(S)-(+)-2-氨基-2'-羟基-1，1'-联萘的制备

背景及概述

NOBIN（2-氨基-2'-羟基-1，1'-联萘）是一种用于不对称催化的有机分子。NOBIN与BINOL（1，1′-联-2，2′-萘酚，简称2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘）和其他类似物相关，既有手性轴，又是某些化学反应的支架。NOBIN是aldol反应的优秀催化剂，可产生可靠的产物、良好的产率和优异的非对映选择性。尽管围绕连接环的键的旋转受到氢原子的限制，但对映体纯NOBIN在加热时可能会外消旋。人们已经使用2-氨基-2'-羟基-1，1'-联萘合成出许多手性催化剂或金属催化剂的配体，并用于Diels-Alder反应、Aldol缩合、羰基化合物的烷基化、潜手性酮的还原、Michael加成和不对称环氧化等反应，展示了良好的催化活性和对映选择性，显示了广阔的应用前景。(S)-(+)-2-氨基-2'-羟基-1，1'-联萘中文别名：(S)-(-)-1-(2-氨基-1-萘基)-2-萘酚，英文名称：(S)-(-)-1-(2-Amino-1-naphthyl)-2-naphthol，CAS号：137848-29-4，分子式：C20H15NO，分子量：285.339，密度：1.275，沸点：471.5ºCat760mmHg。是常见的手性合成试剂。

制备

70年代以来，对于消旋2-氨基-2'-羟基-1，1'-联萘的合成和拆分及2-氨基-2'-羟基-1，1'-联萘的不对称合成愈来愈受重视。消旋体2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘基本都是通过2-萘酚、2-萘胺氧化偶合得到，光学活性体往往通过拆分方法得到。对于这类化合物的拆分有生物法和化学法。化学拆分法是利用2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘的官能团的特性，与光活性试剂反应得到非对映异构体，再利用其性质差异纯化后分解，获得光活性物。此外，还有采用酶和色谱方法进行拆分。关于2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘的拆分已经有较多的研究和综述。2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘的合成几乎都是通过合适的氧化剂氧化2-萘酚、2-萘胺得到的[1]。(S)-(+)-2-氨基-2'-羟基-1，1'-联萘合成反应式如下图：

图1 (S)-(+)-2-氨基-2'-羟基-1，1'-联萘合成反应式

(S)-(+)-2-氨基-2'-羟基-1，1'-联萘的合成

铜(Ⅱ)作氧化剂

由Cu(OAc)2、氢氧化钠和2-萘酚、2-萘胺形成的溶液于280～290℃反应2小时，产品收率为52%。用CuO作氧化剂，硝基苯为溶剂，反应在220℃下进行3小时，在300℃下反应1小时，产品收率为75%～80%。将2-萘酚、2-萘胺溶于甲醇后在搅拌状态下加到等量的Cu(NO3)2·3H2O和3倍量的α-苯基乙胺及甲醇混合液中，氮气保护下室温反应20小时。收率为62%，用水作溶剂，使用吡啶的二价铜络合物在100℃反应3min，收率为70%。在10mL氯苯中，1mmol2-萘酚、2-萘胺与0.5g铜(Ⅱ)置换的蒙脱土于140℃反应6h。进一步通过色谱纯化，得到产品，收率为95%。使用铜-胺(Cu(OH)Cl-TMEDA)作为催化剂，在无溶剂的情况下用空气氧化合成2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘，该反应适用于克数量级规模2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘的合成。2-萘酚与铜-胺催化剂的量比为20∶1，在50℃下反应2小时，收率为92%。

铁(Ⅲ)作为氧化剂

将1g2-萘酚、2-萘胺与3.8g六水三氯化铁在10mLw(MeOH)=50%的甲醇水溶液中回流2小时，得到2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘收率为60%。将2-萘酚、2-萘胺和六水三氯化铁(量比为1∶2)混合，充分研磨，于50℃下放置2小时，产物经酸解，甲苯重结晶，得到2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘产率为95%。利用[Fe(DMF)3Cl2][FeCl4]在50℃下进行固相反应，2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘的收率为79%。并研究了超声波对反应的影响。将2-萘酚、2-萘胺和2倍量的六水三氯化铁混合均匀并充分研磨压成片后，置于试管中，保持50℃反应2小时，用稀盐酸分解反应的混合物，得到产品，收率为95%。为了使氯化铁和β-萘酚具有极好的溶解性，将氧化偶合反应在THF中进行。制备2.5mol实验室规模的2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘仅需要1.3L的溶剂。最后相对低的产率(54%)可以由前面的工作所补偿。将2-萘酚、2-萘胺粉末悬浮在2倍量的六水氯化铁水溶液中，于50℃下反应1小时。粗产品通过过滤分离、蒸馏水洗涤以除去Fe2+、Fe3+。产品用甲苯重结晶，收率为95%。

氧作为氧化剂

氧气作为氧化剂既经济又减少了环境污染，使用催化剂x{铜-胺[CuCl(OH)-TMEDA]}=1%，用空气氧化2-萘酚、2-萘胺，在二氯甲烷中于0℃下反应20小时，收率为96%;用氧气作为氧化剂，在0℃下反应8.5小时，收率为90%。使用负载型催化剂Cu-SO4/Al2O3，在氯苯中用空气作为氧化剂，于140℃反应8小时，产率为97%。最近，有报道以中孔Fe，Cu/MCM-41硅铝酸盐作为催化剂，2-萘酚、2-萘胺通过空气或氧气氧化偶合。反应在高压反应釜中进行，氯苯为溶剂，反应温度为140℃，反应时间为8小时。通过比较结果，发现Fe-交换MCM-41是一个很有效的催化剂，可以使反应物料衡算达到95%以上，2-萘酚、2-萘胺的转化率和羟基萘的选择性也非常高。效果为:2-萘酚转化率99%，选择性100%，物料平衡92%。使用固体路易斯酸作催化剂，用空气氧化合成。n(2-萘酚)∶n(催化剂)=5∶1及二甲苯在回流温度下反应20min，此时沸腾空气通过该混合物。选用了六种类型的固体路易斯酸催化剂，它们为FeCl3/Al2O3，Fe3+-交换蒙脱石，FeCl3/SiO2，Cu-SO4/Al2O3，CuSO4/蒙脱石及CuSO4/SiO2。其中，Fe-Cl3/Al2O3，Fe3+-交换蒙脱土，FeCl3/SiO2对于该反应是较好的催化剂，产品的收率可以达到98%。

结论

2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘作为一种C2轴手性配体，由于其低廉的价格和高的立体选择性，手性2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘已经在大量反应中得到应用。手性2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘是一个非常有希望用于工业化手性合成的辅基，所以该物质的合成倍受关注。用空气或氧气作为氧化剂进行高选择性手性合成2-氨基-2’-羟基-1，1’-联萘将是今后研究的方向。

参考文献

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