几种重要的外消旋体的合成研究

郑伟 邓渊 赵永婷

【摘要】本文以饱和醛和反式硝基烯烃为原料，非手性物质吡咯烷为催化剂合成了一系列在不对称Michael Addition反应中广泛使用的醛类外消旋体（1a-1k），产率在70-80%之间；以α，β-不饱和醛和环戊二烯为原料，三溴化铟催化合成了一系列在不对称Diels-Alder反应中广泛使用的烯醛类外消旋体（2a-2e），产率在65-80%之间；以芳香醛和酮为原料在碳酸氢钠溶液反应制备一系列在不对称Aldol反应中广泛使用的β-羟基酮外消旋体（3a-3i），产率在65-85 %之间。

【关键词】有机化学 合成 外消旋体

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）28-0169-01

一、引言

随着有机合成化学的深入发展，不对称合成已经成为有机合成研究中最为重要的领域之一，在不对称合成中广泛使用Michael Addition反应、Diels-Alder反应和Aldol反应来构筑新的碳碳键，以期得到在化学产率和光学产率方面的理想结果。因此，在该项研究中，为了检测不对称合成的光学产率，通常需要计算非对映异构体的比例dr值和对映异构体过量ee值。为了准确测定dr值和ee值，必须首先合成对应产物的外消旋体，再通过NMR和HPLC测试进一步确定不对称合成效果。

二、实验部分

（一）实验药品

对氯苯甲醛、邻氯苯甲醛、对甲氧基苯甲醛（茴香醛）、1-萘甲醛、苯甲醛、硝基甲烷、丙酮、环戊酮、环己酮、反式2-丁烯醛、反式2-己烯醛、、反式肉桂醛、、反式对硝基肉桂醛、反式对甲氧基肉桂醛、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙腈、吡咯烷、三溴化铟、碳酸氢钠等。

（二） 实验设计及步骤

1.反式硝基烯烃与饱和醛为原料制备Michael Addition反应外消旋体（1a-1k）

Scheme 1

实验步骤：先将芳香醛在碱性（NaOH）条件下反应制备硝基烯烃；再将硝基烯烃类物质（3mmol）、醛类物质（6 mmol）溶于8 mL的二氯甲烷中，在0-10℃条件反应、搅拌条件下用微量进样器注入四氢吡咯烷（0.6 mmol），反应约3 h，通过TLC监测原料反应结束后，向反应混合液中缓慢滴加1 N的盐酸溶液8 mL，搅拌5 min后用（3× 15 mL）的二氯甲烷萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤、旋蒸后通过柱色谱分离（乙酸乙酯 ： 石油醚 = 1：2-1：10）得到外消旋体1a-1k，通过NMR确定结构、HPLC对不同构型的物质进行分离，产率70-80%。

2.α，β-不饱和醛和环戊二烯为原料制备Diels–Alder环加成反应外消旋体（2a-2e）

實验步骤：将α， β-不饱和醛（3.0 mmol）、环戊二烯 （10.0 mmol ）、三溴化铟（3.0 mmol）溶于乙腈和水（95/5，体积比）的混合溶液（5.0 mL）中，在低于0-10 ℃搅拌反应3h，用（3× 10mL）的二氯甲烷萃取，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤、旋蒸后通过柱色谱分离（乙酸乙酯：石油醚 = 1：5-1：10）得到外消旋体2a-2e，通过NMR确定结构、HPLC对不同构型的物质进行分离，产率65-80%。

Scheme 2

3.芳香醛和酮为原料制备β-羟基酮外消旋体（3a-3i）

Scheme 3

实验步骤：将芳香醛类物质（2.0 mmol）、酮类（4.0 mmol）溶于10 mL碳酸氢钠溶液中（PH=9.0），在室温下反应约10 h，通过并TLC监测反应完后，用（3×15 mL）的乙酸乙酯萃取，合并有机相，无水硫酸镁干燥，过滤、旋蒸后通过柱色谱分离（乙酸乙酯：石油醚= 1：1-1：5）得到不同固体状的外消旋体3a-3g，通过NMR确定结构、HPLC对不同构型的物质进行分离，产率65-85%。

三、结论

路易斯酸碱催化是合成外消旋体的重要方法之一，本文选择吡咯烷、三溴化铟、碳酸氢钠为催化剂高效地合成了几种不同类别的外消旋体，通过1HNMR 13CNMR、MS等测试确定了物质的结构，使用PHLC手性柱实现了不同构型的物质的分离。

参考文献：

[1]Xiong B.Shen L.Cong R.et al. Synthesis of Monodisperse Porous Crosslinked Polystyrene Chromatographic Packing[J]. Chin. J. Chromatogr.， 1998， 16， 492-494

[2]张占金，毛金城，万伯顺.路易斯酸碱催化的外消旋体（动态）动力学拆分反应[J].化学进展.2004，16（4）：574-583

作者简介：

郑伟（1987-），男（汉族），贵州兴仁人，学历：硕士研究生，职称：讲师，研究方向：有机合成。