3-羟基-1-金刚烷甲醇常温常压下为白色固体,具有一级醇单元的高化学反应活性,发生酯化反应;可用于在目标有机分子结构中引入金刚烷基团,在有机合成方法学中主要用于大位阻有机配体的结构修饰与合成。
化学合成
路线1:硝酸氧化-肼还原法
- 步骤:在剧烈搅拌下,于5-10分钟内分批加入金刚烷-1-基甲醇(1a-1d)至15-20℃的发烟硝酸中;将所得溶液在20℃下搅拌1小时后倒入500g碎冰中,用丁-1-醇(6mL)萃取产物,分离有机层后加入20mL水合肼,混合物回流3小时;冷却后用10mL丁-1-醇稀释,依次用水(2×20mL)、5%氢氧化钾水溶液(3×15mL)和水(2×10mL)洗涤,干燥有机相后减压蒸发,残余物从甲苯重结晶;碱性洗涤液用HCl酸化,滤出3-羟基金刚烷-1-羧酸沉淀。
- 条件:反应温度15-20℃(硝酸氧化)、20℃(搅拌)、回流(肼还原);溶剂为发烟硝酸、丁-1-醇、甲苯。
- 收率:以2g(0.012mol)1a和20mL发烟硝酸合成(3-羟基金刚烷-1-基)甲醇(4a),产量1.6g(75%);3-羟基金刚烷-1-羧酸(5a)产量0.18g(8%)。
- 参考文献:[1] Russian Journal of Organic Chemistry, 2018, vol. 54, #9, p.1294-1300;[2] Zh. Org. Khim., 2018, vol.54, #9, p.1283-1289,8。
路线2:二硝酸酯肼还原法
- 步骤:将0.5g二硝酸酯(2a-2d)、1mL丁-1-醇和3mL水合肼的混合物回流3小时;冷却后用10mL水稀释,用丁-1-醇(3×5mL)萃取,萃取液用水洗涤并干燥,减压蒸发溶剂后用甲苯重结晶。
- 条件:回流3小时;溶剂为丁-1-醇、甲苯。
- 收率:4a(89%)、4b(87%)、4c(88%)、4d(93%)。
- 参考文献:[1] Russian Journal of Organic Chemistry, 2018, vol.54, #9, p.1294-1300;[2] Zh. Org. Khim., 2018, vol.54, #9, p.1283-1289,8;[3] Russian Journal of Organic Chemistry, 1993, vol.29, #7.1, p.1126-1131;[4] Zhurnal Organicheskoi Khimii, 1993, vol.29, #7, p.1358-1364。
路线3:硼氢化钠-三氟化硼还原法
- 步骤:将3-羟基三环[3.3.1.13'7]癸烷-1-羧酸(式VIII;25g)加入四氢呋喃(250mL)中,冷却至0℃,分批加入硼氢化钠(6.3g,0-10℃下30分钟内),混合物在28-31℃搅拌2小时后冷却至0℃;在0-2℃下30分钟内加入三氟化硼醚合物(20.5mL),混合物温热至30℃搅拌14小时后冷却至0℃;在0-10℃下加入水(250mL)1小时,再加入乙酸乙酯(200mL);用25%w/v碳酸钠水溶液(40mL)调节pH至8,35-38℃搅拌15分钟;分离有机层,水层用乙酸乙酯(50mL)在35-38℃萃取两次,合并有机层用饱和盐水(25mL)洗涤,45-47℃减压回收溶剂得标题化合物。
- 条件:Stage1:硼氢化钠(NaBH₄)在四氢呋喃(THF)中0-31℃反应2.5小时;Stage2:三氟化硼乙醚合物(BF₃·Et₂O)在THF中0-30℃反应14.5小时;Stage3:水在THF中0-10℃反应1小时;溶剂为THF、乙酸乙酯、水。
- 收率:29.5g(未明确原料量)。
- 参考文献:[1] Patent: EP915077, 1999, A1;[2] Patent: WO2015/87262, 2015, A1。