137848-29-4 / (S)-(+)-2-氨基-2′-羥基-1，1′-聯萘的制備

背景及概述

NOBIN（2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯萘）是一種用于不對稱催化的有機分子。NOBIN與BINOL（1，1′-聯-2，2′-萘酚，簡稱2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘）和其他類似物相關，既有手性軸，又是某些化學反應的支架。NOBIN是aldol反應的優秀催化劑，可產生可靠的產物、良好的產率和優異的非對映選擇性。盡管圍繞連接環的鍵的旋轉受到氫原子的限制，但對映體純NOBIN在加熱時可能會外消旋。人們已經使用2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯萘合成出許多手性催化劑或金屬催化劑的配體，并用于Diels-Alder反應、Aldol縮合、羰基化合物的烷基化、潛手性酮的還原、Michael加成和不對稱環氧化等反應，展示了良好的催化活性和對映選擇性，顯示了廣闊的應用前景。(S)-(+)-2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯萘中文別名：(S)-(-)-1-(2-氨基-1-萘基)-2-萘酚，英文名稱：(S)-(-)-1-(2-Amino-1-naphthyl)-2-naphthol，CAS號：137848-29-4，分子式：C20H15NO，分子量：285.339，密度：1.275，沸點：471.5ºCat760mmHg。是常見的手性合成試劑。

制備

70年代以來，對于消旋2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯萘的合成和拆分及2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯萘的不對稱合成愈來愈受重視。消旋體2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘基本都是通過2-萘酚、2-萘胺氧化偶合得到，光學活性體往往通過拆分方法得到。對于這類化合物的拆分有生物法和化學法。化學拆分法是利用2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘的官能團的特性，與光活性試劑反應得到非對映異構體，再利用其性質差異純化后分解，獲得光活性物。此外，還有采用酶和色譜方法進行拆分。關于2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘的拆分已經有較多的研究和綜述。2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘的合成幾乎都是通過合適的氧化劑氧化2-萘酚、2-萘胺得到的[1]。(S)-(+)-2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯萘合成反應式如下圖：

圖1 (S)-(+)-2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯萘合成反應式

(S)-(+)-2-氨基-2'-羥基-1，1'-聯萘的合成

銅(Ⅱ)作氧化劑

由Cu(OAc)2、氫氧化鈉和2-萘酚、2-萘胺形成的溶液于280～290℃反應2小時，產品收率為52%。用CuO作氧化劑，硝基苯為溶劑，反應在220℃下進行3小時，在300℃下反應1小時，產品收率為75%～80%。將2-萘酚、2-萘胺溶于甲醇后在攪拌狀態下加到等量的Cu(NO3)2·3H2O和3倍量的α-苯基乙胺及甲醇混合液中，氮氣保護下室溫反應20小時。收率為62%，用水作溶劑，使用吡啶的二價銅絡合物在100℃反應3min，收率為70%。在10mL氯苯中，1mmol2-萘酚、2-萘胺與0.5g銅(Ⅱ)置換的蒙脫土于140℃反應6h。進一步通過色譜純化，得到產品，收率為95%。使用銅-胺(Cu(OH)Cl-TMEDA)作為催化劑，在無溶劑的情況下用空氣氧化合成2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘，該反應適用于克數量級規模2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘的合成。2-萘酚與銅-胺催化劑的量比為20∶1，在50℃下反應2小時，收率為92%。

鐵(Ⅲ)作為氧化劑

將1g2-萘酚、2-萘胺與3.8g六水三氯化鐵在10mLw(MeOH)=50%的甲醇水溶液中回流2小時，得到2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘收率為60%。將2-萘酚、2-萘胺和六水三氯化鐵(量比為1∶2)混合，充分研磨，于50℃下放置2小時，產物經酸解，甲苯重結晶，得到2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘產率為95%。利用[Fe(DMF)3Cl2][FeCl4]在50℃下進行固相反應，2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘的收率為79%。并研究了超聲波對反應的影響。將2-萘酚、2-萘胺和2倍量的六水三氯化鐵混合均勻并充分研磨壓成片后，置于試管中，保持50℃反應2小時，用稀鹽酸分解反應的混合物，得到產品，收率為95%。為了使氯化鐵和β-萘酚具有極好的溶解性，將氧化偶合反應在THF中進行。制備2.5mol實驗室規模的2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘僅需要1.3L的溶劑。最后相對低的產率(54%)可以由前面的工作所補償。將2-萘酚、2-萘胺粉末懸浮在2倍量的六水氯化鐵水溶液中，于50℃下反應1小時。粗產品通過過濾分離、蒸餾水洗滌以除去Fe2+、Fe3+。產品用甲苯重結晶，收率為95%。

氧作為氧化劑

氧氣作為氧化劑既經濟又減少了環境污染，使用催化劑x{銅-胺[CuCl(OH)-TMEDA]}=1%，用空氣氧化2-萘酚、2-萘胺，在二氯甲烷中于0℃下反應20小時，收率為96%;用氧氣作為氧化劑，在0℃下反應8.5小時，收率為90%。使用負載型催化劑Cu-SO4/Al2O3，在氯苯中用空氣作為氧化劑，于140℃反應8小時，產率為97%。最近，有報道以中孔Fe，Cu/MCM-41硅鋁酸鹽作為催化劑，2-萘酚、2-萘胺通過空氣或氧氣氧化偶合。反應在高壓反應釜中進行，氯苯為溶劑，反應溫度為140℃，反應時間為8小時。通過比較結果，發現Fe-交換MCM-41是一個很有效的催化劑，可以使反應物料衡算達到95%以上，2-萘酚、2-萘胺的轉化率和羥基萘的選擇性也非常高。最好效果為:2-萘酚轉化率99%，選擇性100%，物料平衡92%。使用固體路易斯酸作催化劑，用空氣氧化合成。n(2-萘酚)∶n(催化劑)=5∶1及二甲苯在回流溫度下反應20min，此時沸騰空氣通過該混合物。選用了六種類型的固體路易斯酸催化劑，它們為FeCl3/Al2O3，Fe3+-交換蒙脫石，FeCl3/SiO2，Cu-SO4/Al2O3，CuSO4/蒙脫石及CuSO4/SiO2。其中，Fe-Cl3/Al2O3，Fe3+-交換蒙脫土，FeCl3/SiO2對于該反應是較好的催化劑，產品的收率可以達到98%。

結論

2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘作為一種C2軸手性配體，由于其低廉的價格和高的立體選擇性，手性2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘已經在大量反應中得到應用。手性2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘是一個非常有希望用于工業化手性合成的輔基，所以該物質的合成倍受關注。用空氣或氧氣作為氧化劑進行高選擇性手性合成2-氨基-2’-羥基-1，1’-聯萘將是今后研究的方向。

參考文獻

[1] Mikami K, Matsukawa S.Asymmetric synthesis by enantiomer-selective activation of racemic catalysts[ J] .Nature ,1997, 385(13):613-615.