一种改进的由氨基酸酯制备手性氨基醇的新方法_甘春芳
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以氨基酸为手性源制备手性固定相的研究进展摘要:手性氨基醇具有广泛用途,所以合成手性氨基醇仍是学者们未来的重要任务之一,手性分离的发展必定会促进手性药物的发展,而且也为手性新药的研制和开发提供了有效地分析手段,以氨基酸为手性源的手性固定相具有很重要的地位。
目前,我们还需要进一步对基于氨基酸类的手性固定相的研究,一方面要制备出合适的链结构;另一方面,也要找到好的搭载体,使其更好发挥作用。
因此,我们有理由相信,随着研究的深入,应用手性固定相来进行分离会有更广阔的应用前景。
基于此本文分析了以氨基酸为手性源制备手性固定相的研究。
关键词:氨基酸;手性源;固定相1、概述人工合成的手性聚合物与天然大分子相比,在结构和键的连结方式上更具多样性。
手性聚合物一般含有一个或多个手性中心,具有比较规整的高层次结构,通常表现出较高的手性识别能力,目前已手性固定相及手性分离膜等领域获得了广泛的应用,例如用螺旋聚甲基丙烯酸三苯甲基酯制备的高效液相色谱的手性固定相,对很多外消旋体都表现出了较强的手性识别能力。
目前,制备与天然大分子具有类似结构的聚合物,特别是氨基酸衍生的旋光性高分子已成为高分子材料领域的研究热点主要包括旋光性聚酰胺、旋光性聚酯以及旋光性聚酰胺酰亚胺等,这些高分子材料在手性分离、手性液晶、手性催化剂、非线性光学材料等领域具有广泛的应用价值。
氨基酸(Aminoacid)是蛋白质(protein)的基本成分,赋予蛋白质特定的分子结构形态,使它的分子具有生化活性,典型的生物大分子聚合物,不仅是生物重要的组成成分,而且是手性助剂和有机合成中的物质基础,以氨基酸为基础合成的聚合物也将显示一定的生物相容性以及可生物降解性。
利用氨基酸进行合成手性聚合物的研究从1960年开始[20],带有由于特有的不对称结构以及生物相容性能手性氨基酸侧基的聚烯烃在药物输送、生物降解材料,手性固定相、手性不对称催化合成以及金属离子吸附剂等方面具有潜在的应用价值,作为人体必需氨基酸,手性氨基酸有许多优异的特性,如它的稳定多肽α-螺旋构象,所形成的聚合物也可以通过分子内氢键形成稳定的螺旋结构,在医药、食品、等行业具有重要的应用前景。
一种改进的由氨基酸酯制备手性氨基醇的新方法甘春芳1, 冯 瑞1,2, 范建春1, 崔建国1*(1.广西师范学院化学系,广西南宁530001; 2.河南南阳医学高等专科学校,河南南阳473058)摘 要:采用NaB H 4/CeCl 3作为还原体系,在无水甲醇溶剂中,将氨基酸甲酯还原为相应的手性氨基醇。
以L 苯丙氨酸甲酯还原制备L 苯丙氨醇的反应为研究对象,考察了催化剂用量、反应温度及时间诸因素对产品收率的影响。
结果表明:在n (L 苯丙氨酸甲酯) n (CeCl 3)=1 2、反应温度30 、反应时间2h 的优化条件下,L 苯丙氨醇收率为90.3%。
本法有操作简便,收率高等优点,该反应为制备手性氨基醇提供了一种新的有用的合成方法。
关键词:氨基酸;氨基醇;还原:NaBH 4/CeCl 3中图分类号:O 621.25 文献标识码:A 文章编号:0367 6358(2007)09 538 03An Improved Procedure for Preparing Chiral Aminoalcohols from Aminoacid EstersGAN Chun fang 1, FE NG Rui 1,2, FAN Jian chun 1, CUI Jian guo1*(1.Departme nt o f Che mistry ,Guangxi Teachers Education U nive rsity,Guangxi Nanning 530001,China ;2.Nanyang Medical Colle ge ,He nan Nanyang 473058,China )Abstract :Aminoalcohols were prepared by the reduction of amino acid esters with NaB H 4 CeCl 3as the reducing agent in anhydrous C H 3OH.The factors affecting the synthesis,including temperature,amount of catalyst and reaction time,were investigated taking the reduction of methyl 3 phenylalaninate as an example.The optimum conditions were as follows:molar ratio of L methyl phenylalaninate to CeCl 3,1 2;reaction temperature,30 ;and reaction time,2h.The yield of 3 phenyl 2 a mino l propanol reached 90.3%.The method has the advanta ges of simple operation and higher yield.The reaction provides a useful method for the preparation of chiral aminoalcohols.Key words :aminoacid;aminoalcohol;reduction;NaB H 4 CeCl 3收稿日期:2007 01 18;修回日期:2007 05 30基金项目:广西科学基金(桂科基057554)作者简介:甘春芳(1973~),女,硕士,讲师,主要从事应用化学方面研究。
基金项目:广西自然科学基金(批准号:桂科基0575055)作者简介:肖蓉(1984-),女,硕士研究生,研究方向:有机合成通讯联系人:李若华,男,副教授,南宁市明秀东路广西师范学院化学系收稿日期:2008209227综述与进展手性氨基醇的合成及应用肖 蓉,李若华,崔建国(广西师范学院化学系,广西南宁 530001) 摘 要:对氨基酸(醛、酮)的还原或加成、氨基酸酯的还原、环氧乙烷类叠氮化还原合成手性氨基醇的方法进行了综述,讨论手性氨基醇作为配体催化潜手性化合物方面的应用。
关键词:手性氨基醇;不对称合成;催化 中图分类号:O 6251634 文献标识码:A 文章编号:167129905(2009)022******* 手性化合物被广泛应用于药物等方面,也是当今有机合成的重要部分。
在手性化合物的合成中,不对称催化成为重要的手段,不对称催化一般利用手性化合物与适当的金属络合,形成高选择性的手性催化剂。
手性氨基醇不仅是一类极为重要的手性砌块[1],而且氨基醇分子中具有良好的配位能力的N 原子及O 原子,可与多种元素形成络合物,因此也是重要的手性配体[2],其本身也是一类优良的手性有机催化剂[3],广泛用于催化不对称环氧化反应[4]、Henry 反应[5]等。
本文就近年来手性氨基醇的合成方法以及应用做介绍。
1 手性氨基醇的合成目前,手性氨基醇主要有以下几种合成方法:(1)氨基酸(醛、酮)的还原或加成;(2)氨基酸酯的还原;(3)环氧乙烷类叠氮化还原。
1.1 氨基酸(醛、酮)的还原或加成硼氢化物与适当的催化剂结合可用于氨基酸(醛、酮)的还原,比如:NaBH 4/LiCl [6],NaBH 4/H 2SO 4[7]和NaBH 4/I 2[8]等还原体系。
最近钌/铼催化剂[9~10]也被用于催化还原氨基酸(醛、酮)。
肖元晶[11]等用手性(S ,S )2Ru 2T sDPEN 催化剂不对称转移氢化α2亚胺酮化合物52[(1,12二甲基乙基)亚胺基]乙酰基222羟基苯甲酸甲酯1,得光学纯β2氨基芳基乙醇类化合物(R )252[22[(1,12二甲基乙基)氨基]212羟乙基]222羟基苯甲酸甲酯2,再经一步还原反应即得(R )2(-)2沙丁胺醇。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202110151062.2(22)申请日 2021.02.04(71)申请人 凯莱英医药集团(天津)股份有限公司地址 300457 天津市滨海新区经济技术开发区洞庭三街6号(72)发明人 洪浩 詹姆斯·盖吉 肖毅 张娜 焦学成 马玉磊 牟慧艳 王祖建 孙凯华 贾如 刘芳 刘文敬 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240代理人 路秀丽(51)Int.Cl.C12P 13/00(2006.01)(54)发明名称手性胺的合成方法(57)摘要本发明提供了一种手性胺化合物的合成方法。
该合成方法采用转氨酶在氨基供体的作用下对式I所示酮类底物进行转氨基反应,得到手性胺化合物;式I,转氨酶为一类具有保守氨基酸序列区域的转氨酶,保守氨基酸序列区域至少包括区域1和区域2,区域1的保守氨基酸序列为:MAGLWCVN,区域2的保守氨基酸序列为:YNTFFKT。
通过采用一类具有特定保守氨基酸序列区域的转氨酶来合成大位阻手性胺,酶催化反应体积少,合成路线短,产品收率高,合成条件无需使用高成本的贵金属催化,且大大降低了三废,节约生产成本。
权利要求书3页 说明书29页序列表90页 附图3页CN 112458123 A 2021.03.09C N 112458123A1.一种手性胺化合物的合成方法,其特征在于,采用转氨酶在氨基供体的作用下对式I 所示酮类底物进行转氨基反应,得到所述手性胺化合物;式I,Ar1表示取代或未取代的芳基、取代或未取代的亚芳基,或者取代或未取代的杂亚芳基;Ar2表示取代或未取代的芳基、取代或未取代的环烷基,或取代或未取代的链状烷基或杂烷基;以及可选的R,R表示C原子数为1~5的取代或未取代的亚烷基,所述R与所述Ar1连接成环;其中,所述取代的芳基、取代的亚芳基、取代的杂亚芳基及取代的亚烷基中的取代基各自独立地选自卤素、羟基、氨基、‑S‑CH3,所述杂亚芳基和所述杂烷基中的杂原子各自独立地选自N、O或S;其中,所述转氨酶为一类具有保守氨基酸序列区域的转氨酶,所述保守氨基酸序列区域至少包括区域1和区域2,所述区域1的保守氨基酸序列为:MAGLWCVN,所述区域2的保守氨基酸序列为:YNTFFKT;所述转氨酶为Chromobaterium violaceum以及下表酶编号为1至54所示的任意一种转氨酶在所述区域1的保守氨基酸序列中的W和/或C突变为A的突变型转氨酶;或者所述转氨酶为在具有所述区域1和所述区域2的前提下,与下表所示的任意一种转氨酶相同来源且具有95%以上同源性的转氨酶;。
手性氨基醇的合成工艺改进研究陈绘如;庞宝华;胡建珍;刘静【摘要】Reduction of chiral amino acids with zinc borohydride the corresponding chiral amino alcohols is prepared. Improved the process on pretreatment of raw materials, preparation of zinc borohydride and treatment of reduction. Compared stereo selectivity and chemical selectivity with different chiral amino acids in the reduction system. The new process has some advantages, such as inexpensive reagents, simple operation, easy scaling up.%采用硼氢化锌还原体系,将手性氨基酸还原制备相应的氨基醇.在原料预处理、硼氢化锌制备、还原后处理等方面进行工艺改进.比较了不同氨基酸在该还原体系下的立体选择性和化学选择性.新工艺原料经济、操作简便,适合规模化生产.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2013(013)008【总页数】4页(P2267-2269,2276)【关键词】手性氨基醇;硼氢化锌;预处理;还原;合成【作者】陈绘如;庞宝华;胡建珍;刘静【作者单位】常州工程职业技术学院,常州213164【正文语种】中文【中图分类】TQ463.23手性氨基醇是一种重要的氨基酸衍生物,由于其分子中具有良好配位能力的N原子及O原子,可与多种元素形成催化活性高、对应选择性好的手性配体,而广泛用于不对称催化合成领域[1]。
同时手性氨基醇具有一定的生物活性,在药物合成[2,3]、外消旋体拆分[4,5]等领域也具有广泛的用途。
一种改进的由氨基酸酯制备手性氨基醇的新方法甘春芳1, 冯 瑞1,2, 范建春1, 崔建国1*(1.广西师范学院化学系,广西南宁530001; 2.河南南阳医学高等专科学校,河南南阳473058)摘 要:采用NaB H 4/CeCl 3作为还原体系,在无水甲醇溶剂中,将氨基酸甲酯还原为相应的手性氨基醇。
以L 苯丙氨酸甲酯还原制备L 苯丙氨醇的反应为研究对象,考察了催化剂用量、反应温度及时间诸因素对产品收率的影响。
结果表明:在n (L 苯丙氨酸甲酯) n (CeCl 3)=1 2、反应温度30 、反应时间2h 的优化条件下,L 苯丙氨醇收率为90.3%。
本法有操作简便,收率高等优点,该反应为制备手性氨基醇提供了一种新的有用的合成方法。
关键词:氨基酸;氨基醇;还原:NaBH 4/CeCl 3中图分类号:O 621.25 文献标识码:A 文章编号:0367 6358(2007)09 538 03An Improved Procedure for Preparing Chiral Aminoalcohols from Aminoacid EstersGAN Chun fang 1, FE NG Rui 1,2, FAN Jian chun 1, CUI Jian guo1*(1.Departme nt o f Che mistry ,Guangxi Teachers Education U nive rsity,Guangxi Nanning 530001,China ;2.Nanyang Medical Colle ge ,He nan Nanyang 473058,China )Abstract :Aminoalcohols were prepared by the reduction of amino acid esters with NaB H 4 CeCl 3as the reducing agent in anhydrous C H 3OH.The factors affecting the synthesis,including temperature,amount of catalyst and reaction time,were investigated taking the reduction of methyl 3 phenylalaninate as an example.The optimum conditions were as follows:molar ratio of L methyl phenylalaninate to CeCl 3,1 2;reaction temperature,30 ;and reaction time,2h.The yield of 3 phenyl 2 a mino l propanol reached 90.3%.The method has the advanta ges of simple operation and higher yield.The reaction provides a useful method for the preparation of chiral aminoalcohols.Key words :aminoacid;aminoalcohol;reduction;NaB H 4 CeCl 3收稿日期:2007 01 18;修回日期:2007 05 30基金项目:广西科学基金(桂科基057554)作者简介:甘春芳(1973~),女,硕士,讲师,主要从事应用化学方面研究。
*通讯联系人,E mail:cuijg1954@126.c om手性氨基醇是一种重要的氨基酸衍生物,在不对称合成领域它是合成手性催化剂的重要手性源[1],在外消旋体拆分等领域也有着广泛的应用[2]。
对于手性氨基醇的制备方法目前研究已经很多,可以在LiAlH 4[3]、NaB H 4 LiCl [4]、NaB H 4 TiCl 4[5]、NaB H 4CaCl 2[6]和NaB H 4 I 2[7]等还原体系下,将氨基酸酯或直接将氨基酸还原成氨基醇。
在这里,我们报道另一种氨基醇制备的新方法,采用NaB H 4 CeCl 3作为还原体系,将氨基酸酯还原为氨基醇,得到了很好的还原结果。
合成路线见下页反应式。
1 实验部分1.1 主要原料,试剂和仪器合成所用试剂均为分析纯试剂,溶剂按常规方法进行处理,干燥。
红外光谱测定采用美国Nicolet FT360红外光谱仪,KB r 压片;1H 和13C 核磁共振谱测定采用Varian Unity Inova 500(500MHz)核磁共振仪;熔点测定采用北京泰克仪器有限公司X 6显微熔点测定仪,温度计未经校正。
538 化 学 世 界2007年1.2 实验(1)2a 2e的制备L 苯丙氨酸甲酯(2a)制备:在30m L无水甲醇中,加入3.30g(0.02mol)L 苯丙氨酸,溶解完全后,室温搅拌下通入干燥的氯化氢,使溶液达到饱和。
放置过夜,TLC检测反应完全后(展开剂为V95%无水乙醇 V水=10 1),蒸出甲醇,得到的固体用甲醇重结晶,真空干燥得白色固体。
把固体溶于适量水中,用Na HCO3饱和溶液中和至pH=8,用乙醚萃取(5 10mL),饱和食盐水洗,无水Na2SO4干燥,蒸出溶剂,得到黄色油状液体2.99g,产率90%。
IR (KB r) c m-1:3415,2949,1732,1654,1601,1454, 1343,1196,1025,824,755,698。
L 缬氨酸甲酯(2b)制备(合成方法与化合物2a 类似):2.34g(0.02mol)L 缬氨酸,室温反应,得到2.126g浅黄色油状物2b,产率81.1%。
I R(KBr)c m-1:3399,2962,1744,1376,1245,1160,1000。
L 丙氨酸甲酯(2c)制备(合成方法与化合物2a 类似):1.80g(0.02mol)L 丙氨酸,室温反应,得到1.733g无色液体2c,产率83.3%。
IR(KBr) c m-1: 3440,2925,2855,1720,1589,1458,1378,1017,657, 619。
L 苯甘氨酸甲酯(2d)制备(合成方法与化合物2a类似):3.02g(0.02mol)L 苯甘氨酸,室温反应,得到2.315g油状物2d,产率84.5%。
IR(KBr) c m-1:3051,2937,1752,1662,1597,1507,1448,1339, 1204,1098,1008,849,759。
L 脯氨酸甲酯(2e)制备(合成方法与化合物2a 类似):2.30g(0.02mol)L 脯氨酸,室温反应,得到2.121g浅黄色油状物2e,产率82.2%。
I R(KBr)c m-1:3436,2970,2921,1744,1617,1454,1409,1335, 1160,1037。
(2)3a 3e的制备L 苯丙氨醇(3a)的制备将1.79g(0.01mol)L 苯丙氨酸甲酯及4.93g (0.02mol)无水CeCl3溶于15mL无水甲醇中,然后分批加入0.76g(0.02mol)NaB H4,TLC跟踪反应(展开剂为V95%乙醇 V水=7 3),室温反应2h后,酯点消失。
加入适量水使反应停止,用6mol L的盐酸调节至pH为1,蒸出大部分溶剂,用二氯甲烷萃取,饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥。
蒸除溶剂,得到白色晶体,采用乙酸乙酯 正己烷重结晶,得到产物3a 1.51g,产率为90.3%,mp91~92 (文献值mp90 ~92 )。
IR(KB r) c m-1:3358,3133,3080,2933, 2876,1585,1495,1446,1335,1123,1057,829,698;1H NMR(500Hz,DMSO), 10-6=2.416(1H,dd,J= 7.8和13.2Hz,Ph C H ),2.678(1H,dd,J=5.6和13.2 Hz,Ph C H ),2.858(1H,m, CH N),3.178(1H,dd,J =6.5和10.3Hz, CH O ),3.282(1H,dd,J=4.8和10.3Hz, C H O ),7.169~7.294(5H,m,Ph H)。
L 缬氨醇(3b)(合成方法与化合物3a类似): 1.31g(0.01mol)L 缬氨酸甲酯(2b),4.93g(0.02 mol)氯化铈,0.76g(0.02mol)NaBH4,室温反应7h,柱层析分离后得到未反应原料0.45g,产品3b0.58 g,产率为85.6%(产率计算扣除未反应的原料)。
IR (KBr) cm-1:3419,2921,1605,1462,1029;1H NMR (500Hz,MeOD), 10-6=1.043(3H,d,J= 6.9 Hz, C H3),1.077(3H,d,J= 6.9Hz, C H3),1.996~ 2.038(1H,m,C CH C),3.000~ 3.037(1H,m, C H N ),3.649(1H,dd,J=7.5和11.8Hz, CH O ),3.845 (1H,dd,J=3.7和11.8Hz, C H O )。
L 丙氨醇(3c)(合成方法与化合物3a类似): 1.04g(0.01mol)L 丙氨酸甲酯(2c),4.93g(0.02 mol)氯化铈,0.76g(0.02mol)NaB H4,室温反应1.2 h,得到无色液体3c0.55g,产率75.9%。
IR(KBr) cm-1:3358,2958,2929,2864,1585,1446,1368,1319, 1049,1123,1048,837;1H NMR(500Hz,CDCl3), 10-6=0.631(3H,d,J=6.7Hz, C H3),2.538~2.574 (1H,m, C H N ),2.820(1H,dd,J=7.7和10.6Hz, CH O ),3.02(2H,brs, NH2),3.078(1H,dd,J=4.1和10.6Hz, CH O )。
L 苯甘氨醇(3d)(合成方法与化合物3a类似):539第9期化 学 世 界1.51g(0.01mol)L 苯甘氨酸甲酯(2d),4.93g(0.02 mol)氯化铈,0.76g(0.02mol)NaB H4,室温反应1.5h 得到固体产物1.25g,产率89.2%,mp77~79 。
IR (KB r) c m-1;3329,3272,3035,2904,2831,1601, 1499,1454,1364,1078,1053,980,820,755,698。