光学活性化合物及合成和应用方法技术

本发明专利技术提供的是光学活性N‑(S)‑((N‑(R)‑1‑苯乙酰胺)‑吡咯烷)‑丙烯酰胺及合成和应用方法。第一步反应以(S)‑脯氨酸和丙烯酰氯为原料，在碱性条件下反应制备中间体(S)‑1‑丙烯酰基吡咯烷‑2‑羧酸；第二步反应以中间体(S)‑1‑丙烯酰基吡咯烷‑2‑羧酸和R‑(+)‑α‑甲基苄胺为原料，在碱性条件下反应制备目标产物N‑(S)‑((N‑(R)‑1‑苯乙酰胺)‑吡咯烷)‑丙烯酰胺。光学活性N‑(S)‑((N‑(R)‑1‑苯乙酰胺)‑吡咯烷)‑丙烯酰胺衍生物作为阴离子识别受体。本发明专利技术的光学活性N‑(S)‑((N‑(R)‑1‑苯乙酰胺)‑吡咯烷)‑丙烯酰胺的合成方法，具有反应条件温和，操作方法简单，副产物少且易于提纯的特点，所得光学活性聚丙烯酰胺衍生物具有良好的阴离子识别性能。

【技术实现步骤摘要】
光学活性化合物及合成和应用方法
本专利技术涉及的是一种有机化合物及合成和应用方法，具体地说是是一种新的手性化合物N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺及合成和应用方法。
技术介绍
手性是自然界的基本属性之一，在生命现象和活动中扮演着重要的角色，同时在许多科学领域也扮演者重要角色，手性化合物的数量不断增长，应用领域也逐渐拓宽。近年来对于手性化合物的合成受到了广泛的关注，尤其是在2001年，来自美国和日本的3位化学家被授予了诺贝尔化学奖，他们在手性催化、不对称合成等领域取得了重大的研究成果，极大的推动了手性化合物研究的发展，手性化合物的合成已成为整个有机化学领域的热点和前沿，代表了21世纪有机合成化学发展的方向。手性化合物主要来源包括：(1)天然手性化合物；(2)不对称合成手性化合物；(3)通过外消旋化合物的拆分获得。手性化合物在各个领域中的应用都很重要，例如对于外消旋化合物的分离(TomoyukiIkai,ChiyoYamamoto,MasamiKamigaito,YoshioOkamoto.Immobilizedpolysaccharidederivatives:chiralpackingmaterialsforefficientHPLCresolution,Chem.Rec.,2007,7:91–103)、阴离子识别(RyosukeSakai,ShotaOkade,EricB.Barasa,RyoheiKakuchi,MagdalenaZiabka,SatoshiUmeda,KatsuyukiTsuda,ToshifumiSatoh,ToyojiKakuchi.Efficientcolorimetricaniondetectionbasedonpositiveallostericsystemofurea-functionalizedpoly(phenylacetylene)receptor.Macromolecules,2010,43:7406–7411.)、不对称合成中的聚合物基催化剂(ShinichiItsuno.Chiralpolymersynthesisbymeansofrepeatedasymmetricreaction.Prog.Polym.Sci.,2005,30:540–558)等。早在1974年，Blaschke就报道了带有光学活性侧链的聚丙烯酰胺对于扁桃酸具有手性识别能力，在那以后，许多手性聚丙烯酰胺和聚甲基丙烯酰胺作为高效液相色谱(HPLC)的手性固定相来拆分手性药物，包括沙利度胺等。因此，光学活性丙烯酰胺类化合物的研究受到了广泛的关注，它们在手性识别、不对称合成和手性催化等领域具有广泛的潜在应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种稳定的、具有光学活性的光学活性N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺。本专利技术的目的还在于提供一种操作简单、反应条件温和、副产物少的光学活性N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺的合成方法。本专利技术的目的还在于提供一种光学活性N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺作为阴离子识别受体的应用方法。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术的光学活性N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺(APEPCA)，的化学结构式为：本专利技术的光学活性N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺具有如下特征：熔点为115℃；比旋光度本专利技术的光学活性N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺是通过两步反应合成的，其中第一步反应以(S)-脯氨酸和丙烯酰氯为原料，在碱性条件下反应制备中间体(S)-1-丙烯酰基吡咯烷-2-羧酸；第二步反应以中间体(S)-1-丙烯酰基吡咯烷-2-羧酸和R-(+)-α-甲基苄胺为原料，在碱性条件下反应制备目标产物N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺。具体反应流程如下：(1)低温(0℃)、常压下，(S)-脯氨酸、丙烯酰氯、氢氧化钠摩尔比为1:0.9～1.1:2.5的比例反应制备中间体(S)-1-丙烯酰基吡咯烷-2-羧酸，将(S)-脯氨酸、氢氧化钠溶解于去离子水中，其中(S)-脯氨酸的浓度为0.5～1mol/L，缓慢滴加丙烯酰氯，滴加结束后于0℃冰水浴中反应1h；反应结束后，用6mol/L的盐酸进行酸化，然后用二氯甲烷进行萃取，收集有机相并旋转蒸发除去溶剂，最后在乙酸乙酯中重结晶得到纯净的中间体(S)-1-丙烯酰基吡咯烷-2-羧酸；(2)在低温(0℃)、常压下，由中间体(S)-1-丙烯酰基吡咯烷-2-羧酸、R-(+)-α-甲基苄胺、三乙胺、催化剂组分1、催化剂组分2摩尔比为1:0.9～2:2:1.1:1.1的比例进行反应，将中间体(S)-1-丙烯酰基吡咯烷-2-羧酸、催化剂组分1、三乙胺溶解在溶剂二氯甲烷中，其中(S)-1-丙烯酰基吡咯烷-2-羧酸的浓度为0.2～1mol/L。在0℃条件下，缓慢加入催化剂组分2，搅拌2h，滴加R-(+)-α-甲基苄胺，反应14h后，经酸洗、水洗、干燥，并采用柱层析法提纯得到目标产物光学活性N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺。本专利技术的光学活性N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺的合成方法还可以包括：(1)柱层析法提纯所采用的流动相为丙酮、石油醚、三乙胺的体积比为1:2:0.05的混合物。(2)所述催化剂组分1为1-羟基-苯并-三氮唑(HOBt)、催化剂组分2为1-乙基-(3-二甲基胺基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)。本专利技术的光学活性N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺衍生物作为阴离子识别受体。本专利技术的光学活性N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺的合成方法，采用Schotten-Baumann反应及HOBt和EDC催化的酰胺化反应来合成具有双活性中心的光学活性N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺，两步反应均是经典的有机反应，具有反应条件温和，操作方法简单，副产物少并易于提纯的特点。图1为所得产物APEPCA的红外谱图，图2为产物APEPCA的质子核磁共振谱图。本专利技术的光学活性N-(S)-((N-(R)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺衍生物作为阴离子识别受体的应用方法，具体流程如下：(1)以甲醇为反应溶剂，偶氮二异丁腈为引发剂，在60℃氮气保护下进行APEPCA的自由基聚合，反应24h后，将聚合物溶液冷却到室温，缓慢滴加到石油醚中，形成白色沉淀，离心并用石油醚洗涤3-5次，将所得白色固体在60℃真空烘箱干燥8-12h，得到具有光学活性的聚丙烯酰胺衍生物PAPEPCA。(2)以四氢呋喃为溶剂，配置一定浓度的聚合物PAPEPCA溶液和阴离子(包括OH-、F-、Cl-、Br-、I-、AcO-)的四丁基铵盐溶液，移取0.5mL聚合物溶液置于5mL容量瓶中，根据设定的浓度配比移取相应体积的阴离子溶液，加入到容量瓶中，用四氢呋喃稀释至刻度线，混合均匀后静置过夜，于室温下测试混合溶液的紫外-可见吸收光谱，表征聚丙烯酰胺衍生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学活性N‑(S)‑((N‑(R)‑1‑苯乙酰胺)‑吡咯烷)‑丙烯酰胺，其特征是其化学结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种光学活性化合物，其特征是其化学结构式为：2.根据权利要求1所述的光学活性化合物，其特征是：所述光学活性化合物的熔点为115℃；比旋光度C＝1mg/mL、溶剂为四氢呋喃。3.一种权利要求1所述的光学活性化合物的合成方法，其特征是通过两步反应合成，其中第一步反应以(S)-脯氨酸和丙烯酰氯为原料，在碱性条件下反应制备中间体(S)-1-丙烯酰基吡咯烷-2-羧酸；第二步反应以中间体(S)-1-丙烯酰基吡咯烷-2-羧酸和R-(+)-α-甲基苄胺为原料，在碱性条件下反应制备目标产物光学活性化合物。4.根据权利要求2所述的光学活性化合物的合成方法，其特征是：(1)0℃低温、常压下，(S)-脯氨酸、丙烯酰氯、氢氧化钠摩尔比为1:0.9～1.1:2.5的比例反应制备中间体(S)-1-丙烯酰基吡咯烷-2-羧酸，将(S)-脯氨酸、氢氧化钠溶解于去离子水中，其中(S)-脯氨酸的浓度为0.5～1mol/L，缓慢滴加丙烯酰氯，滴加结束后于0℃冰水浴中反应1h；反应结束后，用6mol/L的盐酸进行酸化，然后用二氯甲烷进行萃取，收集有机相并旋转蒸发除去溶剂，最后在乙酸乙酯中重结晶得到纯净的中间体(S)-1-丙烯酰基吡咯烷-2-羧酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓冬，宋佳枫，白建伟，李晗，李昕，刘倩，盛广阔，姜莹，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23