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(3S)-1-[(R)-2-羟基-1-苯乙基]-3-甲基-2-哌啶酮合成工艺研究

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致谢

摘要

第一章 引言

1.1 不对称合成的发展现状

1.2 生物碱类化合物的研究进展

1.3 哌啶类及哌啶酮类生物碱

1.4 课题的提出

第二章 (3S)-1-【(R)-2-羟基-1-苯乙基】-3-甲基-2-哌啶酮合成路线的探索

2.1 概述

2.1.1 Micouin实验室的合成方法

2.1.2 Castro-C研究小组关于(R)-1-(2-羧基-1-苯乙基)-2-哌啶酮的合成方法

2.1.3 Bensa实验室合成(R)-1-(2-羟基-1-苯乙基)-2-哌啶酮的方法

2.2 (R)-1-(2-羧基-1-苯乙基)-2-哌啶酮新合成方法的探索

2.2.1 微波反应制备(R)-1-(2-羟基-1-苯乙基)-2-哌啶酮

2.2.2 通过卤代戊酸乙瞎制备δ内酰胺

2.2.3 通过三氯化铝制备δ内酰胺

2.2.4 通过豌氯制备δ内酰胺

2.3 (3S)-1-【(R)-2-羧基-1-苯乙基】-3-甲基-2-哌啶酮合成方法的确定

2.4 总合成路线的确定

第三章 (3S)-1-【(R)-2-羟基-1-苯乙基】-3-甲基-2-哌啶酮及其对映异构体的合成

3.1 实验试剂及仪器

3.1.1 实验试剂

3.1.2 实验仪器

3.1.3 主要分析方法

3.2 D-苯甘氨醇中羟基的保护

3.2.1 羟基保护基的选择

3.2.2 (S)-2-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-苯乙胺的制备

3.2.3 核磁氢谱解析

3.2.4 不同缚酸剂对反应收事的影响

3.3 5-氯戊酰氯的制备

3.4 环状内酰胺(6)的合成

3.4.1 反应机理及过程

3.4.2 六元环内酰胺的合成

3.4.3 核磁氢谱解析

3.4.4 碱对反应收率的影响

3.4.5 实验结果分析

3.5 (R)-1-(2-羧基-1-苯乙基)-2-哌啶酮(2)的合成

3.5.1 化合物2的制备

3.5.2 核磁氢谱解析

3.5.3 不同暖对反应收率的影响

3.5.4 (R/S)-1-(2-羟基-1-苯乙基)-2-哌啶酮消旋体的合成

3.5.5 HPLC检测(R)-1-(2-羟基-1-苯乙基)-2-哌啶酮(2)的光学纯度

3.6 (3S)-1-【(R)-2-羧基-1-苯乙基】-3-甲基-2-哌啶酮(1)的合成

3.6.1 反应机理及过程

3.6.2 化合物1的制备

3.6.3 核磁氢谱解析

3.6.4 光学纯度检测

3.7 (R)-1-(2-叔丁基二甲基硅氧基-1-苯乙基)-2-哌啶酮(6)的甲基化

3.7.1 反应机理及过程

3.7.2 化合物6的制备

3.7.3 核磁氢谱及商分辨质谱解析

3.8 (3S)-1-【(R)-2-羟基-1-苯乙基】-3-甲基-2-哌啶酮及其非对映异构体的合成

3.8.1 反应机理及过程

3.8.2 化合物1反其非对映异构体8的制备

3.8.3 光学纯度检测

3.8.4 核磁氢谱解析

3.8.5 X射线单晶体衍射解析

3.8.6 实验结果分析

第四章 结论与展望

4.1 总结

4.2 展望

参考文献

附录

作者简历及在学期间所取得的科研成果

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摘要

哌啶酮类生物碱及由哌啶酮类为前体通过还原生成的哌啶类生物碱在治疗肿瘤、高血脂、高血压等疾病方面有着十分重要的应用。哌啶类或哌啶酮类生物碱虽然可以在自然界中提取到,但是由于在自然界植物中含量比较低、提取工序复杂、生产成本高,因此如何利用化学合成的方法制备这类有生物活性的物质吸引着科研工作者和众多医药公司。
  (3S)-1-[(R)-2-羟基-1-苯乙基]-3-甲基-2-哌啶酮的衍生物属于哌啶酮类或哌啶类生物碱,在临床应用上有着毒副作用小、作用效果佳等优点,本课题组重点关注其合成工艺的研究。
  在此借鉴前人报道的合成(3S)-1-[(R)-2-羟基-1-苯乙基]-3-甲基-2-哌啶酮相关文献的基础上,提出了一条改进的合成路线,并进行了工艺优化,目的是降低反应成本及反应的危险性,使整个反应路线更经济、更环保、反应条件更温和。课题研究中以δ-戊内酯和D-苯甘氨醇为原料,首先将δ-戊内酯转化成反应活性较高的5氯戊酰氯,然后引入叔丁基二甲基氯硅烷保护D-苯甘氨醇的羟基,生成(R)-2-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-苯乙胺,随后,5-氯戊酰氯与(R)2-(叔丁基二甲基硅氧基)-1-苯乙胺反应生成六元环内酰胺。六元环内酰胺有两种甲基化途径:一种是脱保护基生成(R)-1-(2-羟基-1-苯乙基)-2-哌啶酮然后甲基化,(R)-1-(2-羟基-1-苯乙基)-2-哌啶酮消耗2.5当量的仲丁基锂(s-BuLi)在3位引入手性甲基,生成最终目标产物(3S)-1-[(R)-2-羟基-1-苯乙基]-3-甲基-2-哌啶酮。第二种是直接对六元环内酰胺进行甲基化,甲基化后脱醇羟基的保护基,生成目标产物。本课题在尝试第二种甲基化方法时发现,甲基化1当量六元环内酰胺会消耗1.5当量仲丁基锂,甲基化产物脱掉醇羟基的保护基,得到(3S)-1-[(R)-2-羟基-1-苯乙基]-3-甲基-2-哌啶酮及其非对映异构体(3R)-1-[(R)-2-羟基-1-苯乙基]-3-甲基-2-哌啶酮,二者摩尔比为1∶2.5,通过重结晶或柱层析的方法可对二者进行完全分离。
  本课题中采用的工艺反应原料易得,反应条件温和,无须高温和微波反应,论文对重要中间体及产物通过气相色谱、高效液相色谱、高分辨质谱、核磁共振仪以及红外光谱进行了含量测定和结构表征。

著录项

  • 作者

    王霞;

  • 作者单位

    浙江大学;

  • 授予单位 浙江大学;
  • 学科 生物化工
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 王晓钟,戴立言,陈英奇;
  • 年度 2015
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 生物碱;
  • 关键词

    哌啶酮类生物碱; 化学合成; 结构表征;

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