2-甲基-9-芴酮(3)化合物的制备

　　9-芴酮是重要的精细化学品原料，用于制备功能高分子、医药、农药、染料等。其代表性化合物 2-甲基-9-芴酮（ 3） 在有机功能材料[1 -2]及医药[3 -5]领域有着重要的应用前景。目前，3 的合成方法主要有甲基芴的氧化法[6]、联苯羧酸及其衍生物的 Friedel - Crafts 环化[7]、钯或铜催化卤代二 苯 甲 酮 环 合[8 -9]及 二 苯 甲 酮 钯 催 化 脱氢[10 -11]等。方法一原料不易得，而后三种方法均需贵金属催化，成本较高。

　　本文以对甲苯胺和苯甲酰氯为起始原料，在缚酸剂 NEt3存在下经酰胺化反应制得 N-对甲苯基苯甲酰胺（ 1） ; 1 和苯甲酰氯在路易斯酸催化下经傅克酰基化反应，再在 70% 硫酸中脱酰胺保护制得 2-氨基-5-甲基二苯甲酮（ 2） ; 2 经 Pschorr环合反应合成了 3（ Scheme 1） ,其结构经1H NMR和 HR-ESI-MS 确证。

　　该合成方法具有原料易得、操作简单、成本低等优点，为其他芴酮及其衍生物的合成提供参考。

　　1 实验部分
　　
　　1. 1 仪器与试剂
　　
　　海能 MP100 型全自动熔点仪（ 温度未校正） ;WFH-203B 型三用紫外分析仪； Bruker-400MHz 型核磁共振仪（ CDCl3为溶剂，TMS 为内标） ; WatersLCT Premier XE 型质谱仪。

　　对甲苯胺，苯甲酰氯，亚硝酸钠和铜粉，分析纯，国药集团化学试剂有限公司； 其余所用试剂均为分析纯。

　　1. 2 合成
　　
　　（ 1） 1 的合成在反应瓶中依次加入对甲苯胺 53. 58 g（ 500mmol） ,三乙胺 75. 89 g（ 750 mmol） 和二氯甲烷 400mL,搅拌使其溶解； 冰浴冷却至 0 ℃ ,缓慢滴加苯甲酰氯77.32 g（ 550 mmol） ,滴毕，于5 ℃反应3 h.旋蒸除去二氯甲烷，加入石油醚 350 mL,过滤，滤饼分别用石油醚（ 2 × 50 mL） 和乙酸乙酯（ 2 × 10mL） 洗涤，加水 200 mL,搅拌 0. 5 h,过滤，滤饼干燥得白色粉末 1 99. 22 g,收率 94%,m. p. 154 ℃ ~156 ℃ （ 154 ℃ ~ 157 ℃[12]） ;1H NMR δ： 7. 87（ d,J = 7. 3 Hz,2H） ,7. 76（ s,1H） ,7. 57 ~ 7. 47（ m,5H） ,7. 18（ d,J = 8. 1 Hz,2H） ,2. 35（ s,3H） .

　　（ 2） 2 的合成在反应瓶中加入 1 84. 44 g（ 400 mmol） ,无水氯化锌 70. 88 g（ 520 mmol） 和苯甲酰氯 84. 01 g（ 600 mmol） ,搅拌下缓慢升温至160 ℃，反应1 h.

　　冷却至 100 ℃，用水（ 4 ×200 mL） 洗涤，加入 70%硫酸 200 mL,搅拌于下 140 ℃ 反应 2 h.冷却至室温，倒入大量水中，用氨水调至 pH 8 ~10,用乙酸乙酯（ 2 ×300 mL） 萃取，合并萃取液，用无水硫酸钠干燥，旋蒸除溶，剩余物用 95% 乙醇重结晶得黄色固体 2 69. 41 g,收率 82%,m. p. 66 ℃ ~67 ℃ （ 65 ℃ ~ 66 ℃[13]） ;1H NMR δ： 7. 64 （ d,J = 6. 8 Hz,2H） ,7. 54（ t,J = 6. 8 Hz,1H） ,7. 47（ t,J = 6. 8 Hz,2H） ,7. 23（ s,1H） ,7. 13（ d,J = 8. 0 Hz,1H） ,6. 68 （ d,J = 8. 0 Hz,1H） ,5. 91（ s,2H） ,2. 18（ s,3H） .

　　（ 3） 3 的合成在反应瓶中依次加入水 120 mL,乙酸 120mL,硫酸 37. 80 g 和 2 40. 00 g（ 190 mmol） ,搅拌使其溶解； 冷却至 0 ℃，缓慢滴加亚硝酸钠 13. 25g（ 190 mmol） 水（ 25 mL） 溶液，滴毕； 保温反应 1h.加入铜粉 4. 00 g,于 70 ℃ 反应 2 h（ 有气体放出） .冷却至室温，用二氯甲烷（ 2 × 200 mL） 萃取，合并萃取液，用无水硫酸钠干燥，旋蒸除溶后用 90%乙醇重结晶得黄色晶体 3 30. 04 g,收率83% ,m. p. 90 ℃ ~ 91 ℃ （ 91 ℃ ~ 92 ℃[14]） ;1H NMR （ DMSO-d6） δ： 7. 74 （ d,J = 7. 6 Hz,1H） ,7. 68（ d,J = 7. 7 Hz,1H） ,7. 59（ t,J = 7. 6Hz,2H） ,7. 42 （ d,J = 7. 4 Hz,2H） ,7. 34 （ t,J = 7. 4 Hz,1H ） ,2. 35 （ s,3H ） ; HR-ESI-MSm / z: Calcd for C14H10O{ [M + H]+} 195. 081 0,found 195. 079 3.

　　2 结果与讨论
　　
　　2. 1 合成
　　
　　（ 1） 1 的合成1 的合成相对比较容易，反应完后直接除去溶解性较好的二氯甲烷，加入溶解性较差的石油醚，过滤后用石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂洗去未反应完的苯甲酰氯，再用水洗去三乙胺盐酸盐，干燥即得 1,收率较高。

　　（ 2） 2 的合成在 2 的合成中，首先在路易斯催化下发生傅克酰基化反应，继而经酰胺脱保护得黏稠物，后处理较难，有两种方法可供选择。方法一： 在乙醇、二氯甲烷和乙酸乙酯等溶剂中滴加浓盐酸，使 2形成盐酸盐从有机溶剂中析出，再将盐酸盐在水中调至碱性析出 2; 方法二： 用乙醇等溶剂结晶。

　　方法一只有在乙酸乙酯中才能析出盐酸盐，但由于在滴加浓盐酸的过程中乙酸乙酯水解，浓盐酸稍多形成的盐酸盐固体颗粒会转化成油状于乙酸乙酯中，导致收率较低。
　　
　　方法二操作简单，收率较高。本文选用方法二进行后处理。

　　（ 3） 3 的合成2 的环合过程实际上是分子内的 Gomberg -Bachmann 反应，即 Pschorr 反应，其机理是芳胺经重氮化后重氮盐分解为自由基，然后与芳环偶联环合，主要副产物是重氮盐转化为酚。为了提高3 收率，本文对 3 的合成条件进行了优化。

　　增加溶剂中乙酸含量，直至用纯乙酸作溶剂，考察乙酸用量对 3 收率的影响，实验结果见表 1.

　　由表 1 可见，增加乙酸用量对 3 的收率提高不明显，较佳的乙酸用量为 50%.

　　考察不同铜催化剂对 3 收率的影响，实验结果见表 2.由表 2 可见，以氯化铜、氯化亚铜、硫酸铜和铜粉为催化剂，3 收率基本不变。选择铜粉为催化剂较佳。

　　考 察反应温度对3收率的影响，结果见表3.

　　由表 3 可见，反应温度分别为 70 ℃和 80 ℃时，3收率较高（ 83%和 80%） ,高于或低于该温度区间收率均明显下降。因此较佳的反应温度为70 ℃。【1】

　　
　　综上所述，合成 3 的最佳反应条件为： 以50% 乙酸水溶液为溶剂，铜粉为催化剂，反应温度为 70 ℃。

　　参考文献
　　
　　[1] Bergmann E D,Berthier G,Fischer E. Fulvenes andthermochromicethylenes. ⅩⅧ。Synthesis,ultraviolet spec-tra,and dipole moments of certain Δ9,9'-bifluorene[J].Bulletin de la SocieteChimique de France,1952,78 - 83.
　　[2] 杨慧慧。 有机小分子光电材料的合成及性能研究[D]. 苏州科技学院，2013.