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(S)-5-羟甲基二氢呋喃-2-酮是γ-丁内酯类衍生物,是重要的手性合成单元,该类结构单元可广泛地应用于有机合成,特别是药物合成及具有生物活性的天然产物的合成。本文主要研究(S)-5-羟甲基二氢呋喃-2-酮的合成方法,产物通过旋光度测定、元素分析、IR、MS以及1H NMR谱图表征,证明合成物质即为目标产物。
超声波处理法合成中间体(S)-5-氧代四氢呋喃-2-甲酸。在冰盐浴条件下,用L-谷氨酸的盐酸溶液和亚硝酸钠为原料,经重氮化、内酯化,超声波处理制备(S)-5-氧代四氢呋喃-2-甲酸。研究了反应温度,原料用量、滴加速度、溶剂的选择及用量以及超声波条件对产率的影响,得到最佳合成条件,使总产率达到76.2%。通过超声波处理减少了反应时间,本处理方法未见文献报道。
还原(S)-5-氧代四氢呋喃-2-甲酸得到(S)-5-羟甲基二氢呋喃-2-酮的实验方法选择了两种,即直接还原法和分步还原法。
在直接还原法中,通过实验对还原剂的选择及其用量、物料的滴加速度、反应温度等条件对产率的影响,寻找最佳还原剂及反应条件。使用柱层析分离提纯产品。在最佳反应条件下合成产率达到78.9%。实验证明用BH3·Me2S作还原剂具有副反应少,收率高等特点。
分步还原法合成(S)-5-羟甲基二氢呋喃-2-酮,(S)-5-氧代四氢呋喃-2-甲酸经过酯化、硼氢化钠还原分步合成(S)-5-羟甲基二氢呋喃-2-酮。通过实验对原料配比、反应时间、反应温度、pH值等条件对收率的影响,使用柱层析提纯产品,产率为58.0%。该路线具有反应条件温和,过程易操作的特点。
本文对两种方法进行对比,直接还原法的总产率为60.1%,分步还原法的总产率为44.2%,直接还原法远高于分步还原法,并且直接还原法的步骤少,副产物较少,因此在实验室可操控条件较好的情况下,优先选择此方法。