关键词:
甘氨酸
席夫碱
非蛋白α-氨基酸
不对称合成
亲电烷基化
Aldol
摘要:
α-氨基酸具有重要的生物学功能,是构成蛋白质的结构单元,并展现出多种生理学药学活性。目前,光学活性的α-氨基酸成为研究的热点,逐渐成为重要的有机合成中间体和许多手性药物的合成原料。
α-氨基酸的不对称合成中,甘氨酸等当体途径‘Glycine Equivalent Approach’是一种重要的方法。本论文采用的甘氨酸席夫碱Ni(II)复合物法就是其中之一。通过甘氨酸席夫碱Ni(II)复合物(BPB-Ni-GLY)的亲电烷基化和Aldol 反应,合成了多种特殊结构的非蛋白α-氨基酸以及β-羟基-α-氨基酸,e.e.值为91~99%。
首先对BPB-Ni-GLY 的合成进行了简单的工艺研究。以手性脯氨酸为原料合成N-苄基脯氨酸(BP),实验发现以异丙醇为溶剂,反应物配比脯氨酸: 苄基氯=1: 1.5 时产率为88~94%。BP 经SOCl2 活化后与2-氨基二苯甲酮(OAB)反应合成2-[N-(N’-苄基)-脯氨酰]-氨基-二苯甲酮(BPB),实验选用CH2Cl2 为溶剂,SOCl2为羧基活化剂,当反应物配比BP: OAB=1:1,反应温度为25 °C 时,反应产率为71~75%。BPB 再与NiCl2,甘氨酸反应生成BPB-Ni-GLY,产率为90~95%。
BPB-Ni-GLY 与甲醛,糠醛发生Aldol 反应,合成新的Ni(II)复合物。水解丝氨酸席夫碱Ni(II)复合物(BPB-Ni-SER),分离得到光学纯的丝氨酸,产率大于65%,e.e.值均大于98%,同时对手性辅基BPB 进行了回收,回收率为65~80%。
BPB-Ni-GLY 与1-溴丁烷,1-溴辛烷,1-溴十二烷,苄基溴,苯乙基溴,1-溴丙烯,4-氯苄基氯,3,4-亚甲-二氧基苄基溴发生亲核取代反应,生成新的Ni(II)复合物,复合物水解后分离得到多种光学纯的α-氨基酸,产率为50~90%,e.e.值大于91%,BPB 回收率为60~71%。
本论文工作合成了26 个化合物,其中包括4 个新化合物。利用IR、MS、1H NMR 和X-射线单晶衍射方法对BPB-Ni-GLY、BPB-Ni-SER、其余Ni(II)复合物、水解分离得到的α-氨基酸进行了的结构鉴定和分析。首次利用二维H-H NOESY核磁共振方法分析BPB-Ni-GLY 的分子结构,为后续的研究提供了可靠的依据。