124.8， 120.9, 112.9， 70.1: 60.9;MS(ESI):m/zl66 (M^)'实施例21:反应步骤同实施例20，所不同的是使用实施例20中回收的催化剂的离子液 体溶液，得到油状产物2-(2-羟乙氧萄苯甲醛，收率为80%。 实施例22:反应步骤同实施例6，所不同的是以2-(2-羟乙氧基)苄醇为原料，氯代丁二 酰亚胺用量为原料的2.4摩尔当量,得到产物2-(2-羟乙氧基)苯甲醛，收率为65%。 实施例23:反应步骤同实施例6，所不同的是以3-(2-羟乙氧基)苄醇为原料，氯代丁二 酰亚胺用量为原料的1.2摩尔当量，得到产物3-(2-羟乙氧基)苯甲醛，收率为80%。0(CH2)2OHIR(neat, cm"): v=3443， 2940, 1688, 1600， 1485, 1244， 1044， 832;^-NMR (CDC13, ppm): 5=10.45(s, 1H), 7.54(d, 1H， 《/=7.6Hz)， 7.45画7.50(m, 1H): 6.92國7.03(m, 2H), 4'20(t， 2H， 《/=4.2Hz), 3.98(t, 2H, ^4.2Hz), 3.42(bs, 1H);13C-NMR (CDC13, ppm): S= 192.1， 160.2， 135.7, 128.5, 123.6, 120.5, 112.9， 70.3， 60.8;MS(ESI):附/zl66(M^.实施例24:反应步骤同实施例23，所不同的是氯代丁二酰亚胺用量为原料的1.5摩尔 当量，得到产物3-(2-羟乙氧基)苯甲醛，收率为78%。 实施例25:反应步骤同实施例6，所不同的是以2-(2-羟丙氧基)苄醇为原料，氯代丁二 酰亚胺用量为原料的1.4摩尔当量，得到产物2-(2-羟丙氧基)苯甲醛，收率为82%。IR(neat, cm-1): v=3431， 2954, 1687， 1599, 1487， 1245, 1056, 759; ^画NMR (CDC13, ppm): 5=10.36(s, 1H)， 7.77國7.79(m, 1H), 7.52-7.56(m, 1H)， 6.99-7.05(m， 2H)， 4.23(t, 2H，声5.8Hz), 3.89(t， 2H, /=5.8Hz), 2.76(bs, 1H), 2.08-2.14(m, 2H》13C-NMR (CDC13, ppm): S=190.1， 160.6， 135.9, 130.0， 124.6, 120.6， 112.3， 66.0， 59.7,31.8;MS(ESI):附/zl80(]Vr).实施例26:反应步骤同实施例6，所不同的是以4-(6-羟己氧基)苄醇为原料，氯代丁二 酰亚胺用量为原料的1.8摩尔当量，得到产物4-(6-羟己氧基)苯甲醛，收率为82%。
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IR(neat, cm"): v=3482， 2939, 1690, 1601, 1510, 1265， 1056, 834, 740;NMR (CDC13, ppm): S=9.87(s, 1H), 7.83(d, 2H，声8.4Hz)， 6.99(d, 2H， J=8.4Hz)， 4.05(t, 2H， 《/=6.4Hz), 3.69(t, 2H, J=6.0Hz)， 1.81誦1.86(m, 3H)， 1.61國1.64(m: 2H)， 1.46-1.49(m， 4H);13C-NMR (CDC13, ppm): 5=190.3, 163.6, 131.4, 129.0, 114,1， 67.6， 62.0, 32.0， 28.3， 25.1， 24.9;MS(ESI):附/z 222 (M+).0(CH2)3OH L 乂HO0(CH2)6OH实施例27:反应步骤同实施例6，所不同的是以2-(6-羟己氧基)苄醇为原料，氯代丁二 酰亚胺用量为原料的1.8摩尔当量,得到产物2-(6-羟己氧基)苯甲醛，收率为83%。IR(neat, cm"): v=3401, 2937， 1687， 1599, 1486, 1243, 1042, 759;'H-NMR (CDC13, ppm): 5=10.50(s, 1H)， 7.81-7.83(m， 1H), 7.51隱7.55(m, 1H)， 6.96-7.02(m, 2H), 4.08(t， 2H, ^^6.4Hz), 3.66(t， 2H， ^^6.2Hz), 1.84-1.90(m, 2H), 1.44-1.65(m， 7H);13C-NMR (CDC13, ppm): 5=189.9, 161.4， 135.9, 128.1, 124.7, 120.4， 112.4, 68.3, 62.6, 32.5, 28.9， 25.8, 25.4; MS(ESI):m/z222 (]VT).实施例28:反应步骤同实施例6，所不同的是以l-(4-(2-羟基乙氧基)苯萄乙醇为原料， 氯代丁二酰亚胺用量为原料的1.2摩尔当量，得到产物4-(2-羟乙萄苯乙酮，收 率为81%。IR(neat, cm"): v =3394, 2939, 1710， 1600， 1487， 1246, 1046, 832;iH-NMR (CDC13， ppm): S=7.93(d， 2H， /=8.4他)，6.95(d, 2H， ^8.4Hz)， 4.15(t, 2H, /=4.4Hz), 4.00(t， 2H, /=4.6Hz)， 2.55(s， 3H), 1.47(t, 1H, /=5.6Hz); 13C-NMR (CDC13, ppm): 5=196.8, 162.5, 130.6， 129.2， 114.2, 69.4， 61.2, 26.3; MS(ESI):m/zl80 (W). 实施例29:反应步骤同实施例6，所不同的是以3-(6-羟己氧基)苄醇为原料，氯代丁二 酰亚胺用量为原料的1.6摩尔当量，得到产物3-(6-羟己氧基)苯甲醛，收率为83%。0(CH2)6OH t /CHO0(CH2)2OH0(CH2)6OH10IR(neat, cm-1): v=3398, 2937， 1690， 1596， 1482, 1245, 1044， 768;iH画NMR (CDC13, ppm): S=10.55(s， 1H), 7.83國7.88(m, 1H)， 7.47画7.52(m， 1H) 6.98-7.06(m， 2H)， 4.12(t， 2H， 《/=6.4Hz), 3.78(t， 2H, J=6.2Hz), 1.82-1.93(m, 2H): L42-1.60(m, 7H);13C-NMR (CDC13, ppm): 5=190.8, 160.8, 136.8， 128.9, 125.5, 122.3, 112.4， 68.8: 62.2, 32.4, 28.8, 25.6， 25.5;MS(ESI): w/z 222 实施例30:反应步骤同实施例6，所不同的是以l-(3-(6-羟己氧基)苯基)乙醇为原料， 氯代丁二酰亚胺用量为原料的1.6摩尔当量，得到产物3-(6-羟己氧基)苯乙酮， 收率为83%。IR(neat， cm-1): v=3395, 2933, 1685， 1591, 1483， 1248， 1040, 758;iH-NMR (CDC13， ppm): 5=7.80-7.88(m, 1H), 7.45-7.52(m, 1H), 6.92國7.01(m, 2H)， 4.02(t， 2H, ^6.4Hz)， 3.78(t， 2H,声6.0Hz)， 2.55(s, 3H)， 1.81國1.86(m， 3H)， 1.61-1.64(m, 2H)， 1.45画1.49(m， 4H);13C-NMR (CDC13， ppm): 5=192.8, 162.5, 134.8, 128.9， 125.5， 122.4， 112.5， 68.8, 62.2, 32.4， 28.8, 26.6, 25.7， 25.3;MS(ESI):附/z 236(1VT). 实施例31:反应步骤同实施例6，所不同的是以l-(4-(6-羟基己氧基)苯萄乙醇为原料， 氯代丁二酰亚胺用量为原料的1.5摩尔当量，得到产物4-(2-羟乙基)苯乙酮，收 率为80%。IR(neat， cm"): v=3480， 2939, 1695， 1603, 1510， 1265, 1056, 834， 740; ^-NMR (CDC13， ppm): S=7.83(d， 2H, /=8.4Hz)， 6.95(d， 2H， ^8.4Hz)， 4.02(t0(CH2)6OH0(CH2)6OH2H， 《/=6.4Hz), 3.78(t, 2H, ^^6.0Hz), 2.58(s, 3H)，1.80-1.86(m， 3H)， 1.62-1.64(m， 2H): 1.43-1.49(m, 4H);13C-NMR (CDC13, ppm): 3=195.3， 163.6, 131.4, 129.0, 114.1, 67.3, 62.5, 32.2 28.5,26.2， 25.8， 25.2;MS(ESI):m/z236(]Vt)0
权利要求
1. 一种含有脂肪醇羟基的芳香醛、酮的制备方法，其特征在于以含有脂肪醇和苄醇羟基的化合物为原料，在室温下，以离子液体和水作为反应介质，以碳酸钾和碳酸氢钠缓冲溶液调节pH＝8-10，用2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧化物或其衍生物、卤化物和氯代丁二酰亚胺选择催化氧化制备含有脂肪醇羟基的芳香醛、酮，其中，离子液体的用量为1-3毫升/毫摩尔原料，缓冲溶液的用量为1-3毫升/毫摩尔原料，2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧化物或其衍生物催化剂的用量为原料的1-10％摩尔当量，卤化物的用量为原料的1-10％摩尔当量，氯代丁二酰亚胺的用量为原料的1-3摩尔当量，碳酸钾与碳酸氢钠的摩尔比为1∶8-12。
2. 根据权利要求1所述的一种制备含有脂肪醇羟基的芳香醛、酮的方法， 其特征在于所述的含有脂肪醇和苄醇羟基的化合物的结构式为0—(CH2)n —OH其中R=H， CH3; n=2—6。
3. 根据权利要求1所述的一种制备含有脂肪醇羟基的芳香醛、酮的方法， 其特征在于所述的离子液体为l-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或l-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。其中1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的结构式为BF4_1_丁基_3_甲基咪唑六氟磷酸盐的结构式为PF6— 。
4. 根据权利要求1所述的一种制备含有脂肪醇羟基的芳香醛、酮的方法，其特征在于所述的2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮氧化物的结构式为6- 。
5. 根据权利要求1所述的一种制备含有脂肪醇羟基的芳香醛、酮的方法，其特征在于所述的2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮氧化物的衍生物为4-乙酰氧基-2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮氧化物、4- (3-甲基-咪唑基)乙酰氧基-2， 2， 6， 6-四甲 基哌啶氮氧化物六氟磷酸盐、4- (3-甲基-咪唑基)乙酰氧基-2， 2， 6， 6-四甲基 哌啶氮氧化物四氟硼酸盐。其中，4-乙酰氧基-2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮氧化物的结构式为4- (3-甲基-咪唑基)乙酰氧基-2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮氧化物六氟磷酸盐 的结构式为4- (3-甲基-咪唑基)乙酰氧基-2， 2， 6， 6-四甲基哌啶氮氧化物四氟硼酸盐 的结构式为
6.根据权利要求1所述的一种制备含有脂肪醇羟基的芳香醛、酮的方法，其特征在于所述的卤化物为氯化钠、氯化钾、溴化钠或溴化钾。6-
全文摘要
本发明公开了以含有脂肪醇和苄醇羟基的化合物为原料，以离子液体和水作为介质，在pH＝8-10(碳酸钾/碳酸氢钠缓冲溶液调节)和室温条件下，以2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧化物或其衍生物、卤化物和氯代丁二酰亚胺催化氧化制备含有脂肪醇羟基的芳香醛、酮，其中2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧化物或其衍生物的用量为原料的1-10％摩尔当量，卤化物的用量为原料的1-10％摩尔当量，氯代丁二酰亚胺的用量为原料的1-3%摩尔当量，碳酸钾与碳酸氢钠的摩尔比为1∶8-12。该方法具有选择性好、收率高、反应条件温和，操作简便，催化剂容易回收和循环使用的特点。
文档编号C07C45/29GK101274882SQ20081006158
公开日2008年10月1日 申请日期2008年5月7日 优先权日2008年5月7日
发明者王彦广, 胡瑞君, 鸣 雷 申请人:浙江大学