果糖衍生手性酮催化剂的合成方法技术

本发明专利技术提供了一种果糖衍生手性酮催化剂的合成方法，包括：（1）D‑果糖和丙酮为原料，以浓硫酸为催化剂，于10‑45℃温度下经缩酮化反应得第一中间体；（2）第一中间体溶于有机溶剂，加入分子筛粉，以PCC为氧化剂，于50‑80℃温度下氧化得第二中间体；（3）第二中间体在醋酸、水和氯化锌的作用下，于10‑45℃温度下水解得第三中间体；水解完成后加入乙酸酐，经酯化反应得果糖衍生手性酮水合物；（4）采用极性有机溶剂消除果糖衍生手性酮水合物中水分子，得果糖衍生手性酮。本发明专利技术工艺简单，分离提纯方便，原料成本低廉，反应条件温和，可快速高效地合成果糖衍生手性酮催化剂，更适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机化合物合成
，尤其涉及一种果糖衍生手性酮催化剂的合成方法。
技术介绍
光学纯的环氧化物是有机合成中常用的合成子，通过选择性开环及各种官能团转化能制备许多关键的手性中间体，同时它本身也是一些具有重要生理功能的药物和天然产物的特征结构。烯烃不对称催化氧化合成手性环氧化物的研究在1980年取得突破，多种类型的烯烃手性催化合成环氧化物的方法随后迅速发展起来。1996年史一安小组首次把果糖衍生的手性酮催化体系应用到烯烃的不对称环氧化反应，取得突破，大部分环氧化合物取得优异的对映选择性。因此，果糖衍生手性酮催化剂是一类具有优良催化活性和高立体选择性的烯烃不对称催化环氧化催化剂。目前果糖衍生手性酮催化剂的合成路线较多，主要方法是：D-果糖依次经缩酮化反应、氧化反应、选择性水解反应，最后酯化反应得到果糖衍生手性酮催化剂。该工艺的不足之处是合成的路线长，且最后一步采用柱层析的方法来分离提纯果糖衍生手性酮催化剂，由于该催化剂结构的特殊性，其稳定性差，很容易变成果糖衍生手性酮催化剂的水合物，所以给柱层析带来了非常大的麻烦，不利于工业化生产。因此急需要一种快速高效、且能实现工业化的构建果糖衍生手性酮催化剂的方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种工艺简单、高效、且适用于工业化生产的果糖衍生手性酮催化剂的合成方法。本专利技术合成方法的合成路线如下：本专利技术技术方案如下：一种果糖衍生手性酮催化剂的合成方法，包括步骤：(1)D-果糖和丙酮为原料，以浓硫酸为催化剂，于10-45℃温度下经缩酮化反应得第一中间体1,2:4,5-二-O-异亚丙基-β-D-果糖，即化合物2；该步骤的反应式如下：(2)第一中间体溶于有机溶剂，加入分子筛粉，以PCC为氧化剂，于50-80℃温度下氧化得第二中间体1,2:4,5-二-O-异亚丙基-β-D-2,3-二酮-2,6-吡喃糖，即化合物3；该步骤的反应式如下：(3)第二中间体在醋酸、水和氯化锌的作用下，于10-45℃温度下水解得第三中间体双醇；然后加入乙酸酐，经酯化反应得果糖衍生手性酮水合物，即化合物5；该步骤的反应式如下：(4)由于果糖衍生手性酮水合物在极性有机溶剂中会转变为酮式结构，故采用极性有机溶剂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。该步骤的反应式如下：步骤(2)中，有机溶剂优选为二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、乙醚或四氢呋喃。步骤(2)中，分子筛粉孔径为或步骤(4)中，极性有机溶剂优选为乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、丙酮、甲醇、乙醇或乙酸。和现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：工艺简单，分离提纯方便，原料成本低廉，反应条件温和，可快速高效地合成果糖衍生手性酮催化剂，更适合工业化生产。附图说明图1是实施例3所得果糖衍生手性酮水合物的1H核磁谱图；图2是实施例4所得果糖衍生手性酮的1H核磁谱图。具体实施方式实施例1第一中间体1,2:4,5-二-O-异亚丙基-β-D-果糖的合成：1000mL圆底烧瓶中投入D-果糖30g、丙酮600mL、浓硫酸3mL，室温搅拌20小时。将9.3g氢氧化钠溶解于84ml水中后加入圆底烧瓶，中和硫酸。用旋转蒸发仪把丙酮旋去，用二氯甲烷萃取水相3次，合并有机相，加入无水硫酸钠干燥后旋干溶剂，得
白色固体粗产品。用乙醚和正己烷重结晶，得白色针状晶体，即第一中间体，收率80％，1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:1.38(s,3H),1.45(s,3H),1.52(s,3H),1.54(s,3H),2.04(d,1H,J＝8.4),3.67(t,1H,J＝7.8),3.97-4.04(m,2H),4.01(dd,1H,J＝13.2,0.9),4.12(dd,1H,J＝13.2,2.7),4.13(dd,1H,J＝6.8,5.7),4.19(d,1H,J＝9.0),4.22(ddd,1H,J＝5.7,2.7,0.9)。实施例2第二中间体1,2:4,5-二-O-异亚丙基-β-D-2,3-二酮-2,6-吡喃糖的合成：500mL圆底烧瓶中投入20g第一中间体，并用250mL二氯甲烷溶解，加入研成粉末状的分子筛30g，室温下搅拌。分批加入53g PCC(氯铬酸吡啶鎓盐)，60℃加热回流15小时，得到棕色溶液。TLC点板监测直到原料反应完全，加入200ml乙醚减压抽滤并洗涤，弃去不溶物，将液体旋干。用50ml 1:1的乙醚：石油醚溶解，通过2cm的硅胶柱，并用淋洗剂(乙醚：石油醚＝1:1)淋洗，得到无色溶液，旋干溶剂得到白色固体，即第二中间体，收率95％，产品无需进一步纯化。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:1.40(s,6H),1.46(s,3H),1.55(s,3H),4.00(d,1H,J＝9.5),4.12(d,1H,J＝13.4),4.39(dd,1H,J＝13.4,2.2),4.55(ddd,1H,J＝5.7,2.2,1.0),4.61(d,1H,J＝9.5),4.73(d,1H,J＝5.7)。实施例3果糖衍生手性酮水合物的合成：100mL圆底烧瓶中加入第二中间体13g、醋酸17.5g、水4.3ml、氯化锌170mg，室温反应15小时，TLC点板监测直到原料反应完全。然后继续加入64.9g乙酸酐，继续搅拌15小时，TLC点板监测直到第三中间体双醇反应完全。用100mL乙酸乙酯溶解反应液并通过2cm硅胶柱，收集并旋干得到无色油状液体，加入10mL水搅拌30min，再旋干得到大量白色固体，即果糖衍生手性酮水合物粗产品。然后加入20ml乙醚搅拌20min，抽滤得纯果糖衍生手性酮水合物白色固体16.7g，收率90％。1H NMR(300MHz,D2O)δ:5.20(m,1H),5.01(d,J＝3.9Hz,1H),4.24(d,J＝6.9Hz,1H),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)。实施例4果糖衍生手性酮的获得：100mL圆底烧瓶中，加入16.7g果糖衍生手性酮水合物和20mL乙酸乙酯，室温搅拌过夜，溶剂旋干，得无色油状液体果糖衍生手性酮催化剂16.7g，收率100％。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:5.89(d,J＝4.0Hz,1H),5.60-5.62(m,1H),4.70(d,J＝9.6Hz,1H),4.44(dd,J＝13.2,1.2Hz,1H),3.99(d,J＝9.6Hz,1H),3.96(dd,J＝13.2,2.0Hz,1H),2.17(s,3H),2.12(s,3H),1.55(s,3H),1.40(s,3H)。果糖衍生手性酮还可以采用如下方法获得：100mL圆底烧瓶中，加入16.7g果糖衍生手性酮水合物和20ml二氯甲烷，室温搅拌过夜，溶剂旋干，得果糖衍生手性酮催化剂16.7g，收率100％)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:5.89(d,J＝4.0Hz,1H),5.60-5.62(m,1H),4.70(d,J＝9.6Hz,1H),4.44(dd,J＝13.2,1.2Hz,1H),3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种果糖衍生手性酮催化剂的合成方法，其特征是，包括：(1)D‑果糖和丙酮为原料，以浓硫酸为催化剂，于10‑45℃温度下经缩酮化反应得第一中间体1,2:4,5‑二‑O‑异亚丙基‑β‑D‑果糖；(2)第一中间体溶于有机溶剂，加入分子筛粉，以PCC为氧化剂，于50‑80℃温度下氧化得第二中间体1,2:4,5‑二‑O‑异亚丙基‑β‑D‑2,3‑二酮‑2,6‑吡喃糖；(3)第二中间体在醋酸、水和氯化锌的作用下，于10‑45℃温度下水解得第三中间体双醇；水解完成后加入乙酸酐，经酯化反应得果糖衍生手性酮水合物；(4)采用极性有机溶剂消除果糖衍生手性酮水合物中水分子，得果糖衍生手性酮。

【技术特征摘要】
1.一种果糖衍生手性酮催化剂的合成方法，其特征是，包括：(1)D-果糖和丙酮为原料，以浓硫酸为催化剂，于10-45℃温度下经缩酮化反应得第一中间体1,2:4,5-二-O-异亚丙基-β-D-果糖；(2)第一中间体溶于有机溶剂，加入分子筛粉，以PCC为氧化剂，于50-80℃温度下氧化得第二中间体1,2:4,5-二-O-异亚丙基-β-D-2,3-二酮-2,6-吡喃糖；(3)第二中间体在醋酸、水和氯化锌的作用下，于10-45℃温度下水解得第三中间体双醇；水解完成后加入乙酸酐，经酯化反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛志勇，张昊，周燕，陈梦瑶，李伟，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42