專利名稱：螺芴醇的制備方法
發(fā)明所屬領域本發(fā)明涉及可用作光色化合物原料的螺芴醇的制備方法。
現(xiàn)有技術(shù)近年來，色烯衍生物，特別是螺茚并萘并吡喃作為光色化合物，因其快速的顯色和褪色性、色調(diào)控制的容易性、高度的耐久性等而受到矚目。螺茚并萘并吡喃已知有螺縮酮型化合物(參照專利文獻1)以及聯(lián)苯型螺環(huán)化合物和菲型螺環(huán)化合物(參照專利文獻2和3)等，特別是后兩種化合物的顯色靈敏度高，褪色速度快，具有優(yōu)異的耐久性。
已知通過制備具有所需取代基的下式(5)所示茚并萘并吡喃-酮作為中間體，對該中間體進一步改性即可得到上述化合物(參照專利文獻2和3)。
不過，當采用這種方法時，作為中間體的上述茚并萘并吡喃-酮本身具有光致變色性，因而存在反應中生成的副產(chǎn)物雜質(zhì)通常也具有光致變色性這一問題。即，在作為目標物質(zhì)的螺環(huán)化合物中混有這類雜質(zhì)的情況下，顯色時的色調(diào)變得與目標物質(zhì)本來的色調(diào)不一樣。因此，為得到所需顯色色調(diào)的目標物質(zhì)，需要進行高度的純化。
另一方面，作為產(chǎn)生光致變色性雜質(zhì)的可能性小的制備方法，已知有由螺芴醇制備目標物質(zhì)色烯衍生物的方法(參照專利文獻3)。
專利文獻1日本特表平10-508031號公報專利文獻2日本特開2000-34418號公報專利文獻3日本特開2001-192378號公報但是，上述方法是使具有酚式羥基的羥基芴酮與格利雅試劑等反應，通過在酸性條件下進行螺環(huán)化來得到螺芴醇，所以為終止反應，必須使用過量的格利雅試劑等，結(jié)果出現(xiàn)收率低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的目的在于提供可高效制備螺芴醇的方法，該螺芴醇可用作光色化合物的原料。
本發(fā)明人考慮在制備螺芴醇時通過對羥基芴酮的羥基進行保護，來降低格利雅試劑等有機金屬試劑的用量，因此對各種保護基的效果進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用特定保護基對羥基進行保護時，與采用通常所用的保護基的情況相比，導入保護基時的選擇率和轉(zhuǎn)化率都高，在隨后步驟的反應中保護基不易脫落，而且在脫保護(除去保護基)時可以以良好的收率進行反應，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明涉及螺芴醇化合物的制備方法，該方法是下式(1) 所示螺芴醇化合物的制備方法，其特征在于將下式(2)所示芴酮化合物上結(jié)合的羥基用由取代甲硅烷基形成的保護基進行保護，所述取代甲硅烷基上與硅原子結(jié)合的取代基的碳原子數(shù)總共為5-12，然后使該芴酮化合物與下式(3)所示有機金屬化合物反應，得到羥基被上述保護基保護的羥基-芳基芴醇，將所得羥基-芳基芴醇進行螺環(huán)化和脫保護， 式中M為Li、MgCl、MgBr、MgI或CuLi；上述式(1)至式(3)中，X為單鍵或選自下述A組的任何二價基團，Y為與苯并環(huán)的兩個碳原子一起形成芳烴環(huán)基或不飽和雜環(huán)基的基團，X為單鍵時，R1和R2分別為氫原子、選自下述B組的任何一價基團，或者是相互結(jié)合形成選自下述A組的任何二價基團(其中-Z-和-CR5R6-除外)的基團，X為選自A組的基團時，R1和R2分別為氫原子或選自下述B組的任何一價基團，R3和R4分別為氫原子或選自下述B組的任何一價基團，p和q各自獨立為0-3的整數(shù)；A組-Z-、-(CR5R6)n-、-(CR5R6)m-Z-、-Z-(CR5R6)l-Z-、-(CR5R6)a-Z-(CR5R6)b-、-(CR5＝CR6)k-和-CR5＝N-(其中，-Z-為-O-、-S-或-NR5，R5和R6分別獨立為氫原子或選自下述B組的任何一價基團，一個基團中存在多個-Z-、R5或R6時，該多個-Z-、R5或R6可以彼此不同，a、b、k和l各自獨立為1-4的整數(shù)，m和n各自獨立為1-6的整數(shù))；B組烷基、芳烷基、取代或未取代的芳基、羥基、烷氧基、芳烷氧基、氨基、一取代氨基、二取代氨基、氰基、硝基、鹵素原子、三氟甲基、碳原子或氮原子上具有鍵接(結(jié)合手)的取代或未取代雜環(huán)基、由芳烴環(huán)或雜環(huán)稠合而成的稠合雜環(huán)構(gòu)成的碳原子或氮原子上具有鍵接的取代或未取代的稠合雜環(huán)基。
實施發(fā)明的最佳方式(制備目標物質(zhì))通過本發(fā)明制備方法制備而成的上述式(1)所示螺芴醇化合物可用作含有色烯衍生物的光色化合物的合成原料。
上述式(1)中，X為單鍵或選自上述A組的任何二價基團。
上述B組中列出的基團不只可以作為A組所示基團的R5和R6，還可以作為上述式(1)中的R1、R2、R3或R4。B組所示基團中優(yōu)選的基團具體有甲基、乙基、異丙基、叔丁基、環(huán)己基等碳原子數(shù)為1-6的烷基；芐基、苯乙基、三苯甲基等碳原子數(shù)為7-20的芳烷基；苯基、萘基、烷氧基苯基等取代或未取代芳基；羥基；甲氧基、叔丁氧基等碳原子數(shù)為1-6的烷氧基；芐氧基、三苯甲氧基等碳原子數(shù)為7-20的芳烷氧基；氨基；甲基氨基、環(huán)己基氨基等碳原子數(shù)為1-6的一取代氨基；二甲基氨基、二環(huán)己基氨基等碳原子數(shù)為1-20的二取代氨基；氰基；硝基；氯原子、溴原子等鹵素原子；三氟甲基；2-噁唑基、4-嗎啉代基、2，2，6，6-四甲基-1-哌啶子基等取代或未取代雜環(huán)基；以及2-苯并噁唑基、1-苯并三唑基、9-咔唑基、8-喹啉基等取代或未取代的稠合雜環(huán)基等。
上述式(1)中，X為單鍵時，R1和R2分別為氫原子、選自上述B組的基團，或者是相互結(jié)合形成上述A組所示基團的基團。即，X為單鍵時，上述式(1)的化合物具有9，9’-螺雙芴骨架。例如，當R1、R2相互結(jié)合形成-CR5＝CR6-時，具有螺[芴-9，1’-(1H-環(huán)戊二烯并[d，e，f]菲)]骨架。只是，由于立體空間的要求，不會出現(xiàn)R1和R2相互結(jié)合形成-Z-(即-O-、-S-或-NR5-)或-CR5R6-的情況。
當X為選自上述A組的二價基團時，R1和R2分別為氫原子或選自上述B組的基團。這種情況下，上述式(1)所示化合物具有螺[芴-9，9’-呫噸]骨架(X為-O-的情況)、螺[芴-9，9’-(9，10-二氫吖啶)]骨架(X為-NH-的情況)、螺[芴-9，9’-(9，10-二氫蒽)]骨架(X為-CH2-的情況)等骨架，對R1和R2沒有特別的立體限制。
上述式(1)中，Y為與苯并環(huán)的兩個碳原子一起形成芳烴基或不飽和雜環(huán)基的基團。當Y形成芳族烴基時，式(1)的化合物具有例如苯并芴醇骨架或萘并芴醇骨架；當Y形成不飽和雜環(huán)基時，式(1)的化合物具有例如呋喃并芴醇(furofluorenol)或吲哚并芴醇骨架。此時，環(huán)稠合的位置或方向完全任意。
上述式(1)中，R3和R4分別為上述B組所示的任何一價基團，表示R3和R4數(shù)目的p和q分別為0-3的整數(shù)。當p或q為2或3時，即存在多個R3或R4時，多個R3或R4可以彼此不同。
(螺芴醇化合物的制備)起始原料為制備上述式(1)的螺芴醇化合物，本發(fā)明首先用由取代甲硅烷基形成的保護基對結(jié)合在式(2)所示芴酮化合物上的羥基進行保護。

式中，Y、R3、R4、p和q如式(1)中所述，這種情況下，當式(2)的化合物含有氨基或一取代氨基時，氨基或一取代氨基也與羥基一起被取代甲硅烷基保護起來。所保護的羥基不只限于結(jié)合在芴酮環(huán)2位上的羥基，也包括結(jié)合在其它位置的羥基。例如，當R3或R4為羥基、氨基或一取代氨基時，這些基團也與芴酮環(huán)2位上結(jié)合的羥基一起被取代甲硅烷基保護起來。下文中，將這些要保護的基團稱為保護性官能團。
用作起始原料的羥基芴酮只要是上述式(2)所示化合物即可，對其沒有特殊限定，不過，從目標光色化合物的性能考慮，優(yōu)選Y為苯并稠合環(huán)的化合物(即具有羥基苯并芴酮骨架的化合物)。另外，從目標光色化合物的性能考慮，優(yōu)選R3、R4為甲基、乙基、異丙基、叔丁基、環(huán)己基等碳原子數(shù)為1-6的烷基；芐基、苯乙基、三苯甲基等碳原子數(shù)為7-20的芳烷基；苯基、萘基、烷氧基苯基等取代或未取代芳基；羥基；甲氧基、叔丁氧基等碳原子數(shù)為1-6的烷氧基；芐氧基、三苯甲氧基等碳原子數(shù)為7-20的芳烷氧基，且p和q為0或1。
本發(fā)明中可優(yōu)選使用的式(2)所示羥基芴酮的具體例子有3-甲氧基-5-羥基苯并[c]芴-7-酮、9-甲氧基-5-羥基苯并[c]芴-7-酮、3，9-二甲氧基-5-羥基苯并[c]芴-7-酮等。
保護基的導入本發(fā)明中，可以用取代甲硅烷基作為保護上述保護性官能團的保護基，該取代甲硅烷基的最大特征在于結(jié)合在硅原子上的3個取代基的碳原子數(shù)合計為5-12。即，通過用空間位阻大的取代甲硅烷基作為保護基，可以同時提高導入保護基時的選擇率和轉(zhuǎn)化率，并且在隨后的反應步驟中保護基不會脫落，脫保護的收率得到提高，結(jié)果可高效制備目標物質(zhì)螺芴醇。
通常除甲基、芐基外，還有用甲氧基甲基或四氫吡喃基等縮醛型、乙?；虮郊柞；弱バ?、芐氧基羰基或叔丁氧基羰基等碳酸酯型、三甲代甲硅烷基等甲硅烷基醚型等各種各樣的保護基作為羥基保護基的提案。但是，在以甲基作為保護基的情況下，當羥基芴酮的R3或R4上具有甲氧基等烷氧基時，烷氧基在除去保護基的步驟中將受到破壞，因而無法作為通用的制備方法。另外，在以芐基為保護基的情況下，導入保護基時，保護基不僅進入目標所在的羥基，而且分子骨架也被導入芐基，在除去保護基的步驟(脫保護)中，多有烷氧基的破壞或分子骨架的還原等副反應發(fā)生，效率低。對于縮醛型的保護基，在導入保護基時的選擇性方面也存在問題，而酯型和碳酸酯型經(jīng)不起隨后步驟的反應。而且，對于甲硅烷基醚型，由于象三甲代甲硅烷基那樣簡單的立體結(jié)構(gòu)經(jīng)不起隨后步驟的反應，因而不能使用。
本發(fā)明中用作保護基的取代甲硅烷基，只要滿足3個取代基的碳原子數(shù)合計為5-12這一條件，則對其沒有特別限制，不過因為下述用于導入保護基的甲硅烷基化劑容易獲取，而且效果也好，所以特別優(yōu)選叔丁基二甲基甲硅烷基、三異丙基甲硅烷基和2-甲基-3，3-二甲基-2-丁基二甲基甲硅烷基。
上述用于導入保護基的甲硅烷基化劑是上述取代甲硅烷基與離去基團結(jié)合而成的化合物，例如有下式(6)所示化合物。
E-SiR7R8R9(6)式中，E為離去基團，R7、R8和R9分別為烷基，這些烷基的碳原子數(shù)合計為5-12。
上述離去基團的例子還有鹵素原子、疊氮基、烷氧基、芳磺酰氧基和總碳原子數(shù)為5以上的三烷基甲硅烷基氨基等。上式(6)所示甲硅烷基化劑中，從容易獲取考慮，優(yōu)選使用叔丁基二甲基氯硅烷、三異丙基氯硅烷、2-甲基-3，3-二甲基-2-丁基二甲基氯硅烷等氯化硅化合物。
即，通過使上述甲硅烷基化劑與式(2)的羥基芴酮反應，可以導入由取代甲硅烷基形成的保護基，對以羥基為代表的保護性官能團實施保護。
對保護時的反應條件沒有特別限定，不過一般可通過使用溶劑，向羥基芴酮和甲硅烷基化劑的混合溶液中加入叔胺化合物，邊捕集反應中生成的酸邊使其反應，由此導入保護基。另外，預先使羥基芴酮的羥基與氫氧化鈉、叔丁醇鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀等反應，形成堿金屬鹽后再與甲硅烷基化劑反應，也可以導入保護基。當然，還可以結(jié)合采用兩種方法使其進行反應。
這里所用的溶劑只要不與上述甲硅烷基化劑反應，則對其沒有特殊限定，可以使用甲苯、二甲苯等芳烴；二氯甲烷、氯仿等氯化烴；二乙醚、四氫呋喃等非環(huán)狀或環(huán)狀的醚；乙腈、丁腈等腈；二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等非環(huán)狀或環(huán)狀的酰胺；二甲亞砜、環(huán)丁砜等非環(huán)狀或環(huán)狀的亞砜；砜；或者這些溶劑的混合溶劑等。
對上述叔胺化合物沒有特別限定，不過可以使用三乙胺、N-甲基嗎啉等非環(huán)狀或環(huán)狀脂族叔胺；二甲基苯胺、甲基二苯胺等芳族叔胺；吡啶、4-二甲基氨基吡啶等雜環(huán)叔胺等。其中，更優(yōu)選使用1，8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯、1，7-二氮雜雙環(huán)[4.3.0]壬-6-烯等具有下式(4)所示結(jié)構(gòu)的叔胺化合物，因其可進一步提高選擇率和轉(zhuǎn)化率。而且，還可以將催化量的式(4)所示叔胺化合物與其它的叔胺化合物組合使用。
式中，i為2-4的整數(shù)，j為3-6的整數(shù)。
這樣即可得到羥基等保護性官能團受到保護的羥基芴酮。該化合物可按照常規(guī)方法分離、純化，也可以直接用于隨后的反應中。與有機金屬化合物的反應本發(fā)明的制備方法中，使如上所得被取代甲硅烷基保護的羥基芴酮與式(3)所示有機金屬化合物反應，制備羥基芳基芴酮。
式中，M為Li、MgCl、MgBr、MgI或CuLi，X、R1和R2與式(1)中的說明一樣。
進行該反應時，由于結(jié)合在芴酮環(huán)2位上的羥基等保護性官能團受到取代甲硅烷基保護，因而不參與與上述有機金屬化合物的反應，只有羰基(C＝O)與有機金屬化合物反應。從而，所得羥基-芳基芴酮例如如下式(7)所示，羥基等被取代甲硅烷基保護著。
此外，上式(7)中，當R3或R4為羥基、氨基或一取代氨基時，這些基團也被保護基(取代甲硅烷基、-SiR7R8R9)保護起來。
上述反應中所用的有機金屬化合物可通過使具有與式(3)所示分子骨架相對應的分子結(jié)構(gòu)的鹵化物與丁基鋰等有機鋰化合物、鋰金屬、鎂金屬或烷基銅鋰化合物等反應而制得。另外，也可以通過使具有與式(3)所示分子骨架相對應的分子結(jié)構(gòu)的有機鋰化合物與銅化合物反應進行制備。
羥基等得到保護的羥基芴酮與上述有機金屬化合物的反應，可通過將如上制得的有機金屬化合物不經(jīng)分離而直接與羥基等得到保護的羥基芴酮反應來進行。反應時所用的溶劑只要是不與有機金屬化合物反應的溶劑，則對其沒有特別限定，可以使用己烷、環(huán)己烷等非環(huán)狀或環(huán)狀的脂族烴；甲苯、二甲苯等芳烴；二乙醚、四氫呋喃等非環(huán)狀或環(huán)狀的醚等，也可以使用這些溶劑的混合溶劑。對反應溫度和反應時間沒有特別限定，可以在-10℃至溶劑沸點左右的溫度范圍內(nèi)，在0.5小時-10小時左右的反應時間范圍內(nèi)，在確認反應進行程度的同時確定適當?shù)臏囟群蜁r間。反應結(jié)束后，用水驟冷，得到羥基等得到保護的羥基-芳基芴醇。這樣得到的羥基等得到保護的羥基-芳基芴醇可根據(jù)常規(guī)方法進行分離、純化，也可以直接用于隨后的反應中。
螺環(huán)化和脫保護本發(fā)明中，使如上制得的“羥基等得到保護的羥基-芳基芴醇”在酸性條件下螺環(huán)化，得到羥基等保護性官能團被取代甲硅烷基保護起來的螺芴醇。
為創(chuàng)造酸性條件而使用酸。對于所用酸沒有特別限定，可以使用硫酸、磷酸等無機酸；對甲苯磺酸、三氟乙酸等有機酸；氯化鋁、四氯化鈦、四氯化硅、氯化錫、氯化鐵等無機路易斯酸；酸性氧化鋁、酸性離子交換樹脂等固體酸；等等已知的酸。還可以使用五氧化二磷、五氯化磷、亞硫酰氯、硫酰氯等與水反應形成酸的脫水劑。酸的用量隨其種類不同而不同，對此沒有特別限定，通常相對于每100重量份羥基-芳基芴醇，可以使用0.01重量份-1000重量份，更優(yōu)選1重量份-50重量份。
酸性條件下的螺環(huán)化反應通常在溶劑中進行。這里所用的溶劑只要是不與所用酸等反應的溶劑即可，對其沒有特別限定，優(yōu)選使用己烷、環(huán)己烷等非環(huán)狀或環(huán)狀的脂族烴；甲苯、二甲苯等芳烴；二氯甲烷、氯仿等氯化烴；四氫呋喃等環(huán)醚；乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯類；乙腈等腈類。對反應溫度和反應時間沒有特別限定，可以在室溫至溶劑沸點左右的溫度范圍內(nèi)，在0.5小時-10小時左右的反應時間范圍內(nèi)，在確認反應進行程度的同時確定適當?shù)臏囟群蜁r間。此時，根據(jù)條件不同，有可能發(fā)生保護基(取代甲硅烷基)的脫除，但這對隨后的步驟沒有影響。這樣制得的羥基等得到保護的螺芴醇可根據(jù)常規(guī)方法進行分離、純化，也可以直接用于隨后的反應中。
在本發(fā)明的制備方法中，最后對如上制得的羥基等得到保護的螺芴醇進行脫保護(除去取代甲硅烷基)。對脫保護的方法沒有特別限定，可以通過在溶劑中與含有氟陰離子的脫保護劑反應而容易地進行。
作為含有氟陰離子的脫保護劑，可以使用氟化四丁銨、氟化芐基三甲基銨等季銨氟化物；氟化納、氟化鉀等堿金屬氟化物。當用堿金屬氟化物作為脫保護劑時，優(yōu)選結(jié)合使用溴化四丁銨、氯化芐基三甲基銨等季銨鹽。這里所用的溶劑只要是不阻礙反應的溶劑，則對其沒有特別限定，可以使用己烷、環(huán)己烷等非環(huán)狀或環(huán)狀的脂族烴；甲苯、二甲苯等芳烴；二氯甲烷、氯仿等氯化烴；二乙醚、四氫呋喃等非環(huán)狀或環(huán)狀的醚；乙腈、丁腈等腈；甲醇、乙醇等醇類；二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等非環(huán)狀或環(huán)狀的酰胺；二甲亞砜、環(huán)丁砜等非環(huán)狀或環(huán)狀的亞砜；砜；這些溶劑的混合溶劑。另外，這些溶劑可以是含水溶劑。
進而，作為脫保護的方法，使上式(4)所示化合物和醇類或水一起與羥基等被保護起來的螺芴醇反應的方法也很簡便。此時的溶劑可以使用上述的溶劑，不過優(yōu)選使用醇類作為反應試劑兼溶劑。
也可以用三氟化硼等路易斯酸進行脫保護。此時的溶劑只要是不被酸分解的溶劑即可，對其沒有特別限定，優(yōu)選使用氯化烴等。
通過所述脫保護而得到的螺芴醇可通過常規(guī)方法分離、純化，也可以直接用于合成光色化合物的反應。
并且，本發(fā)明的制備方法中，還可以使用酸將螺環(huán)化反應和脫保護反應一步進行，采用這樣的方法就效率方面而言是特別優(yōu)選的。此時，作為酸，在可用于上述螺環(huán)化反應和脫保護反應的酸的示例中，可優(yōu)選使用有機磺酸、有機酸或路易斯酸，特別是對甲苯磺酸、三氟乙酸、三氟化硼(通常以醚絡合物形式使用)、溴化鎂或氯化鋁。另外作為溶劑，對上述螺環(huán)化反應或脫保護反應中可使用的溶劑沒有特別限定，從反應的選擇率考慮，最優(yōu)選使用乙腈。反應結(jié)束后，例如在使酸呈惰性后，通過加入水或鹽水進行洗滌，進一步從有機層中除去溶劑，可得到目標物質(zhì)。
通過本發(fā)明的制備方法，可高效制備可用作光色化合物原料的螺芴醇。
實施例下面，給出實施例，對本發(fā)明進行詳細說明，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
實施例1將2g(6.5mmol)3，9-二甲氧基-5-羥基苯并[c]芴-7-酮懸浮于10ml四氫呋喃(THF)中，加入0.31g(7.8mmol)氫氧化鈉的甲醇(40ml)溶液，在室溫下攪拌1小時。加入80ml甲苯后減壓餾去所有溶劑，得到鈉鹽。將其溶解于50ml THF中，滴加1.2g(7.8mmol)叔丁基二甲基氯硅烷的THF(20ml)溶液，使其在室溫下反應2小時。此時的轉(zhuǎn)化率為99％。
然后減壓餾去THF，在30ml甲醇中結(jié)晶，得到2.4g(純度97％，收率87％)3，9-二甲氧基-5-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯并[c]芴-7-酮(簡稱為DBBF)。
將2.1g(8.3mmol)1-溴菲溶解于43ml庚烷中，在室溫下加入5.3ml(1.6mol/l，8.5mmol)丁基鋰，形成1-鋰菲(lithiophenanthrene)，冷卻至-5℃，加入2.2g(5.2mmol)上述DBBF，攪拌1小時，再在0℃以下加入THF，并在該溫度下攪拌2小時。此時的轉(zhuǎn)化率為99％。
反應后，用8.5ml 1N鹽酸、10ml水洗滌，減壓餾去溶劑。在20ml甲醇中結(jié)晶，得到2.5g(純度97％，收率82％)的3，9-二甲氧基-5-叔丁基二甲基甲硅烷氧基-7-羥基-7-菲-1-基苯并[c]芴(簡稱為DBHPBF)。
將所得2.5g DBHPBF中的1.0g(1.7mmol)懸浮于10g乙酸中，加熱至60℃。向其中添加含有3.5g乙酸、0.7g濃硫酸、2.1g水的溶液，在60℃攪拌3小時。此時的轉(zhuǎn)化率為99％。
之后冷卻，加入46ml 5N氫氧化鈉水溶液和50ml THF進行洗滌，再用20ml水洗滌，反復洗滌2次，減壓餾去溶劑。在30ml甲醇中結(jié)晶，得到0.87g(純度96％，收率90％)的3’，9’-二甲氧基-5’-叔丁基二甲基甲硅烷氧基螺[(1H-環(huán)戊并[d，e，f]菲)-1，7’-苯并[c]芴](簡稱為DBCPBF)。
將所得0.87g DBCPBF中的0.58g(1.0mmol)溶解于30ml THF中，加入1.3g(4mmol)溴化四丁銨和0.23g(4mmol)氟化鉀，加熱回流10小時。此時的轉(zhuǎn)化率為98％。之后冷卻，用10ml水洗滌，反復洗滌3次，減壓餾去溶劑。得到0.47g(收率100％)純度為95％的3’，9’-二甲氧基-5’-羥基螺[(1H-環(huán)戊并[d，e，f]菲)-1，7’-苯并[c]芴]?？偸章式?jīng)計算為64％。
比較例1將0.28g(7mmol)氫氧化鈉溶解于20ml甲醇中，加入2g(6.6mmol)3，9-二甲氧基-5-羥基苯并[c]芴-7-酮和0.82g(6.5mmol)芐基氯，加入20ml THF，回流20小時。此時的轉(zhuǎn)化率為90％。反應中生成了被認為是兩個芐基反應形成的副產(chǎn)物。減壓餾去溶劑，在32ml丙酮中結(jié)晶，得到1.4g 3，9-二甲氧基-5-芐氧基苯并[c]芴-7-酮(純度97％，收率52％)。
按照實施例1進行菲加成、脫水反應，得到3’，9’-二甲氧基-5’-芐氧基螺[(1H-環(huán)戊并[d，e，f]菲)-1，7’-苯并[c]芴](簡稱為螺苯并芴)。純度和收率分別為85％、90％。
將0.67g(1.2mmol)所得螺苯并芴溶解于30ml THF、50ml甲醇中，加入0.27g 5％的披鈀碳、15.1g(240mmol)甲酸銨，使其在室溫下反應2小時。此時的轉(zhuǎn)化率為99％。反應后，濾去披鈀碳，用20ml水洗滌，減壓餾去溶劑。得到0.55g(收率99％)純度為98％的3’，9’-二甲氧基-5’-羥基螺[(1H-環(huán)戊并[d，e，f]菲)-1，7’-苯并[c]芴]。總收率經(jīng)計算為39％。
比較例2將10g(32.6mmol)3，9-二甲氧基-5-羥基苯并[c]芴-7-酮溶解于500ml THF中，加入10.7g(49mmol)二碳酸二叔丁酯和0.04g 4-二甲基氨基吡啶(0.3mmol)，在室溫下攪拌3小時。濃縮THF，直至析出結(jié)晶，加入400ml庚烷進行結(jié)晶，得到12.8g(純度96％，收率97％)的3，9-二甲氧基-5-叔丁氧基羰氧基苯并[c]芴-7-酮(簡稱為苯并芴酮)。
使上述苯并芴酮與實施例1一樣與1-鋰菲反應，由此叔丁氧基羰基反應，純度下降至61％。與實施例1一樣，直接進行脫水反應，發(fā)現(xiàn)同時也發(fā)生了脫保護反應，只得到純度為44％的3’，9’-二甲氧基-5’-羥基螺[(1H-環(huán)戊并[d，e，f]菲)-1，7’-苯并[c]芴]。對其未能進行純化。而且即使毫無損失地進行純化，總收率經(jīng)計算也只為43％。
實施例2將10g(36.2mmol)3-甲氧基-5-羥基苯并[c]芴-7-酮懸浮于150mlTHF中，加入4.4g(43.5mmol)三乙胺。然后，在室溫下滴加6.55g(43.5mmol)叔丁基二甲基氯硅烷溶解于50ml THF而形成的溶液，在45℃攪拌6小時。此時的轉(zhuǎn)化率為98％。減壓餾去THF，在230ml甲醇中結(jié)晶，得到12g(純度98％，收率85％)的3-甲氧基-5-叔丁基二甲基甲硅烷氧基苯并[c]芴-7-酮(簡稱為MBBF)。
將10.9g(38.9mmol)2-碘化聯(lián)苯溶解于150ml庚烷中，冷卻至-5℃。向其中加入26.5mL(1.6mol/l，42.4mmol)丁基鋰，在-5℃攪拌1小時。向其中加入10.5g(27mmol)上述制備的MBBF，再在0℃以下加入THF，并在該溫度下攪拌2小時。此時的轉(zhuǎn)化率為99％。反應后，加入42ml 1N鹽酸、200ml THF進行洗滌，再用水洗滌兩次，每次用50ml水。減壓餾去溶劑。得到14g的3-甲氧基-5-叔丁基二甲基甲硅烷氧基-7-羥基-7-(2-苯基苯基)苯并[c]芴(簡稱為MBHPBF)(純度95％，收率95％)。
將所得14g MBHPBF中的10.9g(20mmol)懸浮于115g乙酸中，加熱至60℃。向其中添加含有55g乙酸、10.9g濃硫酸、32.6g水的溶液，在60℃攪拌3小時。此時的轉(zhuǎn)化率為99％。之后，冷卻至30℃，加入740ml 5N氫氧化鈉水溶液和400ml乙酸乙酯進行洗滌，再用200ml 10％鹽水洗滌。餾去溶劑，得到10g的3’-甲氧基-5’-叔丁基二甲基甲硅烷氧基螺[芴-9，7’-苯并[c]芴](簡稱為MBSFBF)(純度95％，收率95％)。
將所得10g MBSFBF中的0.53g(1mmol)溶解于30ml THF中，加入1.52g 1，8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯(10mmol)，在室溫下攪拌24小時。此時的轉(zhuǎn)化率為99％。之后，用10ml 1N鹽酸洗滌，再用水洗滌3次，每次用10ml水。餾去THF。得到0.41g(純度96％，收率99％)的3’-甲氧基-5’-羥基螺[芴-9，7’-苯并[c]芴]?？偸章式?jīng)計算為76％。
實施例3按照實施例2制得3’-甲氧基-5’-叔丁基二甲基甲硅烷氧基螺[芴-9，7’-苯并[c]芴](簡稱為MBSFBF)。
將0.53g(1mmol)上述MBSFBF溶解于30ml氯仿中，冷卻至5℃，加入3.4g(24mmol)三氟化硼的二乙醚絡合物，使其在50℃反應20小時。此時的轉(zhuǎn)化率為99％。之后進行冷卻，用24ml 1N氫氧化鈉水溶液、50ml水洗滌，進行4次。
餾去氯仿，得到0.40g(純度96％，收率97％)3’-甲氧基-5’-羥基螺[芴-9，7’-苯并[c]芴]?？偸章式?jīng)計算為74％。
比較例3將0.4g(10mmol)氫氧化鈉溶解于10ml甲醇中，加入2.5g(9.1mmol)3-甲氧基-5-羥基苯并[c]芴-7-酮、30ml THF和3.7g(29mmol)芐基氯，在60℃攪拌10小時。此時的轉(zhuǎn)化率為95％。
之后，冷卻至20℃，濾去析出的結(jié)晶，用10ml水進行洗滌，干燥，得到2.0g(純度99％，收率61％)的3-甲氧基-5-芐氧基苯并[c]芴-7-酮(純度97％，收率52％)。
按照實施例2進行聯(lián)苯加成、脫水反應，得到2.5g的3’-甲氧基-5’-芐氧基螺[芴-9，7’-苯并[c]芴](簡稱為MBOSFBF)。收率分別為97％、95％。
將0.5g(1mmol)上述MBOSFBF溶解于50ml THF、10ml乙酸、5ml甲醇、1.5ml水的混合溶劑中，加入0.05g 5％的披鈀碳。用氫氣囊在40℃攪拌24小時。此時的轉(zhuǎn)化率為99％。反應后，冷卻，濾去披鈀碳，減壓餾去溶劑，得到0.41g(純度98％，收率98％)的3’-甲氧基-5’-羥基螺[芴-9，7’-苯并[c]芴]?？偸章式?jīng)計算為55％。
實施例4按照實施例1制得3，9-二甲氧基-5-叔丁基二甲基甲硅烷氧基-7-羥基-7-菲-1-基苯并[c]芴(簡稱為DBHPBF)。
將1.0g(1.7mmol)該DBHPBF溶解于70ml乙腈中，加入0.71g(5mmol)三氟化硼醚絡合物，在50℃攪拌3小時。加入0.32g(5.5mmol)氟化鉀，使三氟化硼醚絡合物呈惰性，加入90ml THF，然后用10％鹽水洗滌3次，每次用80ml。減壓餾去溶劑，得到0.46g(收率98％)純度為98％的3’，9’-二甲氧基-5’-羥基螺[(1H-環(huán)戊并[d，e，f]菲)-1，7’-苯并[c]芴]?？偸章式?jīng)計算為63％。
實施例5-11按照實施例4，在表1所示條件下進行3，9-二甲氧基-5-叔丁基二甲基甲硅烷氧基-7-羥基-7-菲-1-基苯并[c]芴的螺環(huán)化和脫保護反應，得到如表1所示的結(jié)果。
比較例4將2.1g(8.3mmol)1-溴菲溶解于43ml庚烷中，在室溫下加入5.3ml(1.6mol/l，8.5mmol)丁基鋰，形成1-鋰菲，冷卻至-5℃，加入1.6g(5.2mmol)3，9-二甲氧基-5-羥基苯并[c]芴-7-酮，攪拌1小時，再在0℃以下加入THF，并在該溫度下攪拌2小時。此時的轉(zhuǎn)化率為40％。再繼續(xù)攪拌20小時，但轉(zhuǎn)化率仍為40％。
反應后，用8.5ml 1N鹽酸、10ml水洗滌，減壓餾去溶劑。在20ml甲醇中結(jié)晶，得到0.81g(純度92％，收率32％)的3，9-二甲氧基-5-羥基-7-羥基-7-菲-1-基苯并[c]芴(簡稱為DHHPBF)。
將所得DHHPBF中的0.5g(1.0mmol)懸浮于5.9g乙酸中，加熱至60℃。向其中添加含有2.1g乙酸、0.4g濃硫酸、1.2g水的溶液，在60℃攪拌3小時。此時的轉(zhuǎn)化率為99％。
之后，冷卻，加入27ml 5N氫氧化鈉、30ml THF進行洗滌，再用水洗滌2次，每次用13ml水，減壓餾去溶劑。在17ml甲醇中結(jié)晶，得到0.2g(純度95％，收率40％)的3’，9’-二甲氧基-5’-羥基螺[(1H-環(huán)戊并[d，e，f]菲)-1，7’-苯并[c]芴]，總收率經(jīng)計算為13％。
表1

權(quán)利要求
1.下式(1) 所示螺芴醇化合物的制備方法，其特征在于將下式(2) 所示芴酮化合物上結(jié)合的羥基用由取代甲硅烷基形成的保護基進行保護，所述取代甲硅烷基上與硅原子結(jié)合的取代基的碳原子數(shù)總共為5-12，然后使該芴酮化合物與下式(3)所示有機金屬化合物反應，得到羥基被上述保護基保護著的羥基-芳基芴醇，將所得羥基-芳基芴醇進行螺環(huán)化和脫保護， 式中M為Li、MgCl、MgBr、MgI或CuLi；上述式(1)至式(3)中，X為單鍵或選自下述A組的任何二價基團，Y為與苯并環(huán)的兩個碳原子一起形成芳烴環(huán)基或不飽和雜環(huán)基的基團，X為單鍵時，R1和R2分別為氫原子、選自下述B組的任何一價基團，或者是相互結(jié)合形成選自下述A組的任何二價基團(其中-Z-和-CR5R6-除外)的基團，X為選自A組的基團時，R1和R2分別為氫原子或選自下述B組的任何一價基團，R3和R4分別為氫原子或選自下述B組的任何一價基團，p和q各自獨立為0-3的整數(shù)；A組-Z-、-(CR5R6)n-、-(CR5R6)m-Z-、-Z-(CR5R6)1-Z-、-(CR5R6)a-Z-(CR5R6)b-、-(CR5＝CR6)k-和-CR5＝N-其中，-Z-為-O-、-S-或-NR5，R5和R6分別獨立為氫原子或選自下述B組的任何一價基團，一個基團中存在多個-Z-、R5或R6時，該多個-Z-、R5或R6可以彼此不同，a、b、k和l各自獨立為1-4的整數(shù)，m和n各自獨立為1-6的整數(shù)；B組烷基、芳烷基、取代或未取代的芳基、羥基、烷氧基、芳烷氧基、氨基、一取代氨基、二取代氨基、氰基、硝基、鹵素原子、三氟甲基、碳原子或氮原子上具有鍵接的取代或未取代雜環(huán)基、由芳烴環(huán)或雜環(huán)稠合而成的稠合雜環(huán)構(gòu)成的碳原子或氮原子上具有鍵接的取代或未取代的稠合雜環(huán)基。
2.權(quán)利要求1的制備方法，其中當所述式(2)所示芴酮化合物具有氨基或一取代氨基時，所述該氨基或一取代氨基與所述羥基一起被所述保護基保護起來。
3.權(quán)利要求1的制備方法，其中所述用取代甲硅烷基進行的保護在下式(4)所示化合物存在下進行， 式中，i為2-4的整數(shù)，j為3-6的整數(shù)。
4.權(quán)利要求1的制備方法，其中通過使螺芴醇與季銨氟化物或堿金屬氟化物反應來使螺芴醇脫保護，所述螺芴醇是將被所述保護基保護著的羥基-芳基芴醇進行螺環(huán)化而得到的。
5.權(quán)利要求3的制備方法，其中通過在所述式(4)的化合物存在下，使螺芴醇與醇或水反應來使螺芴醇脫保護，所述螺芴醇是將被所述保護基保護著的羥基-芳基芴醇進行螺環(huán)化而得到的。
6.權(quán)利要求1的制備方法，其中通過在乙腈溶劑中與酸反應，使被所述保護基保護著的羥基-芳基芴醇的螺環(huán)化與脫保護一步進行。
7.權(quán)利要求6的制備方法，其中使用至少一種選自三氟化硼-醚絡合物、溴化鎂、對甲苯磺酸、氯化鋁和三氟乙酸的化合物作為酸。
全文摘要
用叔丁基二甲基甲硅烷基等“與硅原子結(jié)合的取代基的碳原子總數(shù)為5－12的取代甲硅烷基”對結(jié)合在3，9－二甲氧基－5－羥基苯并[c]芴－7－酮等特定芴酮化合物上的羥基進行保護，然后使其與1－鋰菲等特定的有機金屬化合物反應進行螺環(huán)化，然后進行脫保護，制備3′，9′－二甲氧基－5′－羥基螺[(1H－環(huán)戊并[d，e，f]菲)－1，7′－苯并[c]芴]等螺芴醇。通過該方法，可高效制備可用作光色化合物原料的螺芴醇。
文檔編號C07C43/00GK1694860SQ0282980
公開日2005年11月9日 申請日期2002年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者椎木啟文, 深田典行, 田中健次, 山口真男 申請人:株式會社德山