光学活性α-取代苄胺的不对称合成制造技术

光学活性α—取代苄胺的下对称合成，以２—羟基—蒎烷酮—３为手性源，与苄胺缩合得羟基蒎烷酮亚胺作为手性模板，经去质子化、不对称烷基化，再与羟胺反应得到光学活性α—取代苄胺。产物的光学产率为９３．９～９９．９％，化学产率为３１．１～５４．６％。同时，２—羟基—蒎烷酮—３可以以肟的形式得到，采用现有技术可进行回收，重复使用。Ａ６１Ｋ３１／４５５（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属有机合成
光学活性胺类化合物是有机化学中一类重要的化合物，它被广泛地用作手性拆分剂，拆分有机酸类。而且，它是有机合成工业、医药工业、香料工业等的重要中间体。过去，人们一般通过拆分消旋体而得到光学活性胺类(《美国化学会志》1951年5783页)，但拆分法费时，操作繁杂，收率低，同时要用大量手性拆分剂，导致成本高。近十多年来，人们都在企图寻找一种不对称合成方法来合成一种单一构型的光学活性胺类化合物。1977年德国科学家霍纳(Horner)等在《利比锡化学年报》1365页报导了用一系列手性季胺盐诱导电化学还原西夫碱来制备光学活性胺，其光学产率0～12.8%。另一较成功的方法是哈奇里斯(Hutchins)等在1987年美国《有机化学杂志》702页报导了采用手性氢化试剂还原二苯基膦酰亚胺〔R1R2C＝N-OP(C6H5)2〕，再经酸水解得到光学产率为1～100%的光学活性胺类。虽然，哈奇里斯的还原法都得到了一些光学纯度较高的产物，但是制备不同的胺，就要用不同的底物(二苯基膦酰亚胺)。它们制备复杂;同时，不同的底物的立体选择性差别也较大。1987年，蒋跃忠等在《合成通讯》(Synth.Commu.)1545页以(+)-樟脑与苄胺缩合产物樟脑酮亚胺为手性模板，合成了0～90%的光学产率的光学活性α-取代苄胺。该方法较还原法操作简单，利用同一手性模板(也就是反应底物)，通过变换不同的烷基化试剂，便可得到不同的α-取代苄胺;但该手性模板随着烷基化试剂的不同，立体选择性的差异也较大。有些基团，如环己基，光学产率仅为29%;甲基则光学产率几乎为零。同时光学纯(-)-樟脑不易得到，就难以合成(S)-α-取代苄胺。本专利技术合成的光学活性α-取代苄胺，光学产率高达93.9～99.9%，且光学产率不随烷基化试剂不同而不同。比传统的拆分法省时，操作简单。本专利技术的目的是采用(+)-或(-)-2-羟基蒎烷酮-3(以下简称为羟基蒎烷酮)与苄胺的缩合产物，N-苄基-2-羟基蒎烷酮-3-亚胺(以下简称羟基蒎烷酮亚胺)为手性模板，通过不对称烷基化反应，高选择性地合成光学活性α-取代苄胺。本专利技术的目的是这样实现的以羟基蒎烷酮与苄胺的缩合产物羟基蒎烷酮亚胺为手性模板，再经去质子化、不对称烷基化，与羟胺反应得光学活性α-取代苄胺，其反应式为 其中X＝氯，溴，碘;R′＝1～6个碳的脂肪族烷基，甲氧基，氯，溴，碘，羟基，硝基;R＝1～6个碳的脂肪族烷基，环己基，环戊基，苄基，间甲氧基苄基，对甲氧基苄基，3，4-二甲氧基苄基等。以上反应的具体实施步骤由以下三步组成(1)在反应瓶中，加入(+)或(-)-羟基蒎烷酮，苄胺，其摩尔比为1∶1～3，再加入三氟化硼乙醚溶液(1～5ml/mol羟基蒎烷酮)及溶剂(苯或甲苯，已经3A或5A分子筛干燥，1500～3000ml/mol羟基蒎烷酮)。装上Cope去水装置，用氮气保护，升温回流7～16小时，旋转蒸发去溶剂，减压蒸馏得微黄色液体羟基蒎烷酮亚胺。(2)在长颈反应瓶中加入羟基蒎烷酮亚胺的四氢呋喃溶液，干冰浴冷却至-78℃，氮气保护，搅拌下加入丁基锂正己烷溶液(2-4mol/mol羟基蒎烷酮亚胺)，在-78℃下搅拌0.5～6小时，然后加入卤代烷的四氢呋喃溶液(1-4mol/mol羟基蒎烷酮亚胺)，然后在-78℃搅拌10～100小时，反应用薄层色谱控制(展开剂∶醋酸乙酯与石油醚体积比为1∶2～10)。反应完毕后加入饱和氯化铵水溶液，升至室温，反应液用苯提取4次，提取液经饱和和食盐水洗涤三次，无水硫酸镁干燥、过滤，减压蒸去溶剂，得浅黄色油状物，再经柱色谱分离(硅胶H，10～40μ为吸附剂，展开剂∶醋酸乙酯与石油醚体积比为1∶2～10)得到羟基蒎烷酮亚胺的烷基化产物。(3)将烷基化产物和醋酸羟胺无水乙醇溶液(摩尔比1∶1～4)混合，在10～40℃下搅拌3～15小时后，旋转蒸发除溶剂得浅黄色混合物，再溶于苯，用饱和碳酸氢钠水溶液，饱和食盐水各洗涤三次，以无水硫酸镁干燥，再过滤，减压蒸去苯，得浅黄色油状液。加入5%盐酸，搅拌0.5～5小时成盐后，用乙醚提取3～5次，醚层经饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥、过滤，除去乙醚，得白色固体肟。水层用5～20%碳酸钾水溶液中和至PH＝8～11，用乙醚提取多次，醚层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥、过滤，蒸去溶剂，得淡黄色残液，经减压蒸馏，得光学活性α-取代苄胺无色液体。与现有方法相比，本专利技术具有以下特点1.合成的光学活性α-取代苄胺的光学产率高达93.9～99.9%，且光学产率不随着烷基化试剂不同而不同。总化学收率31.1～54.6%。比传统的拆分法省时，操作简单，成本低。2.采用同一手性模板(底物)，选用不同的烷基化试剂，便可得不同的α-取代苄胺。3.该专利技术采用的手性源-羟基蒎烷酮是由α-蒎烯氧化而得。而α-蒎烯在我国有丰富的天然资源。同时，羟基蒎烷酮在使用以后还可以以肟的形式得到，采用已有技术可经三氯化钛作用回收。且采用不同构型的手性源，便可得到不同构型的α-取代苄胺。以下结合实施例对本专利技术进一步说明。1.(+)-N-苄基-2-羟基蒎烷酮-3-亚胺和(-)-N-苄基-2-羟基蒎烷酮-3-亚胺的合成在250ml反应瓶中，加入17.1g苄胺(0.16mol)，13.4g(-)-羟基蒎烷酮(0.08mol)，170ml苯和0.3ml三氟化硼乙醚溶液，装上放有少许分子筛的Cope去水装置和球形冷凝管，在N2保护下回流12hr，蒸去苯溶剂，减压蒸馏得15.2g(+)-羟基蒎烷酮亚胺，呈浅黄色油状物，产率74%.b.p134～136℃/0.15mmHg.25D＝+1.4·(C，2.0，EtOH).υmax1650，695，730，3430，3560cm-1;δH0.85(3H，S)，1.33，1.52(6H，2S)，1.6～2.55(7H，m)4.47(2H，S)7.20～7.35(5H，m)ppm;m/z258(M++1)(-)-N-苄基-2-羟基蒎烷酮-3-亚胺可以用(+)-羟基蒎烷酮如上述操作方法得到。产率77%.b.p134～136℃/0.15mmHg.25D＝-1.7°(C，1.8，EtOH)，υmax695，730，1650，3430，3560cm-1，δH0.85(3H，S)，1.35，1.62(6H，2S)，1.65～2.65(7H，m)4.25(2H，S)7.20～7.35(5H，m)ppm;m/z258(M++1)2.(R)-(+)-α-甲基苄胺的合成在50毫升的干燥圆底烧瓶中，加入1.54g(+)-羟基蒎烷酮亚胺(6mmol)和10ml四氢呋喃，在氮气保护下冷却至-78℃，然后滴加9ml丁基锂正己烷溶液(12mmol)搅拌4小时后，加入2ml碘甲烷和5ml四氢呋喃的溶液，在-78℃下搅拌10小时(用薄层色谱检测反应终点，展开剂∶石油醚和醋酸乙酯的体积比为8∶1)。待反应完毕，加入10ml饱和氯化铵水溶液，让其升至室温，用苯(4×10ml)提取，合并的提取液经饱和食盐水(4×20ml)洗涤，无水硫酸镁干燥，过滤，蒸去苯，得浅黄色油状物。用柱色谱分离(洗脱剂∶石油醚与醋酸乙酯的体积比为8∶1)，得0.92g烷基化产物，产率56.5%。υma本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学活性α－取代苄胺的不对称合成，其特征是以（＋）或（－）－２－羟基蒎烷酮－３（以下简称羟基蒎烷酮）与苄胺的缩合产物Ｎ－苄基－２－羟基蒎烷酮－３－亚胺（以下简称羟基蒎烷酮亚胺）为手性模板（Ｃｈｉｒａｌ－Ｔｅｍｐｌａｔｅ）其结构式为：＊＊ ＊其中Ｒ＇＝１－６个碳的脂肪族烷基、甲氧基、氯、溴、碘、羟基、硝基。该化合物经去质子化、不对称烷基化，再与羟胺反应即得到光学活性α－取代苄胺，其步骤为：（１）在反应瓶中，加入羟基蒎烷酮、苄胺、摩尔比１∶１～３，再加入三氟化硼乙醚 溶液（１～５ｍｌ／ｍｏｌ羟基蒎烷酮）及溶剂（苯或甲苯、经３Ａ或５Ａ分子筛干燥，１５００～３０００ｍｌ／ｍｏｌ羟基蒎烷酮）。装上Ｃｏｐｅ去水装置，用氮气保护，升温回流７～１６小时，旋转蒸发蒸去溶剂，减压蒸馏得Ｎ－苄基－２－羟基蒎烷酮－３－亚胺，呈微黄色液体。（２）在长颈反应瓶中加入上述羟基蒎烷酮亚胺的四氢呋喃溶液，用干冰浴冷却至－７８℃，氮气保护，搅拌下加入丁基锂正己烷溶液（２～４ｍｏｌ／ｍｏｌ羟基蒎烷酮亚胺），在－７８℃下搅拌０．５～６小时，然后加入卤代烷的四氢呋喃溶液（ １～４ｍｏｌ／ｍｏｌ羟基蒎烷酮亚胺）。然后在－７８℃下搅拌１０～１００小时，反应用薄层色谱控制（展开剂：醋酸乙酯与石油醚的体积比为１∶２～１０）。反应完毕，加入饱和氯化铵水溶液，升至室温。反应液用苯提取４次，提取液经饱和食盐水洗涤３次，无水硫酸镁干燥、过滤，减压蒸去溶剂，得浅黄色油状物，再经柱色谱分离（硅胺Ｈ，１０～４０μ为吸附剂，体积比为１∶２～１０的醋酸乙酯和石油醚的混合溶剂为展开剂），得到羟基蒎烷酮亚胺的烷基化产物。（３）将烷基化产物和醋酸羟胺无水乙醇溶液（摩尔比为 １～１～４）混合，在１０～４０℃下搅拌３～１５小时后，旋转蒸发除溶剂得浅黄色混合物，溶于苯，用饱和碳酸氢钠水溶液，饱和食盐水各洗涤三次无水硫酸镁干燥、过滤、减压蒸去苯，得浅黄色油状液，加入５％盐酸搅拌０．５～５小时成盐后，用乙醚提取３～５次，醚层经饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，过滤，除去乙醚，得白色固体肟。水层用５～２０％碳酸钾水溶液中和至ＰＨ＝８～１１，用乙醚提取多次。醚层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥、过滤，蒸去溶剂，得淡黄色残液，经减压蒸馏，得无色液体α－取代苄胺。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈元伟，密爱巧，肖，蒋跃忠，
申请(专利权)人：中国科学院成都有机化学研究所，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]