新型多氫鍵雙功能手性酰胺類化合物的高效合成

裴學(xué)海, 黃克俊, 尹曉剛, 陳治明(貴州師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 貴州省功能材料化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550001)

·研究論文·

新型多氫鍵雙功能手性酰胺類化合物的高效合成

裴學(xué)海, 黃克俊, 尹曉剛, 陳治明*
(貴州師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 貴州省功能材料化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550001)

以BINOL-3,3′-二羧酸為原料，經(jīng)外消旋化合物的拆分和縮合反應(yīng)，合成了7個(gè)新型的聯(lián)二萘骨架手性酰胺類化合物，收率51%～70%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR, FT-IR, HR-MS(ESI)和元素分析表征。

BINOL-3,3′-二羧酸; 手性酰胺; 手性配體; 聯(lián)二萘; 合成

手性雙酰胺類化合物(CAC)是天然活性分子和合成有機(jī)化合物中常見(jiàn)的化合物。作為一類性能良好的手性配體[1]，CAC在藥物化學(xué)、生物化學(xué)和高分子化學(xué)等領(lǐng)域均有重要應(yīng)用[2]。C2軸不對(duì)稱聯(lián)芳香化合物是近年來(lái)CAC的研究熱點(diǎn)之一。2,2-二羥基-1,1-聯(lián)二萘(BINOL)及其衍生物由于具有軸不對(duì)稱性、分子結(jié)構(gòu)剛性，立體化學(xué)柔性及可與金屬中心絡(luò)合的官能團(tuán)，表現(xiàn)出高立體選擇性。

在手性配體的諸多合成策略中，不對(duì)稱催化合成具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[3]。自 Cram等[4]首次報(bào)道BINOL具有C2軸手性以來(lái)，BINOL及其衍生物作為手性源配體的合成即倍受人們關(guān)注。Yamamoto等[5]通過(guò)BINOL的硅氧烷在t-BuLi作用下發(fā)生硅基的1,3-遷移重排合成了一種具有軸手性的催化劑。Ohta等[6]通過(guò)MOM對(duì)酚羥基進(jìn)行保護(hù)，然后與CO2反應(yīng)合成了3,3′-位取代的BINOL-3,3′-二羧酸。在 BINOL的3-位或 3,3′-位進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾合成取代產(chǎn)物的方法，操作簡(jiǎn)便，收率較高，手性誘導(dǎo)能力較強(qiáng)，是合成新型高效高立體選擇性配體的有效方法之一[7-10]。

本文以BINOL-3,3′-二羧酸為原料，經(jīng)外消旋化合物的拆分和縮合反應(yīng)，合成了7個(gè)新型的聯(lián)二萘骨架手性酰胺類化合物(3a～3g, Scheme 1)，收率51%～70%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR, FT-IR, HR-MS(ESI)和元素分析表征。

Scheme 1

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

X-6型數(shù)字顯微熔點(diǎn)儀；WZZ-1型旋光儀;Bruker JEOL ECX 400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo))；Bruker TENSOR27型傅里葉變換紅外光譜儀(KBr壓片)；Elementah Vario EL III型元素分析儀；Bruker UHR TOF LC/MS Mass Spectrometer型超高分辨質(zhì)譜儀。

對(duì)甲基環(huán)己胺(2b), (R)-(+)-1-(4-溴苯基)乙胺(2e), (R)-(+)-1-(4-甲苯基)乙胺(2d), (S)-(-)-1-(1-萘基)乙胺(2g), (S)-(-)-1-(4-甲氧基苯)乙胺(2c), (S)-(-)-1-苯丙胺(2f), (S)-(+)-1-環(huán)己乙胺(2a)，阿拉丁化學(xué)試劑有限公司；(R)-(+)-2,2-二羥基-1,1-聯(lián)二萘-3,3-二羧酸(R-1)按文獻(xiàn)[11]方法合成；其余所用試劑均為分析純。

1.2 3a～3g的合成(以3a為例)

在三頸燒瓶中依次加入(R)-1 0.25 g(6.7 mmol),N,N-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)0.138 g(6.7 mmol), 1-羥基苯并三唑(HOBt)0.91 g(6.7 mmol)和THF 10 mL，攪拌下冷卻至0 ℃，緩慢滴加2a 0.15 mL(10 mmol)，滴畢，自然升至室溫，反應(yīng)15 min(TLC檢測(cè))。過(guò)濾，濾餅旋蒸除溶，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：石油醚/乙酸乙酯=5/1,V/V]純化得3a。

用類似的方法合成3b～3g。

為優(yōu)化.3的合成條件，以3a的合成為例，研究了物料比r[n(R-1) ∶n(2a)]和溶劑對(duì)3a收率的影響，結(jié)果見(jiàn)表1和表2。

由表1可見(jiàn)，r=1 ∶1時(shí)，收率52%，可能在此過(guò)程中形成了單取代酰胺，導(dǎo)致收率降低。增加2a用量，收率明顯提高。r=1 ∶1.5時(shí)，收率最高(70%)。繼續(xù)增加2a用量，3a收率不再明顯增加。因此，最佳r=1.0 ∶1.5。

表1 r對(duì)3a收率的影響Table 1 Effect of r on the yield of 3a

表2 溶劑對(duì)3a收率的影響Table 2 Effect of solvents on the yield of 3a

由于R-1和2a在縮合過(guò)程中容易發(fā)生水解，故反應(yīng)前需要對(duì)溶劑進(jìn)行純化。由表2可見(jiàn)，以CHCl3作溶劑，反應(yīng)物溶解性不好，收率較低(38%)。以甲醇為溶劑，收率57%。以THF為溶劑，反應(yīng)進(jìn)行較順利，收率最高(70%)。因此，選擇THF作反應(yīng)溶劑。

報(bào)道了一種以BINOL-3,3′-二羧酸為原料，經(jīng)外消旋化合物的拆分和縮合反應(yīng)，合成新型聯(lián)二萘骨架手性酰胺類化合物的方法。該方法具有操作簡(jiǎn)單，收率較高等優(yōu)點(diǎn)。

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《合成化學(xué)》編輯部

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《合成化學(xué)》編輯部

Highly Efficient Synthesis of Novel Multiple Hydrogen-bonding and Bifunctional Chiral Amides Compounds

PEI Xue-hai, HUANG Ke-jun, YIN Xiao-gang, CHEN Zhi-ming*

(Key Laboratory of Functional Materials Chemistry of Guizhou Province, School of Chemistry and Materials Science, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China)

Seven novel binaphthyl backbone chiral amides compounds were synthesized by resolution of the coupled racemic and condensation, using BINOL-3,3′-dicarboxylic acid as starting material. The yields were 51%～70%. The structures were characterized by1H NMR,13C NMR, FT-IR, HR-MS(ESI) and elemental analysis.

BINOL-3,3′-dicarboxylic acid; chiral amide; chiral ligand; binaphthyl; synthesis

2017-02-02;

2017-07-21

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(21362006)； 貴州省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(黔科合J字[2009]2021)

裴學(xué)海(1989-)，男，漢族，甘肅張掖人，碩士研究生，主要從事有機(jī)合成的研究。

陳治明，教授，碩士生導(dǎo)師， E-mail： czm000219@163.com

O625.15; O625.5

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.08.17019