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10,11-二氢二苯并[a,b]环庚烯-5-酮有哪些常见的合成方法?

发布时间:2026-09-17 21:43:38 编辑作者:活性达人

10,11-二氢二苯并a,b环庚烯-5-酮(C₁₅H₁₂O,CAS 1210-35-1)是一种重要的三环芳香酮中间体,其分子骨架由两个苯环通过羰基桥与亚乙基桥连接构成七元环。该结构单元广泛存在于三环类抗抑郁药、抗组胺药及光电功能分子中。工业与实验室合成该化合物的核心任务是构建七元环酮,主要方法包括分子内Friedel-Crafts酰化、多聚磷酸催化环化以及催化加氢还原。

一、分子内Friedel-Crafts酰化法

该方法是制备该酮最经典的路线,适用于实验室克级至工业百公斤级生产。关键起始原料为2-(2-苯基乙基)苯甲酸,该酸的苯环邻位连接苯乙基,羧基位于另一侧,分子内几何排列利于关环。

先将2-(2-苯基乙基)苯甲酸与氯化亚砜在无水条件下回流,定量转化为相应的苯甲酰氯。反应式:

C₁₅H₁₄O₂ + SOCl₂ → C₁₅H₁₃ClO + SO₂ + HCl

随后,将所得酰氯溶于无水二氯甲烷,在0~5℃缓慢加入无水三氯化铝。三氯化铝与酰氯的羰基氧配位,生成酰基正离子活性中间体。该中间体被同一分子内另一个苯环的邻位碳原子亲电捕获,发生分子内亲电取代,闭合生成七元环并释放氯化氢。反应结束后,将混合物倒入冰水与盐酸中淬灭,分液、干燥、浓缩,得到目标产物,产率可达85%~92%。反应式:

C₁₅H₁₃ClO → C₁₅H₁₂O + HCl

该方法的优势在于酰氯反应活性高、关环区域选择性明确,两个苯环与亚乙基桥的构象约束使酰化只发生在预期位点,产物纯度高。工业上,2-(2-苯基乙基)苯甲酸可由邻苯二甲酸酐与苯乙酸在碱催化下缩合得到2-苯乙烯基苯甲酸,再经催化加氢制备,整条路线成熟且各步收率稳定。

二、多聚磷酸直接环化法

多聚磷酸(PPA)同时具备质子酸性和脱水性,可一步完成羧酸活化与闭环。将2-(2-苯基乙基)苯甲酸与5~8倍质量的多聚磷酸混合,加热至80~100℃并搅拌2~4小时。PPA中的磷酸质子化羧基并脱去一分子水,生成稳定的酰基正离子。该正离子被分子内另一苯环的π电子体系捕获,经过σ络合物中间体后去质子化,生成二苯并环庚烯酮。反应结束后,用冰水稀释反应液,用氢氧化钠溶液调至碱性,滤出固体粗品,经乙醇重结晶获得纯品。反应式:

C₁₅H₁₄O₂ → C₁₅H₁₂O + H₂O(条件:PPA,△)

该法避免了氯化亚砜和三氯化铝的使用,后处理废液相对容易处置。但PPA用量大,反应温度较高,对酸敏感的底物不适用。对于本化合物,多聚磷酸法产率稳定在75%~85%,在实验室小规模合成中作为首选替代方案。

三、二苯并环庚三烯-5-酮的催化加氢法

10,11位亚乙基对应的不饱和前体为二苯并环庚三烯-5-酮,其10,11位含有双键。将该前体溶于乙酸乙酯或乙醇,加入10%钯碳催化剂,在0.1~0.3 MPa氢气压力下室温反应数小时。氢分子在钯表面解离为活性氢原子,对双键进行顺式加成。由于酮羰基与苯环共轭稳定,羰基的氢化速率远低于10,11位双键,因此选择性还原只发生在双键位置,羰基保持不变。反应式:

C₁₅H₁₀O + H₂ → C₁₅H₁₂O(条件:10% Pd/C,H₂)

该方法条件温和,不涉及强酸强碱,适合对酸敏感体系或需要同位素标记的合成场合。但起始不饱和前体来源有限、成本较高,故该路线主要用于制备特殊规格样品,而非大宗工业生产。

工业路线选择

从原料成本、操作安全性和总收率综合考量,工业合成优先采用分子内Friedel-Crafts酰化法。该路线所需邻苯二甲酸酐、苯乙酸、氯化亚砜均为大宗基础化学品,且每步反应收率均高于80%。闭环产物经减压蒸馏或溶剂结晶可达到99%以上纯度,满足药物中间体要求。多聚磷酸法作为无氯排放的替代方案,适用于设备耐酸等级较高的工厂。催化加氢法则作为补充,用于高纯样品和精细制备。上述方法共同构成了该七元环酮从实验室到工业化生产的完整技术体系。


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