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1-氨基环丙烷-1-羧酸及其衍生物具有许多独特的生理和生物活性,一些天然及人工合成的环丙烷氨基酸可作为植物生长调节剂、除草剂、甜味剂、酶抑制剂和神经兴奋剂;在植物化学、医药化学、农业科学和食品科学等方面具有重要的应用价值和广阔的应用前景。 在已知的众多环丙烷氨基酸类化合物中,研究得最多的是2-取代和2,2-二取代的环丙烷氨基酸,而2,3-二芳基取代的环丙烷氨基酸的合成很少报道。由于两个芳环的引入,增加了三元环的空间张力,将会使2,3-二芳基取代的环丙烷氨基酸具有更加独特的性质。为此,本文对这类化合物的合成方法进行了研究。 本文分两部分: 第一部分,系统总结概述了环丙烷氨基酸衍生物的四种立体选择性合成方法:①甘氨酸等价物与1,2-亲电试剂环烷基化成环②不饱和双键与重氮化合物加成成环③α,β-脱氢氨基酸衍生物与叶立德加成成环④由环丙酮衍生物合成。 第二部分,以α,β-脱氢氨基酸衍生物与重氮化合物的加成反应为关键步骤,高立体选择性(100%)地合成了十三种新的2,3-二取代环丙烷氨基酸衍生物;产物经碱性醇解、酸性水解得到了2,3-二取代环丙烷氨基酸。 第一步,利用Erlenmeyer反应合成了2-苯基-4-芳亚甲基-5-噁唑酮。第二步,以甲苯为溶剂,2-苯基-4-芳亚甲基-5-噁唑酮和苯基重氮甲烷在室温下反应8-48hrs,得到了五个螺环丙烷衍生物,产率58.3%~90.0%.经单品X-射线衍射分析,这步反应只得到反式产物,反应的立体选择性为100%.第三步,住甲醇钠催化下,螺环丙烷衍生物甲醇解、开环,只需30min就可以得到定量的N和C均被保护的环丙烷氨基酸衍生物。第四步,被保护的环丙烷氨基酸衍生物在4M HCl/HOAc中加热回流24hrs,生成相应的2,3-二芳基环丙烷氨基酸,产率56.6~7.2%。 最后,对合成出的所有产品均用红外、氢核磁共振等现代分析测试手段进行了表征和确认。 实验结果表明,用该方法合成2,3-二芳基环丙烷氨基酸衍生物只有以下优点:原料易得、反应条件温和、操作简便、产率高,尤其可贵的是产物的立体选择性很好(100%)。可以预料,在2-苯基-4-芳亚甲基-5-噁唑酮中引入手性因素后,应用同样的方法,将合成出具有三个手性中心的环丙烷氨基酸。