L-脯氨酸在有機(jī)合成中的應(yīng)用研究進(jìn)展

宋艷紅

（中安聯(lián)合煤化有限責(zé)任公司煤化工分公司技術(shù)質(zhì)量部，安徽淮南232000）

有機(jī)小分子催化劑L-脯氨酸及其衍生物是一種工業(yè)型催化劑，其具有活性強(qiáng)、立體專一性好、來源廣泛、易于制備、價(jià)格便宜、易操作、環(huán)境友好等特點(diǎn)，已被用于各種各樣的反應(yīng)，其在某些方面催化性能甚至可以與酶催化劑媲美。本文擬對(duì)近年來L-脯氨酸在有機(jī)合成中的應(yīng)用做一綜述。

1 Aldol反應(yīng)

List等首次報(bào)道了L-脯氨酸催化丙酮與醛之間的不對(duì)稱直接羥醛縮合反應(yīng)，并考查了一系列氨基酸的催化活性。研究發(fā)現(xiàn)，L-脯氨酸比其他氨基酸的催化活性更高。

除了小分子L-脯氨酸單獨(dú)作為催化劑促進(jìn)Aldol反應(yīng)，L-脯氨酸也可以負(fù)載在離子液體等上面，以便提高活性和回收使用性能。劉蝶麗等報(bào)道了在水相中通過陰陽離子結(jié)合使L-脯氨酸陰離子負(fù)載在基于Merrifield樹脂的季銨根陽離子上,制備出功能性高分子離子液體，并作為一種高效、可回收的催化劑用于催化醛與酮的不對(duì)稱Aldol反應(yīng)。該催化體系在微量水中有很好的催化活性和立體選擇性，相應(yīng)的Aldol反應(yīng)產(chǎn)物獲得了6∶94的dr值以及高達(dá)98%的ee值，且有較好的重復(fù)使用性能。

Scheme 1負(fù)載在離子液體上的L-脯氨酸催化的Aldol反應(yīng)

2 Knoevenagel縮合

曾慶友等報(bào)道了以L-脯氨酸/吡啶為催化劑，正己烷做帶水劑，用苯甲醛和丙二酸為原料，經(jīng)Knoenenagel縮合生成肉桂酸，在最佳條件下，收率高達(dá)99.0%，該催化劑體系具有比傳統(tǒng)的催化劑毒性低，反應(yīng)條件溫和的特點(diǎn)。曾鴻耀等報(bào)道了用L-脯氨酸為催化劑，PEG-400為溶劑，水楊醛與丙二酸二乙酯進(jìn)行Knoevenagel反應(yīng)合成香豆素-3-羧酸乙酯，僅10 mol%的用量就使香豆素-3-羧酸乙酯的收率達(dá)到88%。

Scheme 2 PEG-400中L-脯氨酸催化的水楊醛和丙二酸二乙酯的Knoevenagel反應(yīng)

3 Mannich反應(yīng)

L-脯氨酸可以催化鄰氨基苯乙酮和醛的Mannich反應(yīng)，用于一步高效地合成2位芳基取代的二氫喹啉衍生物。

Scheme 3 L-脯氨酸催化的Mannich反應(yīng)

Viji等報(bào)道了L-脯氨酸催化的苯并噁嗪酮和其他的酮類化合物經(jīng)Mannich反應(yīng)得到立體選擇性很高的產(chǎn)物（R-異構(gòu)體ee 91%,R,S-異構(gòu)體ee 91%,dr＞20∶1）。

Scheme 4 L-脯氨酸催化的苯并噁嗪酮和丁酮的Mannich反應(yīng)

4 Michael加成反應(yīng)

L-脯氨酸可催化硝基烷烴和換裝共軛烯酮生成不對(duì)稱1,4加成產(chǎn)物，也可以催化硝基苯乙烯未加修飾的酮的反應(yīng)，得到很高的化學(xué)產(chǎn)率。

Perumal S等利用L-脯氨酸催化的共軛加成反應(yīng)合成三元含氮化合物，使用N取代4-哌啶酮和二倍當(dāng)量的（E）-4-芳基-3-丁烯-2-酮為底物，在L-脯氨酸催化下發(fā)生多次Michael加成反應(yīng)，得到滿意的收率。

Mohit等報(bào)道了水中，吲哚、醛和N-取代苯胺三分子反應(yīng)得到3-α,α-二芳甲基取代吲哚，反應(yīng)清潔，收率高。

Scheme 5 L-脯氨酸催化的吲哚、醛和N-取代苯胺的Michael加成反應(yīng)

5 醛酮的α-硫代反應(yīng)

通常，α-硫代羰基化合物的合成均需使用手型輔劑，其價(jià)格昂貴且不易回收。L-脯氨酸是不對(duì)稱催化反應(yīng)中的一種重要催化劑，其催化性能較好，不需手性輔劑參與反應(yīng)。袁飛鵬、李長思等報(bào)道了使用L-脯氨酸為催化劑，用7種硫代試劑分別對(duì)2種醛進(jìn)行的α-硫代反應(yīng)。

Scheme 6 L-脯氨酸催化的醛的不對(duì)稱α-硫代反應(yīng)

6 串聯(lián)反應(yīng)

王慧媛等報(bào)道了用L-脯氨酸作為催化劑合成吡咯[2、3、4-kl]吖啶衍生物的一個(gè)新型的串聯(lián)反應(yīng)。

7 L-脯氨酸催化4-硫代-1,3-惡嗪衍生物的合成

Mohebat等報(bào)道了L-脯氨酸為催化劑，苯甲酰氯、苯酚和硫代氰酸銨反應(yīng)，制得4-硫代-1,3-惡嗪類衍生物。該工藝對(duì)不同取代基的底物有較好的適用性，收率良好，是制備此類衍生物的好方法。

Scheme 7 L-脯氨酸催化的吡咯[2、3、4-kl]吖啶衍生物的合成

Scheme 8 L-脯氨酸催化4-硫代-1,3-惡嗪衍生物的合成

8 結(jié)束語

有機(jī)小分子催化劑L-脯氨酸作為一種結(jié)構(gòu)簡單的分子有很多優(yōu)點(diǎn)：①來源廣泛，易于制備，可以直接從自然界中獲得，不需要衍生化；②價(jià)格便宜，對(duì)映體的價(jià)格差別不多；③易操作，環(huán)境友好。其在多種反應(yīng)中顯示出良好的催化性能，在有機(jī)合成中發(fā)揮著十分重要的作用，在負(fù)載催化中有著廣闊的前景。