6-甲氧基-1-萘滿酮的合成研究

石劍鋒 黃福奎 馬世虎

（1.浙江博華環境技術工程有限公司，浙江 杭州310012；2.天津工業大學 中空纖維膜材料與膜技術工程教育部實驗室，天津 300160）

6-甲氧基-1-萘滿酮，又名6-甲氧基-萘酚酮、6-甲氧基-α-萘滿酮，是合成甾體類女用口服避孕藥dl-18-甲基炔諾酮以及三烯高諾酮等的重要中間體。根據其起始原料的不同，其合成工藝可分為以下三種。

(1)以苯甲醚及其衍生物為起始原料[1-4]，該方法 （Scheme1）第2步羰基的還原采用鋅汞齊試劑，后處理困難；第3步環合所用試劑PCl5和四氯化錫在后處理過程會產生大量HCl氣體；第5步采用三氧化鉻氧化。該工藝反應步驟長，產品后處理需要先減壓蒸餾，再重結晶，總收率在40%～45%之間；而且該工藝使用對環境有嚴重污染的三氧化鉻等試劑，難以規模化生產。

(2)以β-萘酚為起始原料

該路線（Scheme2）雖然反應步驟少、起始原料廉價，但最后的氧化反應選擇性低，同樣存在產品的分離困難，產品需減壓蒸餾，難以直接重結晶。最后的氧化過程中使用了高錳酸鉀，導致在生產中有潛在的安全隱患，而且后處理過程中產生大量的廢水，環境污染嚴重。

Seheme 1

Seheme 2

(3)以1,6-二羥基萘為起始原料[6-7]

該方法（Scheme3）將1,6-二羥基萘溶于稀的氫氧化鈉水溶液中，在溫和的反應條件下經Raney Ni催化氫化選擇性還原為6-羥基-1,2,3,4-四氫萘酮。最后在水相中經硫酸二甲酯甲基化可得到目標產品，但文獻中所用催化劑量為底物重量的較大，收率在40%～45%左右。

我們在該工藝基礎上進行改進，在Raney Ni催化過程中采用水和甲苯作溶劑，于50℃常壓氫化制得6-甲氧基-1-萘滿酮,總收率達74%以上。

1 實驗部分

1.1 儀器及試劑

DZF-6050真空干燥箱，Agilent 7890N 氣相色譜儀,Bruker NMR-400 MHz型核磁共振儀,Frace DSQ FINNGAN質譜儀。

1,6-二羥基萘，Raney Ni催化劑，硫酸二甲等試劑均為市售化學純。

1.2 合成部分

1.2.1 6-羥基萘滿酮（2）

在1000 mL壓力反應釜中依次加入1,6-二羥基萘 30 g，純水 200 mL，Raney Ni催化劑 2.5 g(濕重)。密閉反應器用氮氣置換空氣3～4次（每次氮氣壓力為0.2 MPa）。將氫氧化鉀10.5 g溶解于250 mL水中，通過進氣閥加入釜內，最后加入甲苯100 mL。再用氮氣置換2～3次后，通入氫氣，并用氫氣置換氮氣3～4次（每次氫氣壓力為0.5 MPa），最后加壓至1.5 MPa。開啟攪拌（300 r/min），設定溫度為50℃，反應到吸氫1 eq為止（約20 h左右）。當原料反應完全后，停止攪拌，靜置；降溫到30℃時，壓出反應物料，反應釜內催化劑循環套用。將壓出的料液過濾，分液，甲苯可直接套用于下一次反應中。水層用鹽酸調節pH到中性，待白色固體析出，過濾出固體(28 g，收率93%，純度95%)。

1.2.2 6-甲氧基萘滿酮(3)

將第一步所得的6-羥基萘滿酮粗品 （28 g，純度95%），50 mL乙酸乙酯，38.8 g碳酸鉀加入250 mL四口燒瓶中。加熱到60℃～65℃，在此溫度下滴加31 g硫酸二甲酯 （約20 min滴加完），繼續攪拌至反應完全。

冷卻到30℃～40℃，加入70 mL水，攪拌直到固體完全溶解，靜置，分液。水層用50 mL乙酸乙酯萃取一次。合并有機層，40 mL水洗滌一次，活性炭脫色，過濾，減壓除去溶劑。粗品用120 mL正己烷/乙醇（體積比6:1）重結晶，得到24 g 6-甲氧基萘滿酮(2)，純度98%，收率80%。

2 結果與討論

2.1 溫度的影響

考察氫化溫度對反應的影響。實驗結果見表1。

表1 a

可見，溫度升高對反應速率的影響較大。但當溫度達到80℃時，反應的選擇性降低，產品GC純度為76%。在既要提高反應速率，又要保證反應的選擇性的前提下，確定反應溫度為50℃。

2.2 壓力的影響

設置反應溫度在50℃，考察氫氣壓力對反應的影響。實驗結果見表2：

表2 b

實驗表明，反應壓力越高，反應進行得越快，當壓力為1.5 MPa時，轉化率達到81%。繼續增加壓力到2.0 MPa時，轉化率并無明顯變化。

2.3 溶劑的選擇

在50℃，1.5 MPa考察溶劑對氫化反應的影響。實驗結果見表3：

表3 c

從實驗結果可以看出，水-甲苯是很好的溶劑體系。同時發現在該體系中，用相當于原料5%（質量比）的催化劑反應就能順利的進行，轉化率、選擇性都較高。這可能是由于加入甲苯后，焦油狀的副產物完成溶解于甲苯層，避免了催化劑的毒化，從而保證了催化劑的良好活性。

2.4 堿對氫化反應的影響

在50℃，1.5 MPa考察堿對反應的影響。實驗結果見表4。

表4 d

堿的用量對反應影響較大，用量在0.5～0.75 eq時，加氫產物2在反應溶劑會析出固體而包裹催化劑，阻礙原料的還原；當堿的用量在1.5～2.0 eq時，產品的純度降低，副產物增多。堿的用量以底物的1 eq為宜。

2.5 底物濃度對反應的影響

在2.4中我們確定了堿的用量為底物的1 eq，相同體積溶劑中加入的底物越多，則所需堿量越大。如果底物濃度過高，則反應體系的堿濃度也相應的提高，就可能對反應產生不利的影響。

以水-甲苯（450 mL/120 mL）為反應溶劑，在50℃，1.5 MPa對底物濃度影響進行了考察，實驗結果見表5。

從表5中可以看出，底物濃度越小，反應的選擇性越高。當底物濃度達到15%～20%時，產品GC純度僅為82%，副產物增多。較為理想的物料濃度為5%～10%。

表5

3 結論

以1,6-二羥基萘為原料，經過催化氫化還原得到6-羥基-1-四氫萘；6-羥基-1-四氫萘在乙酸乙酯、碳酸鉀體系中經硫酸二甲酯甲基化后得到6-甲氧基-1-萘滿酮。工藝優化后總收率為74%。其中較佳的催化氫化條件為：1.5 MPa，50℃，水-甲苯為反應溶劑；氫氧化鈉/1,6-二羥基萘為1:1（摩爾比）；底物濃度為5%～10%（1,6-二羥基萘/水）。

[1]Donald G Thomas,Alan H Nathan.6-Methoxy-1-tetralone[J].J.Am.Chem.Soc.,1948,70(1):331-334.

[2]John A Durden.Syntheses of nuclearly hydroxylated 1-naphthylmethyl carbamates 6-and 7-Isomers[J].J.Agric.Food Chem.,1971,19(3):432-440.

[3]Leboff A,Carbonelle A C,Alazard J P.Intramolecular radical coupling of a phenolic enolate:oxidative fragmentation of the spirodiketone intermediate[J].Tetrahedron Letters,1987,28(36):4163-4164.

[4]Henry W Thompson.Orientation in the substitution reactions of alkylnaphthalenes.Part II:Nitration of 1-methylnaphthalene[J].Journal of the Chemical Society,1932:2310,2313.

[5]Domenick Papa.6-Methoxy-1-tetralone[J].J.Am.Chem.Soc.,1949,71(9):3246-3247.

[6]Gilbert Stork.The base effect in catalytic hydrogenation:a simple synthesis of 6-methoxy-α-tetralone[J].J.Am.Chem.Soc.,1947,69(3):576-579.