黄鸣龙反应和克莱门森反应在制备长链烷基酚中的应用*

李世昌，敖晓娟，王　庆，王浩江，谭卓华，王　飞，杨育农

(广州合成材料研究院有限公司，广东广州 510665)



黄鸣龙反应和克莱门森反应在制备长链烷基酚中的应用*

李世昌，敖晓娟，王庆，王浩江，谭卓华，王飞，杨育农

(广州合成材料研究院有限公司，广东广州 510665)

抗氧剂2，2′-亚甲基双(6-壬基对甲酚)合成研究中的关键中间体2-壬基对甲酚通过羰基还原制备，羰基还原可以通过黄鸣龙反应或克莱门森反应实现，本研究对比了这两种反应在2-壬基对甲酚制备中的应用。

羰基还原，亚甲基，黄鸣龙反应，克莱门森反应

还原反应在有机合成中是一类重要的反应，能够实现烯烃制备饱和烃、羰基制备羟基、硝基成胺等官能团的转化[1]。很多还原反应是通过直接加氢来实现，利用供氢剂四氢铝锂、硼氢化钠供氢或者氢气催化氢化还原实现。有一类还原反应比较特殊，羰基还原为亚甲基，不但有加氢而且还有脱氧行为。最开始的研究中需要使用高活性试剂、高温高压才能实现，且收率不高，是一类比较难的还原反应[2]。随着克莱门森反应和黄鸣龙反应的不断发展为羰基还原为亚甲基提供了更多选择途径，在有机合成中有着重要的意义。

前期的研究中，我们曾经报道了橡胶用抗氧剂2，2′-亚甲基双(6-壬基对甲酚)的合成研究，其中关键中间体2-壬基对甲酚(2)的制备即涉及羰基还原为亚甲基的过程[3]，如图1所示。当时的研究成果选择克莱门森反应实现了羰基到亚甲基的转化，但是其实现中需要用到的锌汞齐有剧毒的氯化汞来制备，同时消耗大量浓盐酸，限制了最终产品的工业化生产。

本研究我们考察黄鸣龙反应制备2-壬基对甲酚(2)，与克莱门森反应进行对比[4-6]。

1　实验部分

1.1仪器和试剂

仪器：集热式磁力搅拌器、圆底烧瓶、回流冷凝管、恒压滴液漏斗、砂芯漏斗、循环水真空泵、旋转蒸发仪、熔点仪、GF254铝基TLC板、核磁共振仪(TMS做内标)、DSQ、ESI。

试剂：锌粉、HgCl2、浓盐酸、水合肼、二甘醇、氢氧化钾等均为市售试剂，除非特别注明均未经纯化直接使用。2-壬酰基对甲酚按照文献制备[3]。

1.2克莱门森还原反应

图2　克莱门森还原反应制备2-壬基对甲酚

参照前期已经报道的研究进行[3]：称取氯化汞(HgCl2)18g(0.07mol)于圆底烧瓶中，加入30mL浓盐酸和100mL水搅拌溶解。快速搅拌条件下分批次加入锌粉73g(1.1mol)，待没有气泡冒出时倾出上清，用水洗涤两次即得锌汞齐(用水覆盖催化剂)。新制备的锌汞齐中加入142mL浓盐酸和150mL水，在搅拌下加入溶解在200mL乙醇中的70g(0.282mol)化合物1。然后加热到约85℃回流反应5h，降到室温，倾出液体，分出有机层加入500mL水，分别用200mL乙酸乙酯萃取4次，然后分别用水和饱和食盐水各洗涤一次，乙酸乙酯相用无水硫酸镁干燥后抽滤，旋转蒸发仪干燥得到目标化合物2(无色液体，60g，Y=91%)。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ：6.92(d，J=1.9Hz，1H)，6.87(dd，J=8.0，1.9Hz，1H)，6.66(d，J=8.0Hz，1H)，4.48(s，1H)，2.56(t，J=8.0Hz，2H)，2.26(s，3H)，1.66～1.53(m，2H)，1.41～1.24(m，12H)，0.89(t，J=6.9Hz，3H)；13C NMR(101MHz，CDCl3)δ：151.14，130.73，129.87，128.34，127.32，115.03，31.89，29.97，29.93，29.59，29.55，29.32，22.66，20.50，14.08；EIMS(70eV)(m/z，%)：234(M+，25)，121(M+-113，100)。

1.3黄鸣龙反应

图3　尝试利用黄鸣龙反应制备2-壬基对甲酚

取18g(0.072mol)化合物1、16.2g(0.29mol)KOH、13.5mL N2H4·H2O(0.22mol)和80mL二甘醇加入圆底烧瓶中，加热到110℃回流反应，TLC跟踪原料点的消失，1h后除去回流装置慢慢加热到160℃～190℃反应4h，降温后加水，用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，分别用水、饱和食盐水洗涤各一次，无水硫酸镁干燥，抽滤、旋干的黄色液体，放置冷却得到黄色固体，石油醚重结晶得到淡黄色固体3。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ：7.38(s，2H)，7.17(dd，J=8.3，1.4Hz，2H)，6.95(d，J=8.3Hz，2H)，3.06～2.95(m，4H)，2.35(s，6H)，1.74～1.58(m，4H)，1.57～1.42(m，4H)，1.42～1.19(m，16H)，0.88(t，J=6.7Hz，6H)；13C NMR(101MHz，CDCl3)δ：171.91，159.04，133.56，128.75，127.71，117.91，117.83，77.32，77.00，76.68，31.79，29.80，29.17，29.08，28.27，27.55，22.61，20.75，14.01；EIMS(70eV)(m/z，%)：493(M+，11)，246(M+-247，92)，160(M+-333，100)。

2　结果与讨论

克莱门森反应，在有机合成中常用于合成直链烷基苯。由于反应是在酸性介质中进行的，适合对酸不敏感的化合物的还原。黄鸣龙反应是先让醛或酮与氢氧化钠、肼的水溶液和高沸点的醇(如DEG等)一起加热，醛和酮先生成腙，然后蒸出水和过量的腙，继续升温回流使腙分解放出氮气，则羰基被还原成亚甲基。

本研究中的羰基化合物2-壬酰基对甲酚(1)对酸和碱都是稳定的，利用克莱门森反应顺利得到了目标产物(2)，而利用黄鸣龙反应只得到黄色固体，经谱图解析是联氮化合物(3)。为了充分考察黄鸣龙反应的可行性，考察了水合肼比例、加料顺序以及分解温度(见表1)。

表1　还原反应的条件考察

从结果可以看到，改变条件最终都得到了黄色固体3，没能实现合成化合物2的目的。另外直接将黄色固体溶入DEG中加热到190℃～200℃也未得到分解产物。

3　结论

本研究考察了酸性条件和碱性条件下对2-壬酰基对甲酚的还原反应，酸性条件下的克莱门森还原反应可以制备得到目标还原产物，而碱性条件下的黄鸣龙反应则只得到联氮化合物，未能制备得到目标产物，原料2-壬酰基对甲酚的电子分布和位阻影响了通过黄鸣龙反应制备2-壬基对甲酚。该研究成果为羰基还原成饱和碳研究提供新的参考资料。

[1] 王丽君.有机化学中还原反应的应用[J].石家庄职业技术学院学报，2013，25(2)：56-58.

[2] 司波.羰基还原为亚甲基反应综述[J].丹东师专学报，1995(1)：35-37.

[3] 李世昌，敖晓娟，王庆，等.新型双酚类抗氧剂2，2′-亚甲基双(6-壬基对甲酚)的合成[J].合成材料老化与应用，2014，43(6)：33-36.

[4] Oslund R C，Cermak N，Verlinde C L M J，et al. Simplified YM-26734 inhibitors of secreted phospholipase A2 group IIA[J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters，2008，18(20)：5415-5419.

[5] 郭志雄，王荷芳，辛春伟，等.叶酸拮抗剂Alimta的合成[J].有机化学，2006(04)：546-550.

[6] 韩广甸，马兆扬.黄鸣龙还原法[J].有机化学，2009(07)：1001-1017.

The Comparison of Huang-Minglong Reduction with Clemmensen Reduction in Application of the Synthese of Long-chain Alkyl Phenol

LI Shi-chang，AO Xiao-juan，WANG Qing，WANG Hao-jiang，TAN Zhuo-hua，WANG Fei，YANG Yu-nong

(Guangzhou Research Institute Co.Ltd. of Synthetic Materials，Guangzhou 510665，Guangdong，China)

Rubber antioxidant，2，2′-methylene bis(6-nonyl-p-cresol) is synthesized throughout key intermediate 2-nonyl-p-cresol，which can be achieved by carbonyl group reduction with Huang-Minglong reduction or Clemmensen reduction. Thereby，those two processes were evaluated in this article.

carbonyl group reduction，methylene group，Huang-Minglong reduction，Clemmensen reduction

科技部“转制科研院所创新能力专项资金”项目(2014EG116270)

李世昌，博士，高级工程师，有机合成专业，从事抗氧剂、光稳定剂抗菌剂等分子助剂的设计与合成；E-mail：lschang1@163.com

TQ 203.5