CN103992243B - 一种手性酰铵盐晶体的制备及用途 - Google Patents

一种手性酰铵盐晶体的制备及用途 Download PDF

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Abstract

一种手性酰铵盐晶体,其化学式如下:?

Description

一种手性酰铵盐晶体的制备及用途
一、技术领域
本发明涉及一种新化合物及其制备方法,特别涉及一种手性化合物及其制备方法,确切地说是一种手性酰铵盐晶体的制备及用途。
二、背景技术
手性酰铵盐是重要的催化剂和医药化工产品,其在有机合成作为一个新的课题已引起化学工作者的关注。
参考文献:
1.Quaternaryammonium(hypo)ioditecatalysisforenantioselectiveoxidativecycloetherification,UyanikMuhammet;OkamotoHiroaki;YasuiTakeshi;IshiharaKazuaki,Science.2010Jun11;328(5984):1365-6.
2.Researchprogressonchitosanquaternaryammoniumsalt,Li,Rong-chun,HuaxueShiji,2011,33(10),895-898.
3.DiastereoselectiveAziridinationofChiralElectron-DeficientOlefinswithN-Chloro-N-sodiocarbamatesCatalyzedbyChiralQuaternaryAmmoniumSalts,Murakami,Yuta;Takeda,Youhei;Minakata,Satoshi,JournalofOrganicChemistry,2011,76(15),6277-6285.
4.Synthesisofchiralspirocyclo-quaternaryammoniumsaltsfromL-prolineandtheirapplicationasphase-transfercatalystsinasymmetricalkylation,Wang,Na;Lin,Song-Wen;Yang,Qing;Sun,Qi;Li,Run-Tao,JournalofChinesePharmaceuticalSciences,2011,20(1),26-31.
5.Phosphorofluoridicacidammoniumsaltsandacids:Synthesis,NMRproperties,andapplicationasacidcatalysts,Murai,Toshiaki;Tonomura,Yusuke;Takenaka,Toru,HeteroatomChemistry,2011,22(3-4),417-425.
6.Cobalt-Mediated,EnantioselectiveSynthesisofC2andC1Dienes,Boyd,W.Christopher;Crimmin,MarkR.;Rosebrugh,LaurenE.;Schomaker,JenniferM.;Bergman,RobertG.;Toste,F.Dean,JournaloftheAmericanChemicalSociety,2010,132(46),16365-16367。
申请人以7,7,8,8-四氰基奎二甲烷与D-亮氨醇在130mol%氯化锌作催化剂下,得到了一种手性化合物(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基氨基甲酸-(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基铵盐
三、发明内容
本发明旨在提供化合物手性化合物。所要解决的技术问题是一步合成得到目标产物。
本发明所称的手性化合物是由7,7,8,8-四氰基奎二甲烷与D-亮氨醇制备的由以下化学式所示的化合物:
(I)
化学名称:(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基氨基甲酸-(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基铵盐,简称化合物(I)。
本合成方法包括合成和分离,所述的合成用130mol%氯化锌做催化剂,7,7,8,8-四氰基奎二甲烷4.89mmol,D-亮氨醇90mmol,用50mL氯苯做溶剂,回流反应3天后,柱层析分离,用石油醚/二氯甲烷(2/8)洗脱,将收集的最后组分点自然挥发,得单晶(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基氨基甲酸-(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基铵盐。
合成反应如下:
本合成方法一步得到目标产物,工艺简单,操作方便。
其反应机理可推测如下:
7,7,8,8-四氰基奎二甲烷由于在空气及大量路易斯酸催化剂作用下不稳定,氰基首先生成甲酸,然后与大大过量的L-亮氨醇在氯化锌作用下进行缩合反应,甲酸中的羟基与L-亮氨醇中的氨基上的氢原子,脱去1分子的氢气,形成氨基甲酸,再与过量的L-亮氨醇形成甲酸铵盐。
四、附图说明
图1是(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基氨基甲酸-(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基铵盐的X-衍射分析图。
Henry反应是经典的有机人名反应之一。该反应是指羰基化合物通常是芳醛和有α-氢的硝基化合物之间的缩合反应,反应的结果是硝基的α-碳原子加成到羰基上,形成具有羟基、硝基的双官能团的化合物。Henry反应的产物可以方便地转化为各式各样有重要用途的化合物,如β-氨基醇、硝基烯烃、硝基酮、硝基烯酮或进行Nef反应。因此Henry反应在有机合成中是非常实用的反应之一。扩展这一反应的应用范围,合成具有更多官能团、结构上更为复杂的化合物,是一项有意义的工作。
本发明所称(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基氨基甲酸-(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基铵盐的用途是在苯甲醛亨利反应中的用途,该化合物在苯甲醛的亨利反应中显示了良好的催化性能,其转化率达65%,e.e.%值:29.2%。
芳醛与氰化物或腈化物的加成反应为腈硅化反应。当芳醛与氰化物加成时得到芳基羟腈;当芳醛与腈化物为三甲基硅腈(TMSCN)加成时得到芳基氰醇硅醚,如下式所示:
本发明所称(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基氨基甲酸-(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基铵盐的用途是在苯甲醛腈硅化反应中的用途,该化合物在苯甲醛的腈硅化反应中显示了较好的催化性能,其转化率达99%,ee%值达30.8%。
五、具体实施方式
在100mL两口瓶中,加入无水ZnCl270mg(0.74mmol),50mL氯苯,7,7,8,8-四氰基奎二甲烷1.0g(4.90mmol),D-亮氨醇9.3g,将混合物在高温下回流72h,停止反应,减压以除去溶剂,,将剩余物用水溶解,并用CH2Cl2(20mLx3)萃取,有机相用无水硫酸钠干燥,旋转除去溶剂,将粗产品用石油醚/二氯甲烷(3:7)柱层析,得无色油状液体,产率30%;[a]5D=+23.8°(c=0.25,CH2Cl2):IR(KBr):3306,2956,2870,1746,1660,1540,1468,1385,1367,1230,1108,1070,1022,948,733;元素分析数据:C:56.12%,H:10.78%,N:10.22%;该化合物的晶体数据如下:
晶体典型的键长数据:
晶体的键角数据
六、亨利反应应用:
催化剂I(0.15mmol),苯甲醛0.10mL(0.986mmol)及硝基甲烷(0.50mL,9.255mmol)在室温下搅拌48h,柱层析分离,产率为:65%,ee%:29.2%;1HNMR(300MHz,CDCl3)7.28~7.32(m,5H,Ar-H),5.32~5.35(d,J=9.18Hz,1H,-CH),4.38~4.56(m,2H,-CH2),3.89(br,1H,-OH).13CNMR(75MHz,CDCl3)138.30128.92(x2),128.82,125.98(x2),81.16,70.9。
七、腈硅化反应应用:
2-苯基-2-(三甲硅氧基)丙腈
0.15mmol化合物I,苯甲醛0.1mL,TMSCN0.3ml(3.3mmol),2mL二氯甲烷相继在20~30℃下加入,3天后,加入水淬灭经柱层后(石油醚/二氯甲烷:5/1),得无色油状液体,转化率率>99%;ee%:30.8%;1HNMR(300MHz,CDCl3)7.56–7.59(m,0.9Hz,2H),7.31–7.34(m,3H),5.43(s,1H),0.16(s,9H).13CNMR(75MHz,CDCl3)136.1,128.8(x2),126.2(x2),119.1,63.5,-0.39(x3)。

Claims (2)

1.一种手性酰铵盐晶体,其特征在于是由7,7,8,8-四氰基奎二甲烷与D-亮氨醇制备的由以下化学式所示的化合物:
该手性酰铵盐晶体,其晶体结构表征参数如下:在273(2)k温度下,在牛津X-射线单晶衍射仪上,用经石墨单色器单色化的MoKα射线以ω-θ扫描方式收集衍射数据,其特征在于晶体属斜方晶系,空间群C2(1),晶胞参数:α=90°;β=101.955(5)°;γ=90°。
2.(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基氨基甲酸-(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基铵盐晶体在苯甲醛亨利反应中的用途:
(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基氨基甲酸-(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基铵盐晶体的合成:用130mol%氯化锌做催化剂,7,7,8,8-四氰基奎二甲烷4.89mmol,D-亮氨醇90mmol,用50mL氯苯做溶剂,回流反应3天后,柱层析分离,用石油醚/二氯甲烷按体积比2/8洗脱,将收集的最后组分点自然挥发,得单晶(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基氨基甲酸-(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基铵盐;
(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基氨基甲酸-(R)-3-甲基-丁基-1-羟甲基铵盐晶体催化剂0.15mmol,苯甲醛0.10mL及硝基甲烷0.50mL在室温下搅拌48h,用核磁监测,转化率:65%,e.e.%:29.2%。
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