手性吡咯烷-2,5二酮合成方法的外消旋化研究

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手性是自然界普遍存在的现象,手性化合物(单一对映体)在药物、天然产物、农业化学和液晶材料等许多领域具有广泛应用。不对称合成(即手性合成)是获得单一对映体最直接有效的方法,其中单一对映体纯度是判断不对称合成反应价值的重要指标。因此,对映体纯度的测定是不对称合成研究中重要的分析测定问题。
　　手性合成砌块广泛应用于天然产物、药物和手性配体的合成。苹果酰亚胺和酒石酰亚胺是一类重要的手性合成砌块。文献上它们的制备主要有两种途径:一是经典的“一瓶多步”(one pot multi steps)的标准合成方法,二是在加热条件下使酒石酸或苹果酸与相应的胺类发生热缩合反应,通过除去反应产生的水,使转化得以进行。“热缩合法”具有步骤较为简单的优点,但存在外消旋化的隐患。文献中对此问题的报道不一,苹果酸和酒石酸衍生的两种酰亚胺的合成方法是否存在外消旋化,这引起了我们的兴趣。为此,本论文以此为起点系统深入地开展研究。
　　手性色谱法是目前公认最可靠、准确测定对映体纯度的方法之一,特别是手性固定相高效液相色谱法以其直接、立体选择性好和适应性强等优点在手性色谱中最具优势。本论文通过手性高效液相色谱分析,研究高温热缩合法和“一瓶多步骤反应”合成两种手性吡咯烷二酮(苹果酰亚胺和酒石酰亚胺)过程中的样品外消旋化问题。
　　一、手性吡咯烷二酮的合成
　　通过热缩合法(图1和3)和“一瓶多步骤反应”法(图2和4)分别合成了酰亚胺化合物7和酒石酰亚胺15,以及热缩合法合成苹果酰亚胺化合物19和手性吡咯烷醇20合成方法(图5),采用手性液相色谱分析观察相关化合物在合成过程中是否发生消旋化,以及发生外消旋的可能机理。
　　研究结果表明:通过“一瓶多步骤反应”和分水器装置的高温热缩合法制得的酰亚胺化合物基本上未发生消旋化现象,而通过索氏提取器装置的高温热缩合法制得的酰亚胺都发生了不同程度的消旋化,而且酒石酰亚胺发生消旋化的程度明显大于苹果酰亚胺。另外,通过重结晶可以提高吡咯烷二酮化合物的光学纯度。
　　二、手性吡咯烷二酮的液相色谱拆分
　　以手性吡咯烷二酮为对象,开展手性液相色谱拆分方法研究。结果表明:采用Chiralpak AD-H色谱柱,正己烷-乙醇流动相,苹果酰亚胺、酒石酰亚胺、苄基苹果酰亚胺和苄基酒石酰亚胺4对对映体可以在Chiralpak AD-H柱上得到很好的色谱分离。而手性吡咯烷醇对映体则在Chiralpak OB-H柱上得到较好的色谱分离。文中还考察色谱柱类型、流动相组成和溶质取代基对吡咯烷二酮色谱分离的影响,并进行精密度等分析方法学评价。本论文所建立的手性液相色谱分析方法,成功地用于手性吡咯烷二酮样品的光学纯度测定和开展合成过程中样品外消旋化观察研究。

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作者
郑锦丽;
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作者单位

厦门大学;

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授予单位厦门大学;
学科有机化学
授予学位硕士
导师姓名黄培强,阮源萍;
年度 2009
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类催化过程;
关键词
吡咯烷二酮; 苹果酰亚胺; 酒石酰亚胺; 热缩合法; 外消旋化; 手性分离; 高效液相色谱; 对映体纯度;

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