果糖衍生手性酮催化劑的合成方法
【專利摘要】本發明提供了一種果糖衍生手性酮催化劑的合成方法，包括：（1）D?果糖和丙酮為原料，以濃硫酸為催化劑，于10?45℃溫度下經縮酮化反應得第一中間體；（2）第一中間體溶于有機溶劑，加入分子篩粉，以PCC為氧化劑，于50?80℃溫度下氧化得第二中間體；（3）第二中間體在醋酸、水和氯化鋅的作用下，于10?45℃溫度下水解得第三中間體；水解完成后加入乙酸酐，經酯化反應得果糖衍生手性酮水合物；（4）采用極性有機溶劑消除果糖衍生手性酮水合物中水分子，得果糖衍生手性酮。本發明工藝簡單，分離提純方便，原料成本低廉，反應條件溫和，可快速高效地合成果糖衍生手性酮催化劑，更適合工業化生產。
【專利說明】
果糖衍生手性酮催化劑的合成方法
技術領域
[0001] 本發明屬于有機化合物合成技術領域，尤其涉及一種果糖衍生手性酮催化劑的合 成方法。
【背景技術】
[0002] 光學純的環氧化物是有機合成中常用的合成子，通過選擇性開環及各種官能團轉 化能制備許多關鍵的手性中間體，同時它本身也是一些具有重要生理功能的藥物和天然產 物的特征結構。烯烴不對稱催化氧化合成手性環氧化物的研究在1980年取得突破，多種類 型的烯烴手性催化合成環氧化物的方法隨后迅速發展起來。1996年史一安小組首次把果糖 衍生的手性酮催化體系應用到烯烴的不對稱環氧化反應，取得突破，大部分環氧化合物取 得優異的對映選擇性。因此，果糖衍生手性酮催化劑是一類具有優良催化活性和高立體選 擇性的烯烴不對稱催化環氧化催化劑。
[0003] 目前果糖衍生手性酮催化劑的合成路線較多，主要方法是:D-果糖依次經縮酮化 反應、氧化反應、選擇性水解反應，最后酯化反應得到果糖衍生手性酮催化劑。該工藝的不 足之處是合成的路線長，且最后一步采用柱層析的方法來分離提純果糖衍生手性酮催化 劑，由于該催化劑結構的特殊性，其穩定性差，很容易變成果糖衍生手性酮催化劑的水合 物，所以給柱層析帶來了非常大的麻煩，不利于工業化生產。因此急需要一種快速高效、且 能實現工業化的構建果糖衍生手性酮催化劑的方法。

【發明內容】

[0004] 針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種工藝簡單、高效、且適用于工業化生 產的果糖衍生手性酮催化劑的合成方法。
[0005] 本發明合成方法的合成路線如下：
[0007] 本發明技術方案如下：
[0008] -種果糖衍生手性酮催化劑的合成方法，包括步驟：
[0009] (1)D-果糖和丙酮為原料，以濃硫酸為催化劑，于10-45Γ溫度下經縮酮化反應得 第一中間體1，2:4，5-二-0-異亞丙基-β-D-果糖，即化合物2;
[0010]該步驟的反應式如下：
[0012] (2)第一中間體溶于有機溶劑，加入分子篩粉，以PCC為氧化劑，于50-80°C溫度下 氧化得第二中間體1，2:4，5-二-0-異亞丙基-i3-D-2，3-二酮-2，6-吡喃糖，即化合物3;
[0013] 該步驟的反應式如下：
[0015] (3)第二中間體在醋酸、水和氯化鋅的作用下，于10-45Γ溫度下水解得第三中間 體雙醇;然后加入乙酸酐，經酯化反應得果糖衍生手性酮水合物，即化合物5;
[0016] 該步驟的反應式如下：
[0018] (4)由于果糖衍生手性酮水合物在極性有機溶劑中會轉變為酮式結構，故采用極 性有機溶劑消除果糖衍生手性酮水合物中水分子，得果糖衍生手性酮，即化合物6。
[0019] 該步驟的反應式如下：
[0021] 步驟(2)中，有機溶劑優選為二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、乙醚或四氫呋喃。
[0022] 步驟⑵中，分子篩粉孔徑為3A、4A或5A。
[0023] 步驟(4)中，極性有機溶劑優選為乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、丙酮、甲醇、乙醇或乙 酸。
[0024] 和現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：
[0025] 工藝簡單，分離提純方便，原料成本低廉，反應條件溫和，可快速高效地合成果糖 衍生手性酮催化劑，更適合工業化生產。
【附圖說明】
[0026] 圖1是實施例3所得果糖衍生手性酮水合物的1Η核磁譜圖；
[0027] 圖2是實施例4所得果糖衍生手性酮的1Η核磁譜圖。
【具體實施方式】 [0028] 實施例1
[0029] 第一中間體丨，2:4，5-二-0-異亞丙基-β-D-果糖的合成：
[0030] 1000mL圓底燒瓶中投入D-果糖30g、丙酮600mL、濃硫酸3mL，室溫攪拌20小時。將 9.3g氫氧化鈉溶解于84ml水中后加入圓底燒瓶，中和硫酸。用旋轉蒸發儀把丙酮旋去，用二 氯甲烷萃取水相3次，合并有機相，加入無水硫酸鈉干燥后旋干溶劑，得白色固體粗產品。用 乙醚和正己烷重結晶，得白色針狀晶體，即第一中間體，收率80%，4 NMR(300MHz，⑶Cl3)δ: 1.38(s，3H)，1.45(s，3H)，1.52(s，3H)，1.54(s，3H)，2.04(d，lH，J = 8.4) ,3.67(t，lH，J = 7.8),3.97-4.04(m,2H),4.01(dd,lH,J=13.2,0.9),4.12(dd,lH ,J=13.2,2.7),4.13(dd, lHJ = 6.8,5.7)，4.19(d，lH，J = 9.0)，4.22(ddd，lH，J = 5.7,2.7,0.9)。
[0031] 實施例2
[0032] 第二中間體1，2:4，5-二-0-異亞丙基，3-二酮-2，6-吡喃糖的合成：
[0033] 500mL圓底燒瓶中投入20g第一中間體，并用250mL二氯甲烷溶解，加入研成粉末狀 的3A分子篩30g，室溫下攪拌。分批加入53g PCC(氯鉻酸吡啶鑰鹽），60°C加熱回流15小時， 得到棕色溶液。TLC點板監測直到原料反應完全，加入200ml乙醚減壓抽濾并洗滌，棄去不溶 物，將液體旋干。用50ml 1:1的乙醚:石油醚溶解，通過2cm的硅膠柱，并用淋洗劑（乙醚:石 油醚=1:1)淋洗，得到無色溶液，旋干溶劑得到白色固體，即第二中間體，收率95 %，產品無 需進一步純化。1H NMR(300MHz，CDCl3)S:1.40(s，6H)，1.46(s，3H)，1.55(s，3H)，4.00(d，lH， J = 9.5)，4· 12(d，lH，J= 13.4)，4.39(dd，lH，J= 13.4,2.2)，4.55(ddd，lH，J = 5.7,2.2, 1.0)，4.61(d，lH，J = 9.5)，4.73(d，lH，J = 5.7)〇
[0034] 實施例3
[0035] 果糖衍生手性酮水合物的合成：
[0036] 100mL圓底燒瓶中加入第二中間體13g、醋酸17.5g、水4.31111、氯化鋅17〇1^，室溫反 應15小時，TLC點板監測直到原料反應完全。然后繼續加入64.9g乙酸酐，繼續攪拌15小時， TLC點板監測直到第三中間體雙醇反應完全。用100mL乙酸乙酯溶解反應液并通過2cm硅膠 柱，收集并旋干得到無色油狀液體，加入10mL水攪拌30min，再旋干得到大量白色固體，即果 糖衍生手性酮水合物粗產品。然后加入20ml乙醚攪拌20min，抽濾得純果糖衍生手性酮水合 物白色固體 16.7g，收率90%</Η NMR(300MHz，D2〇)S:5.20(m，lH)，5.01(d，J = 3.9Hz，lH)， 4.24(d ,J = 6.9Hz,lH) ,4.09(d ,J= 13.8,1H), 3.92(d ,J = 6.9Hz , 1H), 3.69(d ,J= 13.8Hz , 1H)，2·01(s，3H)，1·99(s，3H)，1·40(s，3H)，1·32(s，3H)。
[0037] 實施例4
[0038] 果糖衍生手性酮的獲得：
[0039] lOOmL圓底燒瓶中，加入16.7g果糖衍生手性酮水合物和20mL乙酸乙酯，室溫攪拌 過夜，溶劑旋干，得無色油狀液體果糖衍生手性酮催化劑16.7g，收率100 %。4匪R (300MHz，CDCl3)S:5.89(d，J = 4.0Hz，1H)，5.60-5.62(m，lH)，4.70(d，J = 9.6Hz，lH)，4.44 (dd,J=13.2,1.2Hz,lH) ,3.99(d,J = 9.6Hz,lH) ,3.96(dd,J=13.2,2.0Hz,lH) ,2.17(s, 3H),2.12(s,3H),1.55(s,3H),1.40(s,3H)〇
[0040] 果糖衍生手性酮還可以采用如下方法獲得：
[〇〇411 lOOmL圓底燒瓶中，加入16.7g果糖衍生手性酮水合物和20ml二氯甲烷，室溫攪拌 過夜，溶劑旋干，得果糖衍生手性酮催化劑16.7g，收率100%)。咕Mffi(300MHz，CDCl3W : 5.89(d，J = 4.0Hz，1H) ,5.60-5.62(m，lH) ,4.70(d，J = 9.6Hz，1H)，4.44(dd，J = 13.2， 1.2Hz，lH)，3.99(d，J = 9.6Hz，lH)，3.96(dd，J= 13.2，2·0Ηζ，1Η) ,2.17(s，3H)，2.12(s， 3H)，1.55(s，3H)，1.40(s，3H)。
【主權項】
1. 一種果糖衍生手性酮催化劑的合成方法，其特征是，包括： (1) D-果糖和丙酮為原料，以濃硫酸為催化劑，于10-45Γ溫度下經縮酮化反應得第一 中間體1，2:4，5-二-O-異亞丙基-β-D-果糖； (2) 第一中間體溶于有機溶劑，加入分子篩粉，以PCC為氧化劑，于50-80°C溫度下氧化 得第二中間體1，2:4，5-二-0-異亞丙基-?Η)-2，3-二酮-2，6-吡喃糖； (3) 第二中間體在醋酸、水和氯化鋅的作用下，于10-45Γ溫度下水解得第三中間體雙 醇;水解完成后加入乙酸酐，經酯化反應得果糖衍生手性酮水合物； (4) 采用極性有機溶劑消除果糖衍生手性酮水合物中水分子，得果糖衍生手性酮。2. 如權利要求1所述的果糖衍生手性酮催化劑的合成方法，其特征是： 步驟(2)中，所述的有機溶劑為二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、乙醚或四氫呋喃。3. 如權利要求1所述的果糖衍生手性酮催化劑的合成方法，其特征是： 步驟⑵中，所述的分子篩粉孔徑為3:A、4人或5A。4. 如權利要求1所述的果糖衍生手性酮催化劑的合成方法，其特征是： 步驟（4)中，所述的極性有機溶劑為乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、丙酮、甲醇、乙醇或乙 酸。
【文檔編號】C07H9/04GK105884839SQ201610327252
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月17日
【發明人】薛志勇, 張昊, 周燕, 陳夢瑤, 李偉
【申請人】武漢紡織大學