一種腙水解合成醛(酮)的綠色化學方法

全 娜, 董 菁, 呂 霞, 聶良鄧, 朱瑞恒, 施小新

(華東理工大學 藥學院 制藥工程系,上海 200237)

腙及其衍生物經常用做保護基[1]或用于純化各種羰基化合物[2]，因此研究使腙及其衍生物轉化成羰基化合物的方法引起了廣泛關注[1～5]。在已有文獻中，大部分方法需要苛刻的反應條件、有毒的試劑，缺乏實用性。由于銅離子同氮原子具有強配位能力，因此我們推測銅鹽能夠促進腙及其衍生物的水解。

Corey[6]曾報道過N,N-二甲基腙在銅離子催化下轉化成羰基化合物的反應；Ram[7]同樣報道了縮氨基脲在氯化銅催化下轉化為羰基化合物的反應。然而，目前為止并沒有關于銅鹽催化腙自身水解反應的報道，因此本文研究了二水氯化銅催化腙(1a～1r)水解為羰基化合物[2a～2r(其中2g～2j為新化合物), Scheme 1]的綠色化學方法。

此方法收率高，且銅鹽能循環使用，符合綠色化學要求[8，9]。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

Bruker AM-400型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標)；Nicolet Magna IR-550紅外光譜儀(KBr壓片)；HP 5989A型質譜儀。

Y=-NMe24, -NHCONH2[5]or -NH2

CompabcdefghR1--OOMeOMeO--MeO-HOMeOHO--BnOBnOMeO-R2-HHHHHHHCompijklmnopqrR1OMeO-O--ClCl------F-Cl-NHR2HHHMeMeMeHHH

Scheme1

所用試劑除特殊注明外均為為分析純；柱層析使用青島硅膠100目～200目。

1.2 1的水解反應(以1a為例)

在反應瓶中依次加入1a1.01 g(5.15 mmol),乙腈20 mL, CuCl2·2H2O 1.73 g(10.15 mmol)和水5 mL，攪拌下回流(75 ℃)反應3 h。蒸干溶劑，殘余物加乙酸乙酯30 mL和水30 mL，于室溫攪拌1.5 h(有機層和水層都變澄清),分液，水層用于回收銅鹽(回收方法見1.3)，有機層用無水硫酸鎂干燥，蒸除溶劑后經柱層析[洗脫劑：V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=10 ∶1 ]純化得二苯酮(2a),收率98%。

用類似方法完成1b～1r的水解反應，結果見表1。1a～1r經水解反應制得2a～2r，其中2a～2f,2k～2r的表征數據與文獻[10]值一致，2g～2j未見文獻報道。

2g: 白色固體，收率95%, m.p.72 ℃～74 ℃;1H NMRδ: 5.14(s, 2H), 7.07(d,J=8.5 Hz, 2H), 7.31～7.47(m, 5H), 7.83(d,J=8.5 Hz, 2H), 9.88(s, 1H); IRν: 3 040, 2 830, 2 750, 1 690, 1 600, 1 575, 1 510, 1 460, 1 425, 1 390, 1 300, 1 255, 1 160, 1 110, 1 020, 860, 830, 735, 695, 650, 620, 515 cm-1; HR-MS(ESI): Calcd for C14H13O2[M++H] 213.091 6, found 213.091 4。

2h: 白色固體，收率93%, m.p.62 ℃～63 ℃;1H NMRδ: 3.94(s, 3H), 5.24(s, 2H),6.99(d,J=8.2 Hz, 2H), 7.29～7.46(m, 7H), 9.84(s, 1H); IRν: 3 020, 2 950, 2 835, 2 760, 1 680, 1 595, 1 580, 1 505, 1 460, 1 425, 1 400, 1 385, 1 260, 1 240, 1 155, 1 130, 1 030, 990, 920, 860, 810, 750, 730, 700, 655, 560 cm-1; HR-MS(ESI): Calcd for C15H15O3[M++H] 243.102 1, found 243.101 9。

表 1 1a～1r水解反應的結果*Table 1 Hydrolysis results of 1a～1r

*反應條件同1.2

2i: 無色液體,收率90%;1H NMRδ: 3.94(s, 3H), 4.71(d,J=5.5 Hz, 2H), 5.29～5.49(m, 2H), 6.01～6.17(m, 1H), 6.98(d,J=8.7 Hz, 1H), 7.36～7.47(m, 2H), 9.85(s, 1H); IR(neat)ν: 3 080, 2 915, 2 830, 2 874, 1 690, 1 600, 1 580, 1 510, 1 425, 1 310, 1 260, 1 230, 1 160, 995, 840, 600, 515 cm-1; HR-MS(ESI): Calcd for C11H13O3[M++H] 193.086 5, found 193.086 1。

2g: 無色液體,收率91%;1H NMRδ: 4.58～4.67(m, 2H), 5.26～5.48(m, 2H), 5.96～6.12(m, 1H), 7.02(d,J=8.7 Hz, 2H), 7.83(d,J=8.7 Hz, 2H), 9.88(s, 1H); IR(neat)ν: 3 010, 2 935, 2 830, 2 740, 1 685, 1 590, 1 510, 1 460, 1 420, 1 395, 1 340, 1 230, 1 140, 995, 860, 810, 780, 735, 665, 590, 570 cm-1; EI-MSm/z(%): 162(M+, 6), 133(14), 121(100), 105(36), 77(12), 43(5)。

1.3 CuCl2·2H2O的回收方法

在反應瓶中加入1.2分液所得水層(含Cu絡合物)，攪拌下滴加亞硝酸鈉溶液(至無氣體放出為止),加入2 mol·L-1NaOH溶液11.5 mL(析出藍色絮狀沉淀)，抽濾，濾餅用水洗滌三次，于50 ℃烘干8 h;于150 ℃烘干6 h得紅棕色粉末氧化銅0.80 g,收率99%。氧化銅冷卻后與2 mol·L-1鹽酸11 mL反應至終點。蒸干得藍色晶體CuCl2·2H2O 1.68 g，產率97%。

2 結果與討論

在混合溶劑A[V(CH3CN) ∶V(H2O)=4 ∶1]中1與CuCl2·2H2O回流反應1 h～3 h，幾乎可以定量制得2。其它的銅鹽，如溴化銅、醋酸銅、硫酸銅、氯化亞銅、溴化亞銅對此反應也有促進作用，但是CuCl2·2H2O的反應效果最好。不同溶劑對反應也有影響，在混合溶劑A中能夠得到最好的收率。CuCl2·2H2O用量少于2 eq時，2的產率會下降。用亞硝酸鈉破壞銅絡合物，使銅離子游離出來，再制成CuCl2·2H2O同樣能催化1水解制得2，因此銅鹽幾乎能定量回收，符合綠色化學要求。

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