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光学活性的α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类香料化合物的不对称合成研究

作　者: 余洁菲
导　师: 田红玉
学　校: 北京工商大学
专　业: 应用化学
关键词: 手性香料 α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮 α-羟基酮 烯醇硅醚 史一安不对称环氧化
分类号: O621.34
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


本论文探讨了通过史一安不对称环氧化制备光学活性的α-（2-甲基-3-呋喃硫基）酮类香料化合物的方法。论文首先研究了两种制备α-（2-甲基-3-呋喃硫基）酮类化合物消旋体的不同方法。第一种方法以溴代烷为原料,通过格氏反应、Swern氧化、卤素取代和亲核取代四步反应制备α-（2-甲基-3-呋喃硫基）酮类化合物。首先溴代烷与甲酸乙酯通过格氏反应,生成醇,产率85%左右;醇通过Swern氧化得到酮,产率75%左右;所得到的酮与液溴反应制得相应的α-溴代酮,产率70%左右;α-溴代酮在碳酸钾的作用下与2-甲基-3-呋喃硫醇反应,得到最终产物α-（2-甲基-3-呋喃硫基）酮,产率65%左右。最终产物通过1HNMR、13CNMR及MS进行了表征。路线总收率产率30%左右。与文献中由相应的α-氯代酮在甲醇钠作用下与2-甲基-3-呋喃硫醇反应的合成方法相比,该路线操作更为简便,且产率更高。第二种方法以酮类化合物为起始原料,经过烯醇化、氧化和亲核取代等反应得到产物。首先酮在碱性条件下与三甲基氯硅烷反应首先得到烯醇硅醚,4-（3-庚烯基）三甲基烯醇硅醚和5-（4-壬烯基）三甲基烯醇硅醚产率均在80%以上,2,6-二甲基-4-（3-庚烯基）三甲基烯醇硅醚略低,约70%。烯醇硅醚用间氯过氧苯甲酸氧化,得到α-羟基酮,产率均在85%以上。α-羟基酮与甲磺酰氯反应,将羟基转变为甲磺酸根,得到相应的甲磺酸酯,产率均在90%左右。然后在碱性条件下甲磺酸酯与2-甲基-3-呋喃硫醇反应得到α-（2-甲基-3-呋喃硫基）酮类香料化合物,产率在82-85%之间。该方法与文献方法相比,通过烯醇硅醚制备α-羟基酮,不会存在多元取代的问题,而且将α-羟基酮转变为甲磺酸酯后,甲磺酸根是一个很好的离去基团,比α-卤代酮反应活性高,更容易与2-甲基-3-呋喃硫醇发生亲核取代反应得到产物。该合成方法未见其它文献报道,具有操作简便、副反应少和产率高的优点。将酮转变为烯醇硅醚,然后通过史一安不对称环氧化得到光学活性的α-羟基酮。本论文考察了烯醇硅醚硅基上的取代基团及催化剂的用量、反应温度对史一安不对称环氧化反应的影响。催化剂的用量、反应温度对反应的化学产率及选择性影响都不明显,而烯醇硅醚双键和硅基上的取代基团是决定反应的关键因素,大的位阻基团有利于反应化学产率和选择性的提高。3-羟基-4-庚酮最高产率可达75%左右,而ee值最高达到61%左右;4-羟基-5-壬酮化学产率可达到80%以上,ee值最高可达到50%左右;2,6-二甲基-3-羟基-4-庚酮产率也可达到80%左右,ee值最高能达到84%左右。根据文献,通过与Sharpless不对称双羟基化产物进行比较,确认所得到的产物主要为R构型。所得到的光学活性的α-羟基酮将羟基转化为甲磺酸酯后,通过SN2亲核取代反应得到光学活性的目标产物3-（2-甲基-3-呋喃硫基）-4-庚酮、4- （2-甲基-3-呋喃硫基） -5-壬酮和2,6-二甲基-3-（2-甲基-3-呋喃硫基）-4-庚酮,产物的ee值分别为55.8%,44.6%,77.6%。最终产物的ee值与中间体α-羟基酮十分接近,表明在所发生的亲核取代反应中基本没有消旋化得现象发生。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-22
  1.1 手性香料化合物  8-9
  1.2 史一安不对称环氧化及应用  9-12
  1.3 光学活性的α-羟基酮类化合物的制备  12-19
  1.4 本论文的主要工作  19-22
    1.4.1 α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类化合物消旋体的制备  20
    1.4.2 光学活性α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类化合物的制备  20-22
第二章 α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类化合物消旋体的制备  22-42
  2.1 试剂和仪器  22-23
  2.2 通过α-溴代酮制备α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类化合物  23-34
    2.2.1 醇（Ia~c）的制备  23-25
    2.2.2 酮（IIa~c）的制备  25-28
    2.2.3 α-溴代酮（ IIIa~c）的制备  28-31
    2.2.4 α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮（IVa~c）的制备  31-34
  2.3 通过α-羟基酮制备α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类化合物  34-41
    2.3.1 烯醇硅醚（Va~c）的制备  34-36
    2.3.2 通过MCPBA 氧化制备消旋的α-羟基酮（VIa~c）  36-39
    2.3.3 甲磺酸酯（VIIa~c）的制备  39-40
    2.3.4 α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮消旋体（Va~c）的制备  40-41
  2.4 小结  41-42
第三章 光学活性的α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮类化合物的制备  42-62
  3.1 试剂和仪器  42-43
  3.2 烯醇硅醚（IIa~c 和IIa′~c′）的制备  43-47
    3.2.1 三甲基取代的烯醇硅醚（IIa~c）的制备  44
    3.2.2 叔丁基二甲基取代的烯醇硅醚（IIa′~c′）的制备  44-47
  3.3 史一安催化剂的制备  47-49
  3.4 光学活性的α-羟基酮的制备  49-57
  3.5 光学活性的甲磺酸酯（Va~c ）的制备  57
  3.6 光学活性的α-(2-甲基-3-呋喃硫基)酮的制备  57-61
  3.7 小结  61-62
第四章 结论  62-63
参考文献  63-65
附录  65-81
在学期间发表论文及科研成果清单  81-82
致谢  82

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 有机化学一般性问题 > 有机合成化学 > 不对称有机合成
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