本发明设计一种以强碱性离子交换树脂催化henry反应制备1-苯基-2-硝基乙醇及其衍生物(1-phenyl-2-nitroethanolanditsderivatives)的方法。
背景技术
β-氨基醇类药物是常见的天然产物和上市药物，具有芳基β-氨基乙醇的化合物是一种肾上腺素受体激动剂类药物，例如沙美特罗，沙丁胺醇都具有1-苯基-2-氨基乙醇结构，分别用于治疗心血管疾病和呼吸道疾病，而β-氨基醇可以由β-硝基醇的还原得到，比如周玓等人(周玓,刘军涛,鲁毅翔,贾娴,黎星术.中国药物化学杂志，2009，vol.19，no2，123-126)已经用该方法制备了沙美特罗。
β-硝基醇的制备主要通过henry反应来完成，目前应用于henry反应的催化剂上主要分为无机碱、有机碱和金属有机配合物三种。传统的无机碱催化存在反应条件要求高、对设备有腐蚀性和生产的废水对环境污染大等问题。作为一种环境友好催化剂，离子交换树脂具有酸性或碱性的功能基团，具有可回收、可重复使用和环境污染小等优点，在有机合成中常常作为催化剂代替无机酸、碱的催化功能，进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。而目前具有催化功能的离子交换树脂种类虽然较多，但都没有用于henry反应，该反应的固体相催化并未有研究。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种制备苯基硝基乙醇反应更加彻底、且绿色环保的方法。
为了达到上述目的，本发明提供了1-苯基-2-硝基乙醇及其衍生物的制备方法，1-苯基-2-硝基乙醇或其衍生物以苯甲醛或其衍生物、及硝基甲烷为原料，以叔丁醇为溶剂，采用强碱性的氯型717阴离子交换树脂为催化剂，经henry反应制备完成。
反应式如下：
其中，苯甲醛或其衍生物与硝基甲烷的摩尔比为1:10；催化剂与硝基甲烷的加入比例为3g:28mmol-3g:0.1mmol。
该henry反应在常温常压条件下，反应1-3h。
上述henry反应完成后，滤除树脂，滤液采用蒸发浓缩冷却结晶法或直接加入冰水析晶法，即得产物。
反应后的树脂通过以下方法进行活化处理：称取30g的离子交换树脂，装入层析柱，约占层析柱的2/3高度，加入去离子水浸泡，水面没过树脂，中间不要留有气泡，洗3次；打开旋钮，放水的同时加入5％hcl溶液，直到流出液体呈酸性，关闭旋钮，浸泡1h，离子交换树脂呈亮黄色；放出酸液，水洗3次，直到流出液体呈中性；加入5％naoh溶液，直到流出的液体呈碱性，浸泡1h，离子交换树脂变成橘黄色；水洗3次至中性；重复酸洗，水洗，碱洗，水洗一次；最终得到有催化活性离子交换树脂。
本发明相比现有技术具有以下优点：
采用本发明方法进行苯基硝基醇的制备，催化剂效果强，合成反应转化率高，产率60-80％，后处理只需过滤即可除去产物中的催化剂，简化了后处理操作。催化剂可以重复使用，利用率高。且催化剂无腐蚀性，对环境污染小。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
强碱性离子交换树脂的活化
称取30g的离子交换树脂，装入层析柱，约占层析柱的2/3高度，加入去离子水浸泡，水面没过树脂，中间不要留有气泡，洗3次。打开旋钮，放水的同时加入5％hcl溶液，直到流出液体呈酸性，关闭旋钮，浸泡1h，离子交换树脂呈亮黄色。放出酸液，水洗3次，直到流出液体呈中性。加入5％naoh溶液，直到流出的液体呈碱性，浸泡1h，离子交换树脂变成橘黄色。水洗3次至中性。重复酸洗，水洗，碱洗，水洗一次。最终得到有催化活性离子交换树脂。
实施例2：
2-(2，4-二氯)苯基-1-硝基乙醇的制备
向100ml烧瓶中加入5.4ml(0.1mol)硝基甲烷，1.70g(0.01mol)2,4-二氯苯甲醛，15ml叔丁醇，室温下搅拌使充分混合，加入3.0g上述活化的强碱性离子交换树脂，继续搅拌反应3h。tlc监测显示已充分反应。抽滤，滤除树脂。滤液经过旋转蒸发，蒸馏出溶剂和未反应的硝基甲烷，得到黄色油状物，室温放置4小时后产物结晶，用石油醚进行重结晶，干燥，得到1.87g微黄色粉末状固体，产率82％，m.p.78-80℃。此外，后处理方法也可采用直接将反应液倒入冰水中，收集下层油滴，置于空气中析晶。
制备所得产物的表征参数如下：
1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.62(d,1h,j＝8.5hz,ar-h),7.41(d,1h,j＝1.5hz,ar-h),7.32(dd,1h,j＝1.5hz,8.5hz,ar-h),5.80(d,j＝9.5hz,1h,ch-o),4.65(dd,j＝13.5hz,2hz,1h,-ch2-),4.20(dd,j＝9.5hz,13.5hz,1h,-ch2-),3.01(d,j＝4hz,1h,-oh)。esi-ms：calculatedc8h7cl2no3，236.05，found236.0。
抽滤得到的离子交换树脂依然有催化活性，可以继续再下一次实验中使用，可以重复使用4次。使用4次后还可以重新按照实施实例1的方法进行活化，恢复催化活性，重新活化后的离子交换树脂可以重复使用3次。
实施例3：
2-苯基-1-硝基乙醇的制备
由苯甲醛和硝基甲烷反应制得，原料：硝基甲烷0.1mol、苯甲醛0.01mol，溶剂：15ml叔丁醇，催化剂：活化的强碱性离子交换树脂3.0g，合成方法同实例2，产物为黄褐色油状物，常温下不结晶，产率70％。
制备所得产物的表征参数如下：
1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.41–7.35(m,5h,ar-h),5.45(dd,j＝10,3hz,1h,ch-o),4.60(dd,j＝13.5hz,10hz,1h,-ch2-),4.51(dd,j＝13.5hz,3hz,1h,-ch2-),2.73(bs,1h,-oh)。
实施例4：
2-(3-硝基)苯基-1-硝基乙醇的制备
向100ml烧瓶中加入1.5ml(28mmol)的硝基甲烷、0.42g(2.8mmol)的间硝基苯甲醛，10ml的叔丁醇，搅拌使充分混合，加入活化的离子交换树脂3g，常温常压下反应。tlc跟踪检测，1h后，反应完全。抽滤除去离子交换树脂催化剂。旋转蒸发，除去溶剂，得到黄色油状物，用pe重结晶得到0.50g淡黄色固体。产率84％。
制备所得产物的表征参数如下：
1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.32(s,1h,ar-h),8.23(d,1h,j＝14hz,ar-h),7.78(d,1h,j＝13hz,ar-h),7.62(t,1h,j＝14hz,13hz,ar-h),5.61(m,1h,ch-o),4.61(m,2h,-ch2-),3.23(s,1h,-oh)。