BINOL的合成与拆分


1,1’-联-2-萘酚(1,1’-Bi-2-naphthol,BINOL),通常简称联萘酚,是一种不对称合成中十分重要的手性配体。联萘酚分子具有手性轴,有两个对映异构体,可通过拆分分离。(R)-(+)与(S)-(-)异构体的比旋光度分别为+/- 35.5°(c=1,溶剂THF)。光学纯的1,1’-联-2-萘酚(BINOL)及其衍生物(如BINAP)做为手性诱导剂,被广泛的应用于不对成化学合成,手性分子识别,等众多领域。

外消旋的BINOL 可以通过三价铁氧化偶联2-萘酚实现,具体反应细节如下:


图1:FeCl3促进的2-萘酚氧化偶联


光学纯的BINOL可以通过对外消旋体拆分得到。常用N-苄基氯化辛可尼定(N-benzylcinchonidinium chloride )做拆分试剂,与R型异构体形成不溶于有机溶剂的1:1配合物。使用乙酸乙酯将S型异构体萃取出来,沉淀用盐酸处理,再使用乙酸乙酯萃取得R型异构体纯品,而水相中的N-苄基氯化辛可尼定可回收重复使用。

N-苄基氯化辛可尼定的合成及BINOL拆分具体实验过程如下:

  1. 将辛可尼定(11.76 g,40 mmol)添加到苄氯(7.62 g,60 mmol)的DMF(80 mL)溶液中,80℃加热搅拌3小时。 冷却至室温后过滤收集白色针状晶体,并用丙酮(2×10mL)洗涤,得到N-苄基氯化辛可尼定干燥备用。
  2. N-苄基氯化辛可尼定(20.21g,48mmol)与外消旋的BINOL(22.88g,80mmol)在乙腈(300mL)中的溶液中加热回流4小时,然后冷却至室温搅拌过夜。 过滤并用乙腈(3x20 mL)洗涤,所得无色固体为R-BINOL与N-苄基氯化辛可尼定的加合物,滤液中为S-BINOL。
  3. 合并上一步所得滤液,蒸发溶剂,重新溶解在乙酸乙酯中。使用1M盐酸洗涤并分离后,有机层使用无水硫酸钠干燥,移除溶剂得到光学纯S-BINOL。
  4. 向步骤2所得滤饼加入1M盐酸和乙酸乙酯的混合液(1:1)。搅拌至固体消失后分离有机层,并使用无水硫酸钠干燥。移除溶剂得到光学纯R-BINOL。
  5. 将步骤3和4所得水相合并,使用氢氧化钠(NaOH)中和,所得白色固体为N-苄基氯化辛可尼定,回收率可达90%以上。

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图1: N-苄基氯化辛可尼定(左)与 N-苄基氯化辛可尼(右)


题外话:虽然有国内某些课题组宣称N-苄基氯化辛可宁(N-Benzylcinchoninium Chloride)同样可以高效的拆分BINOL。由于小编实验技能不过关,个人实操结果对此持保留意见。


参考阅读:

[1]. 李德昌, 黄春林, 邹红, 等. β, β ‘—联萘酚的合成研究[D]. , 2000.

[2]. Discussion Addendum for: Resolution of 1,1’-Bi-2-Naphthol; (R)-(+)- and (S)-(-)-2,2’-Bis(diphenylphosphino)-1,1’-binaphthyl (BINAP). Organic Syntheses 2014, 91, 1.

[3]. Wang, Y.; Sun, J.; Ding, K., Practical method and novel mechanism for optical resolution of BINOL by molecular complexation with N-benzylcinchoninium chloride. Tetrahedron 2000, 56 (26), 4447-4451.