高光学纯联萘二酚单孟基碳酸酯及其制备方法 本发明涉及一种具有旋光活性的有机化合物及其制备方法。
光学纯的1，1′-联二萘化合物是不对称合成反应中重要的助剂、催化剂或催化剂配体，被广泛地用于不对称还原、不对称氢化、不对称异构化等重要有机合成反应中。这类化合物的制备和应用是有机合成化学近年来一个很活跃的研究领域。
本发明的目的旨在提供一种新的高光学纯的1，1′-联二萘化合物-1，1′-联萘二酚单孟基碳酸酯及其制备方法。该化合物可以用来生产高光学纯度的1，1′-联萘-2，2′-二酚及其它重要的联二萘手性催化剂配体，尤其是用于制备2，2′-不对称取代的旋光活性联二萘催化剂配体。
本发明所说的高光学纯联萘二酚单孟基碳酸酯是指右旋和左旋1，1′-联萘-2，2′-二酚-单-[(-)-孟基]碳酸酯，下面简称3a和3b，其英文名称为1，1′-binaphthyl-2，2′-diol-mono-[(-)-menthyl]carbonate。3a和3b具有相同的分子式，经单晶X-射线衍射分析确定其为C31H32O4，分子量为468.56。其结构式分别为：3a和3b为非对映异构体且具有不同的物理性质。其中3a的熔点为203.5-205℃，旋光值[α]D20为+27.6(C1.2，CH2Cl2)；3b的熔点为173-174℃，旋光值[α]D20为-121.6(C1.2，CH2Cl2)。
本发明所说的右旋1，1′-联萘-2，2′-二酚-单-[(-)-孟基]碳酸酯3a和左旋1，1′-联萘-2，2′-二酚-单-[(-)-孟基]碳酸酯3b的制备过程的化学反应方程式如下：其具体步骤为：将外消旋的联萘二酚(±)-1溶于低极性无水溶剂，最好是二氯甲烷、乙酸乙酯或乙醚等中，配制成0.1～0.5M，最好是0.1～0.3M的溶液；往其中加入1.2～2.0摩尔当量，最好是1.5摩尔当量的有机胺缚酸剂。所说的有机胺缚酸剂可以选自三乙胺，二异丙基乙基胺等叔胺；将上述混合物冷至-20℃～10℃，最好是-10℃～-5℃，在酰化反应催化剂对-N，N-二甲胺基吡啶存在下，在搅拌下往其中加入0.9～1.15，最好是1.0～1.05摩尔当量的(-)-孟基氯代碳酸酯2，在相同温度下继续搅拌2～3小时；往其中加入适量地水，分出有机相，水相用与反应所使用的同种溶剂萃取。合并有机相，加干燥剂干燥，再过滤除去干燥剂，滤液在减压下蒸除溶剂，所得固体粗产物用乙酸乙酯与己烷或石油醚等饱和烃的混合溶剂结晶。当乙酸乙酯与饱和烃的比例在(8∶1)～(5∶1)时析出3a，将二者的比例调至(1∶1)～(1∶4)则析出3b。
本发明利用外消旋的1，1′-联萘-2，2′-二酚[(±)-1]与(-)-孟基氯代碳酸酯2反应，形成[(+)-和(-)-1，1′-联萘-2，2′-二酚]-单-[(-)-孟基]碳酸酯的非对映异构体混合物3，然后通过分级结晶的方法将两异构体拆分开，获得高光学纯的化合物3a和3b。3a和3b可以用来生产高光学纯度的1，1′-联萘-2，2′-二酚[(+)-1和(-)-1]，它们是不对称合成反应中重要的试剂、催化剂或催化剂配体，广泛用于不对称还原反应、不对称氢化、不对称异构化、不对称[4+2]环加成等重要合成反应中。3a和3b作为单端保护的高光学纯1，1′-联萘-2，2′-二酚，还可方便地用于制备2，2′-不对称取代的重要手性联二萘催化剂配体，如2-(二苯膦基)-2′-甲氧基-1，1′-联萘(MOP)等。本发明的制备方法简单、经济、适合于工业化生产。
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：在搅拌下将5.72克外消旋1，1-联萘-2，2′-二酚(±-1)溶于100毫升干燥的二氯甲烷中，往其中加入5.54毫升三乙胺和50毫克对-N，N-二甲胺基吡啶。冷却至-10℃后，在快速搅拌下往其中滴加4.36克(-)-孟基氯代碳酸酯2。滴加完毕后在-10℃继续搅拌3小时至反应完全。然后往反应混合物中加入100毫升水，搅拌使固体溶解。分出有机层，水层用100毫升二氯甲烷萃取。合并有机层，用无水硫酸镁干燥。过滤除去干燥剂，滤液在减压下蒸除溶剂，所得固体粗产物用7∶1的乙酸乙酯与己烷的混合溶剂结晶。析出的晶体用少量冷的乙酸乙酯洗涤，干燥后得右旋1，1′-联萘-2，2′-二酚-单-[(-)-孟基]碳酸酯3a，产量4.3克，熔点203.5-205℃，旋光值[α]D20+27.6(C1.2，CH2Cl2)；元素分析：测定值(％)：C，78.97；H，6.86；C31H32O4计算值(％)：C，79.45；H，6.88；IR(KBr压片)(cm-1)：3490(s，μO-H)，3060(m，μC＝C-H)，1739(s，μC＝O)；1H-NMR(CDCl3，300MHz，TMS＝0ppm)特征峰：0.488，0.689和0.821ppm(各3H，双重峰)为孟基中三个甲基的质子，5.21ppm(1H，单峰)为酚羟基质子，6.98-8.21ppm(12H，多重峰)为萘环质子。经高压液相色谱分析，3a的光学纯度＞99％。加入己烷调节两溶剂的比例至1∶2后析出左旋1，1′-联萘-2，2′-二酚-单-[(-)-孟基]碳酸酯3b。晶体用少量冷的乙酸乙酯洗涤，干燥后得产物4.0克，熔点为173-174℃，旋光值[α]D20-121.6(C1.2，CH2Cl2)；元素分析：测定值(％)：C，79.00；H，6.85；C31H32O4计算值(％)：C，79.45；H，6.88；IR(KBr压片)(cm-1)：3490(s，μO-H)，3060(m，μC＝C-H)，1740(s，μC＝O)；1H-NMR(CDCl3，300MHz，TMS＝0ppm)特征峰：0.598，0.697和0.886ppm(各3H，双重峰)为孟基中三个甲基质子，5.33ppm(1H，单峰)为酚羟基质子，7.08-8.14ppm(12H，多重峰)为萘环质子。高压液相色谱分析确定其光学纯度＞99％。
实施例2：操作同实施例1，改变反应温度为10℃，得3a3.9克，光学纯度＞99％；3b3.5克，光学纯度＞97％，且有～10％的1，1′-双孟基碳酸酯形成。
实施例3：操作同实施例1，用二异丙基乙基胺6.96毫升代替实施例1中的三乙胺。得3a4.1克，光学纯度＞99％；3b 3.8克，光学纯度＞99％。
实施例4：在搅拌下将2.88克外消旋1，1′-联萘-2，2′-二酚(±-1)溶于80毫升干燥的乙醚中，往其中加入2.8毫升三乙胺和30毫克对-N，N-二甲胺基吡啶。冷却至-10℃后，往其中滴加2.2克(-)-孟基氯代碳酸酯2。滴加完毕后继续在-10℃搅拌2小时至反应完全。随后往反应混合物中加入50毫升水，搅拌使固体溶解。分出有机层，水层用乙醚萃取两次。合并有机层，用无水硫酸镁干燥。过滤除去干燥剂，滤液在减压下蒸除溶剂，所得固体粗产物用乙酸乙酯/石油醚混合溶剂结晶。当乙酸乙酯/石油醚为7∶1时得3a2.1克，光学纯度＞99％；调节两溶剂的比例为1∶3时得3b1.9克，光学纯度＞99％。
实施例5：操作同实施例4，用80毫升干燥的乙酸乙酯代替乙醚，于-20℃反应3小时。得3a2.0克，光学纯度＞99％；3b1.7克，光学纯度＞99％。
实施例6：在搅拌下将2.34克右旋1，1′-联萘-2，2′-二酚-单-[(-)-孟基]碳酸酯3a溶于25毫升干燥的甲醇中，往其中加入1.08克固体甲醇钠。反应混合物在室温下搅拌5小时至反应完全。然后往反应混合物中加入15毫升饱和氯化铵水溶液和50毫升乙醚，用2mol/L盐酸水溶液酸化至pH＜5。分出有机层，水层用25毫升乙醚萃取两次。合并有机层，用无水硫酸钠干燥。过滤除去干燥剂，滤液在减压下蒸除溶剂，所得固体粗产物用乙醚/石油醚混合溶剂结晶，得右旋1，1′-联萘-2，2′-二酚1.18克，熔点209-210℃，旋光值[α]D20+35.2(C1，THF)。高压液相色谱分析确定其光学纯度＞99％。