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（S）-3-羟基-γ-丁内酯及其衍生物（S）-1，2，4-丁三醇的合成研究

作　者: 蔡征宇
导　师: 刘举正；王明亮
学　校: 东南大学
专　业: 应用化学
关键词: (S)-3-羟基-γ-丁内酯 (S)-1,2,4-丁三醇硼氢化钠 L-苹果酸合成
分类号: TQ223.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

(S)-3-羟基-γ-丁内酯及其衍生物(S)-1,2,4-丁三醇是重要的手性合成砌块,也是阿托伐他汀、L-肉碱、HIV蛋白酶抑制剂氨普那韦等药物的关键中间体。因此,研究它们的合成具有重要的实际意义。论文着重研究了 (S)-3-羟基-γ-丁内酯及(S)-1,2,4-丁三醇的合成。通过旋光度的测定,IR和HNMR谱图分析证明合成物质即为目标产物。己糖源降解法合成(S)-3-羟基-γ-丁内酯,是一条与环境友好的化学合成路线,具有较大的应用前景。以氢氧化钠和过氧化氢为氧化剂将麦芽糖氧化降解成(S)-3,4-二羟基丁酸后经环化酯化生成(S)-3-羟基-γ-丁内酯,经过柱层析提纯分出产品。L-苹果酸法合成(S)-3-羟基-γ-丁内酯。从原料L-苹果酸开始,经酸酐化、酯化、NaBH4还原、脱水环化制备(S)-3-羟基-γ-丁内酯。通过实验研究催化剂、溶剂的用量、物料的投加方式、反应时间和反应温度对产物得率的影响,优化实验条件,使反应总收率达到79%。该路线具有副反应少,收率高,过程易操作等优点。L-苹果酸法合成(S)-1,2,4-丁三醇,L-苹果酸与甲醇酯化反应生成L-苹果酸二甲酯后与硼氢化钠、氯化锂进行还原反应,经分离提纯处理制得产品(S)-1,2,4-丁三醇。由高效液相法测得纯度为94.67%,收率达到68%。通过改进分离方法,提高产品纯度,简化操作过程,使其向工业化迈进了一步。(S)-3-羟基-γ-丁内酯法合成(S)-1,2,4-丁三醇。首次以(S)-3-羟基-γ-丁内酯为底物,采用性质相对温和、反应选择性更好的硼氢化钠为还原剂还原反应生成(S)-1,2,4-丁三醇。通过研究加料顺序、物料配比、反应温度和反应时间对产物得率的影响,确定较佳工艺条件。一步反应制备产品,收率高,条件温和,反应易操作,为工业化生产初步奠定基础。

全文目录

1 绪论  8-19
  1.1 选题背景  8-9
  1.2 文献综述  9-17
  1.3 市场需求和开发前景  17
  1.4 本文研究目的及内容  17-19
2 己糖源降解法合成(S)-3-羟基-γ-丁内酯的研究  19-27
  2.1 药品和主要仪器  19
  2.2 实验方法  19-20
    2.2.1 (S)-3,4-二羟基丁酸的合成  19
    2.2.2 (S)-3-羟基-γ-丁内酯的合成  19-20
    2.2.3 (S)-3-羟基-γ-丁内酯的提纯  20
  2.3 氧化降解反应的机理  20-21
  2.4 合成工艺研究  21-26
    2.4.1 H2O2和NaOH滴加方式的影响  21-22
    2.4.2 萃取剂的选择  22
    2.4.3 反应温度的影响  22
    2.4.4 反应时间的影响  22-23
    2.4.5 柱层析分离洗脱剂的选择  23-24
    2.4.6 产物结构表征  24-26
  2.5 小结  26-27
3 L-苹果酸法合成(S)-3-羟基-γ-丁内酯的研究  27-41
  3.1 O-乙酰基-(L)-苹果酸酐的合成  27-30
    3.1.1 试验部分  27-28
      3.1.1.1 药品和主要仪器  27-28
      3.1.1.2 实验方法  28
    3.1.2 O-乙酰基-(L)-苹果酸酐的合成研究  28-29
      3.1.2.1 物料配比的影响  28
      3.1.2.2 反应温度的影响  28
      3.1.2.3 反应时间的影响  28-29
    3.1.3 反应历程  29
    3.1.4 产品结构表征  29-30
  3.2 O-乙酰基-(L)-苹果酸单甲酯的合成  30-33
    3.2.1 试验部分  30
      3.2.1.1 药品和主要仪器  30
      3.2.1.2 实验方法  30
    3.2.2 O-乙酰基-(L)-苹果酸单甲酯的合成研究  30-31
      3.2.2.1 原料配比的影响  30-31
      3.2.2.2 反应时间的影响  31
      3.2.2.3 反应温度的影响  31
    3.2.3 产品结构表征  31-33
  3.3 (S)-3-羟基-γ-丁内酯的合成  33-40
    3.3.1 实验方法  33
      3.3.1.1 药品和主要仪器  33
      3.3.1.1 (S)-3-羟基-γ-丁内酯的制备  33
      3.3.1.2 (S)-3-羟基-γ-丁内酯的提纯  33
      3.3.1.3 产品分析  33
    3.3.2 结果与讨论  33-38
      3.3.2.1 还原剂的选择  33-34
      3.3.2.2 投料顺序的影响  34-35
      3.3.2.3 甲醇用量的影响  35
      3.3.2.4 还原剂用量的影响  35
      3.3.2.5 反应温度的影响  35-36
      3.3.2.6 反应时间对反应的影响  36
      3.3.2.7 柱色谱分离洗脱剂的选择  36
      3.3.2.8 较佳实验条件下的重复实验  36-37
      3.3.2.9 反应历程  37-38
    3.3.3 结构表征  38-40
  3.4 小结  40-41
4 L-苹果酸法合成(S)-1,2,4-丁三醇的研究  41-49
  4.1 实验部分  41-42
    4.1.1 仪器和药品  41
    4.1.2 L-苹果酸二甲酯的制备  41
    4.1.3 (S)-1,2,4-丁三醇的制备  41-42
    4.1.4 产品的分离提纯  42
  4.2 结果与讨论  42-46
    4.2.1 加料方式的影响  42-43
    4.2.2 原料配比的影响  43-44
    4.2.3 反应温度的影响  44
    4.2.4 反应时间的影响  44
    4.2.5 分离方法的选择  44-45
    4.2.6 较佳条件下的重复实验  45
    4.2.7 反应机理  45-46
  4.3 结构表征  46-48
    4.3.1 L-苹果酸二甲酯的结构表征  46-47
    4.3.2 (S)-1,2,4-丁三醇的结构表征  47-48
  4.4 小结  48-49
5 (S)-3-羟基-γ-丁内酯法合成(S)-1,2,4-丁三醇的研究  49-55
  5.1 实验部分  49-50
    5.1.1 仪器和药品  49
    5.1.2 (S)-1，2，4-丁三醇的制备  49
    5.1.3 产品的分离提纯  49-50
  5.2 结果与讨论  50-53
    5.2.1 加料方式的影响  50
    5.2.2 还原剂的选择及其用量的影响  50-51
    5.2.3 反应温度的影响  51
    5.2.4 反应时间对反应的影响  51-52
    5.2.5 较佳条件下的重复实验  52
    5.2.6 反应机理  52-53
  5.3 产物结构表征  53-54
  5.4 小结  54-55
6 结论  55-56
参考文献  56-59
致谢  59-60
已发表文章  60

（S）-3-羟基-γ-丁内酯及其衍生物（S）-1，2，4-丁三醇的合成研究

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