Ge Junying1, Chen Huizong2, Liu Fang3
(1Colleye of Chemistry and Bioengineering, Yichun University, Jiangxi Yichun 336000; 2 Institute of Chemistry, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022; 3Wanli University, Zhejiang 315101, China)
Abstract This ester by transesterification of linalool for chiral source and acetoacetate is asymmetric b-keto ester. when sodium borohydride reacts with the ester , Sodium borohydride for the most part attacks from steric smaller end of b- keto esters,its product analysis through Chiral column, To be S-(+) configuration over the b-hydroxybutyrate, ee%to 58%, 82% yield.
以芳樟醇为手性源的b-羟基丁酸的不对称合成
葛军英1 陈慧宗2 刘芳3
(1宜春学院化生学院, 江西宜春 336000; 2江西师范大学化学学院, 南昌330022; 3万里学院, 浙江 315101)
2008年10月18日收稿;国家自然科学基金资助项目(20662005)
摘要 以具有手性的芳樟醇为手性源,与乙酰乙酸乙酯进行酯交换反应, 得到具有手性的b-酮酯, 此酯与硼氢化钠反应时, 硼氢化钠主要从空间位阻较小的一端对b-酮酯进行进攻, 其产物用手性柱进行分析,得到以S-(+)构型过量的b-羟基丁酸, ee%为58%,产率为82%。
关键词 手性源,芳樟醇,酯交换,不对称反应,b-羟基丁酸
芳樟醇为天然芳樟油、伽罗木油、玫瑰木油等的主成分,是一种重要的香料,是各种人造精油的调合原料,也大量用于制造芳樟醇的各种酯。其香气类似新鲜铃兰花香,天然制成,香气新鲜纯正持久,因此用于化妆品.肥皂.洗涤济.食品等香精的配置,及医药工业调香。芳樟醇及基酯类的香水等化妆品配方中占有重要的地位。芳樟醇也是重要的化工原料,由于芳樟醇的活泼化学性能,所以能制成名目繁多的衍生物,本文利用其与乙酰乙酸乙酯在一定条件下反应生成不对称酯[1],该酯再与硼氢化钠反应生成S-构型过量的具有旋光性的b-羟基丁酸,其反应如下:
反应1 为乙酰乙酸乙酯与芳樟醇进行酯交换反应
(过量)
反应2 为乙酰乙酸芳樟酯与硼氢化钠进行反应
1 实验部分
1.1 试剂及仪器
所用试剂:右旋芳樟醇、乙酰乙酸乙酯、无水乙醚、无水乙醇、单质碘、硼氢化钠、氢氧化钠、碳酸钠、氯化钠、无水硫酸镁、无水氯化钙、浓硫酸(均为分析纯)。
测试仪器:日本岛津GC-17A型气相色谱仪,校正峰面积归一化法计算各组分含量,分析条件为:手性色谱柱.WCOT Fused Silica 30m×0.25mm×0.25mm film thickness,氢焰检测器 ,柱温120℃(保温2min)再以5℃/min速度升温至200℃(保温10min)气化室温度200℃,检测器温度220℃,分流比为50:1,进样量为0.1mL,红外光谱:德国Perkin-Elmer SP OneFT-IR光谱仪,KBr压片;瑞士Bruker Vance400MHz型核磁共振仪(氘代CDCl3为溶剂,TMS为内标);旋光仪:美国POL-341型;熔点仪:北京X-4数字显示显微熔点测定仪。
1.2 酯交换反应
向100ml三颈瓶中加入乙酰乙酸乙酯和芳樟醇各10ml,加I2 0.2g,于油浴中回流加热两个半小时,然后把回流改为蒸馏装置,并同时由恒压滴液漏斗滴加芳樟醇于反应液中,控制蒸馏速度与芳樟醇的滴加速度近于相等,直至用气相色谱法检验瓶中反应液无乙酰乙酸乙酯存在,停止滴加芳樟醇,冷却,用饱和Na2SO3溶液洗涤反应液,再用饱和NaCl溶液洗至中性,分出有机层,经减压蒸馏后即得产品乙酰乙酸芳樟酯。
1.3 b-羟基丁酸的合成
将10mmol乙酰乙酸芳樟醇用无水甲醇溶解,加入20mmol的CaCl2固体[2],冰水浴下在带有冷凝管和干燥管的三颈烧瓶中慢慢加入20mmol NaBH4的甲醇溶液,一小时后用20%的硫酸水解,使溶液PH=6,加乙醚萃取三次,分出有机层,去乙醚后加入20%的NaOH溶液使反应液pH=8.在磁力搅拌下升温至80℃进行皂化反应,6h后停止反应。加入20%的H2SO4溶液使反应液PH=6,乙醚萃取三次后用无水MgSO4干燥,去乙醚即得产物b-羟基丁酸。
2 产物测试
绿色固体 mp 49-50℃ (文献值 mp 49-50℃), [a]D16 +14.44°(c 1 in EtOH) (文献值[a]D16 +24.9°c 1 in EtOH)
1HNMR(D2O,400MHZ) d:1.039-1.055(d,J=6.4Hz,3H)2.310-2.330(d,J=8Hz,2H)4.005-4.085(m,1H),13CNMR(D2O,100MHZ)d:175.99 64.40 42.92 21.74,IR(KBr压片) d:2977 1715 1404 1297 1091 95
3 结果与讨论
由于芳樟醇碳原子数多,空间位阻大,酯化反应活化能较高,酯化能力弱,酸难以与其反应,因此绝大多数合成方法常用酯交换法,酯交换法反应条件相对比较温和,对设备的要求不高,所用的催化剂也易得到。
b-酮酸酯与醇在I2催化下,可以较好地发生酯交换反应[3]。此实验用酯交换法制得乙酰乙酸芳樟酯。当硼氢化钠与乙酰乙酸芳樟酯的甲醇溶液反应时[4],羰基酸酯的优势构象是两个羰基是平行的、共平面的,大基团处于两个羰基所在的平面中,BH4–主要从空阻较小的-CH3基团所在一方即纸面下方进攻羰基,水解后选择性的得到以S-(+)构型过量的b-羟基丁酸,ee%为58%,产率为82%。