[发明专利]二环己基并18冠6的制备方法

说明书

本发明涉及一种二环己基并18冠6的制备方法，属有机化学技术领域。

冠醚是一类大环多醚类化合物。其合成方法大体上是利用一些众所周知的类型反应而成环。简单的脂肪族或芳香族冠醚一般是借Williamson合成醚的方法进行环化，酯型或酰胺型冠醚的合成则是利用酰氯与醇或胺发生酰化的同时环化的反应。此外，还有其它一些环化方法。而且，随着冠醚化学及其应用研究的迅速开展，大量的大环化合物迅速地被合成出来，种类日益增多，合成方法也不断地发展。

冠醚合成的基本原料和中间体有二酚、多甘醇二卤化物、多甘醇二对甲苯磺酸酯等。二酚和二醇在碱性条件下作为亲核试剂，而与作为烷化剂的二卤化物或二对甲苯磺酸酯相反应。此外，在酯型和酰胺型冠醚的合成中，则需要用多甘酸的酰氯作为酰化剂，穴醚的合成还需要用多甘胺(二胺)作为亲核剂。这些原料和中间体有的已有商品化学试剂出售，有的则需要自制。

作为冠醚合成的基本原料多甘醇二卤化物，不论是生产商品化学试剂时所采用的方法，还是化学家们在科学研究工作中所采用的合成方法，均是依照C.J.Pedersen在1967年时所提出的合成方法(参见C.J.Pedersen，J.Am.Chem.Soc.，1967，89，2495，7017)，该方法是将相应的多甘醇与亚硫酰氯在苯中吡啶存在下反应制成的，反应化学式为：其中n为大于或等于1的整数。

这个方法也适用于二甘醇二氯化物(即双(2-氯乙基)醚，简称二氯乙醚)，产率一般较高。具体方法是采用苯作溶剂，以吡啶作酸性副产物的吸收剂，以保证反应在碱性环境下进行(从反应机理上来说，吡啶实际上也参与了反应过程)，反应化学式如下：这个反应进行得很缓慢，一般需要15～16小时才能进行得比较完全。反应完全以后，用盐酸酸化，分出有机相，干燥，过滤，然后常压蒸馏蒸除溶剂苯，再减压蒸馏得到目标产品。

由于苯和吡啶有强烈的刺激性气味，都是易挥发的强致癌物质，因此上述方法的操作环境毒性很大。另外，反应完全以后，目标产品的分离提纯程序单元较多，增加了操作的复杂性，从经济性上来说也是不划算的。

芳香族冠醚的合成一般是用二元酚和多甘醇二氯化物或二对甲苯磺酸酯为原料，在苛性碱溶液中氮保护下回流反应制得。在这些反应中，常用碱金属氢氧化物(MOH)先与邻苯二酚反应生成酚盐，然后与多甘醇二氯化物发生亲核取代反应。反应体系中的M⁺同时起着模板剂的作用而促使环化反应的进行。以双(2-氯乙基)醚、邻苯二酚和氢氧化钠在正丁醇溶剂中氮气保护下回流反应，可以生成二苯并18冠6，反应实际上是分两步进行的，反应式如下：

因此，将多甘醇二氯化物分段加入，会有助于二苯并冠醚产率的提高。由于正丁醇是质子溶剂，对邻苯二酚盐的阴离子有溶剂化作用，故阴离子的反应活性不高，因此本反应需要长时间的回流反应，一般需20小时。把正丁醇换成正戊醇，在回流下反应时，由于反应温度较高，可以缩短反应时间。如用二甲亚砜代替正丁醇，在120～130℃，反应在1～2小时内即可完成，但产率稍低于Pedersen的结果。这是因为二甲亚砜是强极性非质子溶剂，它基本上不溶剂化二酚盐的阴离子，所以二酚盐阴离子的活性高，反应快，但是Na⁺在二甲亚砜中会溶剂化，可能因此使得作为模板剂的金属离子的有效浓度不高，从而使冠醚的产率受到一些影响。

脂环族冠醚是指环己烷并醚环的冠醚。它们在极性、低极性和非极性有机溶剂中都有较大的溶解度。因此，它们比相应的苯并冠醚有更广泛的用途。这类冠醚可以用苯并冠醚进行催化氢化或者以环己二醇为原料合成，后一合成方法的反应步骤太多，没有制备上的意义，是为了制得特定立体构型异构体而研究的。

Pedersen在其最早的文章中报道(参见J.Am.Chem.Soc.，1967，89，2495)合成了13个环己烷并冠醚。一般的合成法是将苯并冠醚或二苯并冠醚溶于二氧六环或正丁醇中，在高达120℃和15MPa下，用载在氧化铝上的钌催化剂进行氢化，反应时间长达20小时。稍后的前苏联专利报道，在乙醇中150～200℃和10～20MPa下，用瑞尼镍或Ni-Al-Cr(47∶50∶3，重量％)或Ni-Al-Ti(47∶50∶3，重量％)进行二苯并18冠6的催化氢化以制备二环己基并18冠6的方法(参见Egorov E.M.，Kobrin V.S.，Lubenets E.G.，Khmel’nitskii A.G.，U.S.S.R.Su，1972，1027162)。这些合成方法的反应条件均比较苛刻。