苯甲酸-2,5二甲氧基苯甲基酯的合成

0為羧基的保護苯乙酮類物質(zhì)不僅可以用作化學(xué)保護基和光致保護基的應(yīng)用，而且可以作為光化學(xué)研究的熱點之一。早在1973年Sheehan報道了對-甲氧基苯甲酸甲基酯在具有氫給體能力的溶劑中或在苯中加入具有氫給體能力的溶劑時表現(xiàn)出良好的光化學(xué)反應(yīng)活性,可以作為羧基的保護基應(yīng)用。多數(shù)文獻都預(yù)測隨著供電性取代基團的增加,光化學(xué)活性將增加;或者可能發(fā)生鄰位氫轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象,因而可應(yīng)用于化學(xué)保護基團和光致保護基團的研究和應(yīng)用。但由于α-氯-2,5-二甲氧基苯乙酮上的甲氧基具有一定的空間阻礙作用,使得保護基引入被保護的羧基有一定的困難。溴的化學(xué)活性更強,利用α-溴-2,5-二甲氧基苯乙酮作為保護試劑是一個可行的化學(xué)技巧。但溴乙酸溴市場不易購得,而且后處理麻煩。綜合文獻報道,我們利用溴化氫溴代α-氯-2,5-二甲氧基苯乙酮的方法,獲得了高收率的α-溴-2,5-二甲氧基苯乙酮。我們也進一步合成了苯甲酸-(2,5-二甲氧基苯羰甲基)酯,并研究了它們光化學(xué)性質(zhì),無論在非極性溶劑苯中,還是在具有氫給體能力的甲醇溶劑中,都沒有觀察到任何光化學(xué)變化。然而α-溴-2,5-二甲氧基苯乙酮在苯溶劑中,具有一定的光化學(xué)反應(yīng)活性。1儀器和試劑1.1儀器及性能測定紫外光源:40瓦低壓汞燈,254nm波長為主;分離設(shè)備:柱色譜及400目硅膠(H型),TLC板為GF254硅膠(自制);熔點測定:X-4型數(shù)字顯示顯微熔點測定僅,北京泰克儀器廠;核磁共振譜儀:Brukers-300MHz。1.2不同化學(xué)成分的化學(xué)成分2,5-二甲氧基苯(分析純),氯乙酰氯(化學(xué)純),溴化氫(化學(xué)純),苯甲酸(分析純),碘化鈉(分析純),三乙胺(化學(xué)純),DBU(化學(xué)純),丙酮(分析純),苯(分析純),甲醇(分析純),四氯化碳(分析純),無水三氯化鋁(分析純),乙酸乙酯(化學(xué)純),石油醚(化學(xué)純)。2合成和純度2.1,5-二甲氧基苯氯化利用2,5-二甲氧基苯和氯乙酰氯經(jīng)傅一克酰基化反應(yīng),一步就可到目標產(chǎn)物α-氯-2,5-二甲氧基苯乙酮,反應(yīng)原理見圖1,為防止出現(xiàn)固化現(xiàn)象,加入一定量的四氯化碳作為溶劑。稱取2,5-二甲氧基苯樣品5克于100毫升三口燒瓶中,用10毫升四氯化碳溶解,加入5.5克無水三氯化鋁,磁子攪拌;在冰浴條件下,以每分鐘30滴的速度滴加3.5毫升氯乙酰氯(用10毫升四氯化碳稀釋)。產(chǎn)生的氯化氫導(dǎo)入到氫氧化鈉吸收池中。反應(yīng)時間為1.5小時。然后在室溫下,再反應(yīng)5小時。反應(yīng)混合物用鹽酸冰水混合液洗滌,乙酸乙酯萃取兩次,合并萃取液有機相,硫酸鎂干燥,放置過夜。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙酸乙酯。色譜柱分離,乙酸乙酯:石油醚=1:5為洗脫劑。其產(chǎn)率為95.7%。2.2硫酸鎂的蒸發(fā)稱取上述合成的α-氯-2,5-二甲基氧苯乙酮5克于50毫升燒瓶中,加入10克冰水和5毫升濃氫溴酸,攪拌2小時。使用乙醚萃取,無水硫酸鎂干燥,放置過夜。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醚。然后在石油醚(少量乙酸乙酯5%)中重結(jié)晶,得白色晶體。熔點為88-89度,產(chǎn)率為75.3%。文獻報道該物的熔點為86度和91度。圖2給出了反應(yīng)方程式。α-氯-2,5-二甲基氧苯乙酮的核磁共振波譜數(shù)據(jù)如下:7.29(d,1H),6.95-6.85(m,2H),4.69(s,2H),3.80(s,3H),3.69(s,3H)。2.3-氯-2,5-二甲氧基苯乙酮段式的合成在苯甲酸-(2,5-二甲氧基苯羰甲基)酯的合成研究中,我們發(fā)現(xiàn)在丙酮回流條件下,應(yīng)用α-氯-2,5-二甲氧基苯乙酮與苯甲酸鈉反應(yīng),三乙胺(TEA)作為縛酸劑,碘化鈉作為活化劑,TLC基本檢測不到反應(yīng)發(fā)生,主要是甲氧基具有一定的空間阻礙作用以及供電性基團的引入減低了α-氯的活性。改用α-氯-2,5-二甲氧基苯乙酮反應(yīng)進行的較為完全,反應(yīng)4小時,產(chǎn)率在86-93%之間。過柱分離,乙酸乙酯和石油醚(1:4)洗脫,旋蒸溶劑,得白色固體,熔點為100度。3-氯-2,5-二甲氧基苯甲基苯乙酮的光反應(yīng)活性文獻建議α-氯-2,5-二甲氧基苯乙酮可能通過分子內(nèi)脫溴化氫,進而得到6-甲氧-苯并吡喃-4-酮。后者是理想的熒光標識物質(zhì)。我們希望能夠通過光化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換,開發(fā)出具有標識功能的光保護基團。但無論是在極性的甲醇溶劑還是非極性的苯溶劑中(分別稱取產(chǎn)物苯甲酸-(2,5-二甲氧基苯羰甲基)酯7.5毫克,用苯和甲醇定容于5毫升容量瓶中,相當(dāng)于5X10-3mol/L)。每半小時點TLC板一次。在254nm輻射條件下,我們都沒有發(fā)現(xiàn)光解現(xiàn)象存在。這與人們的預(yù)期有較大差異?？紤]到溴的高活性,本文也研究了α-氯-2,5-二甲氧基苯乙酮的光反應(yīng)活性。在非質(zhì)子溶劑苯中,我們觀察到了光化學(xué)變化,這說明鄰位甲氧基上的氫原子的氫轉(zhuǎn)移能力和被保護基團的性質(zhì)有關(guān)。4光反應(yīng)活性觀察α-氯-2,5-二甲氧基苯乙酮可以作為作為化學(xué)保護