5-叔丁基-2-羟基苯甲醛的合成与应用

介绍

5-叔丁基-2-羟基苯甲醛又被称为5-叔丁基水杨醛，它的分子式为C₁₁H₁₄O₂，外观为黄色透明油状液体。它的结构上在1号位、2号位和4号位分别含有醛基、叔丁基和羟基，其中，酚羟基能够发生氧化反应、取代反应和酯化反应等等，能够与卤素单质反应，生成相应的卤代烃，能够与羧酸反应生成相应的酯类化合物。它也可以被强氧化剂高锰酸钾等一步反应得到苯甲酸结构。其次，它含有苯环结构，也可以与浓硝酸等，发生硝基化反应。此外，它还含有醛基官能团，能够发生还原、氧化等反应。因此，它通常用于有机合成反应。

图一 5-叔丁基-2-羟基苯甲醛

合成

在氮气下将六亚甲基四胺（4.77 g，34.0 mmol）和4-叔丁基苯酚（2.55 g，17.0 mmol）溶解在无水三氟乙酸（30 mL）中。将反应混合物在80°C下回流24小时。将混合物倒入4 M HCl（100 mL）中搅拌10分钟，然后用CH2Cl2（2×100 mL）萃取。合并的有机层用4M HCl（2×100mL）和水（100mL）洗涤，然后用无水Na2SO4干燥并真空浓缩。粗产物通过柱色谱纯化，用CH2Cl2洗脱，得到黄色粘稠液体5-叔丁基-2-羟基苯甲醛（1.85g，61.06%）[1]。

图二 5-叔丁基-2-羟基苯甲醛的合成

向装有回流冷凝器、温度计、氮源和磁力搅拌器的三颈烧瓶中加入对叔丁基苯酚（16 mmol）、氢氧化钠（100 mmol）、蒸馏水（40 mL）和氯仿（7.0 mL）。将混合物加热回流8小时。冷却后，用2M盐酸将反应混合物酸化至pH 2-3，并用乙酸乙酯萃取。TLC监测反应。乙酸乙酯提取物经真空蒸馏处理，得到粗品5-叔丁基水杨醛。通过柱色谱法纯化粗产物，得到棕色油状液体产物5-叔丁基-2-羟基苯甲醛（1.183g，42.5%）[2]。

图三 5-叔丁基-2-羟基苯甲醛的合成2

应用

向5-叔丁基-2-羟基苯甲醛（1.25 g，7.0 mmol）的乙酸乙酯（15 mL）溶液中加入硝基-18-冠-6-H（NO3）2（2.64 g，6.3 mmol）。溶液变黄，在室温下搅拌5小时。蒸发溶剂，得到残留物，将其溶解在乙醚中。用饱和NH4Cl洗涤乙醚4次，用Na2SO4干燥，过滤，真空浓缩，得到黄色固体状5-叔丁基-2-羟基-3-硝基苯甲醛（1.56 g，99%）。将上述醛（1.4 g，6.3 mmol）、盐酸羟胺（0.438 g，6.3 mmol）和甲酸钠（0.771 g，11.3 mmol）在甲酸（20 mL）中加热回流过夜，然后冷却至室温。用水稀释反应物，过滤所得沉淀。将固体溶于乙醚中，用Na2SO4干燥，过滤并真空浓缩，得到黄色固体状5-叔丁基-2-羟基-3-硝基苯甲腈（1.21g，87%）。将上述腈（0.5g，2.27mmol）溶于1:9甲醇/乙腈（20mL）中。N、 滴加N-二异丙基乙胺（1.1mL，6.35mmol），然后加入（三甲基甲硅烷基）重氮甲烷（3.2mL，6.35ml）。搅拌反应直至停止鼓泡（20分钟），用水淬灭反应。用水用二氯甲烷提取3次，用Na2SO4干燥，过滤，真空浓缩，得到黄色固体状的5-叔丁基-2-甲氧基-3-硝基苄腈（0.531g，99%）。在氮气冲洗的烧瓶中，将上述苯甲腈（100mg，0.427mmol）溶解在1:1的乙酸乙酯/甲醇（10mL）中。加入甲酸铵（270mg，4.27mmol）和钯/碳（30mg，10%湿），将混合物加热回流30分钟。将反应冷却至室温，通过硅藻土垫过滤，用乙酸乙酯洗脱。在真空下蒸发乙酸乙酯。所得残余物通过硅胶色谱法（1:1乙酸乙酯/己烷）纯化，得到无色油状化合物3-硝基-5-叔丁基-2-羟基苯甲醛（67mg，77%）[3]。

图四 5-叔丁基-2-羟基苯甲醛的应用

参考文献

[1]Jin X ,Gao J ,Xie P , et al.Dual-functional probe based on rhodamine for sequential Cu 2+ and ATP detection in vivo[J].Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy,2018,204657-664.

[2]Li L ,Fu B ,Qiao Y , et al.Synthesis, characterization and cytotoxicity studies of platinum(II) complexes with reduced amino acid ester Schiff-bases as ligands[J].Inorganica Chimica Acta,2014,419135-140.

[3](US) M H (US) Z X(US) A R A, et al.Cytokine inhibitors[P].US20050119524,2005-11-3.