1、马来海松酸衍生物手性识别能力的 NMR研究 吴强 肖资龙 王龙超 文长春 刘佩 广西师范大学化学与药学学院 摘 要： 以松香为原料合成马来海松酸衍生物, 用作助剂制备 NMR 手性膦衍生化试剂, 并通过测定 31P NMR 检验马来海松酸衍生物用于 NMR 手性识别的能力, 结果显示, 所合成的马来海松酸衍生物 3 可用于制备方便有效的手性衍生化试剂。关键词： 马来海松酸单乙酯; NMR; 手性识别; 作者简介：吴强 (1979-) , 男, 高级实验师, 主要从事应用化学研究。收稿日期：2017-09-18基金：广西科学研究与技术开发计划项目 (桂科能 14123006-13) NMR St
2、udies of Chiral Recognition Abilities of Maleopimaric Acid DerivativesWu Qiang Xiao Zilong Wang Longchao Wen Chang Chun Liu Pei School of Chemistry Abstract： Maleopimaric acid derivatives was synthesized using rosin acid as the starting materials, and used as chiral auxiliary for chiral phosphorus d
3、erivatizing agents (CPDAs) , the chiral recognition abilities of compound 3 was studied by 31 P NMR spectroscopy. the result demonstrated that compound 3 can be used as a convenient and effectual chiral derivatizing reagent.Keyword： maleopimaric acid ethyl ester; NMR; chiral recognition abilities; R
4、eceived： 2017-09-18对光学纯手性药物的需求和不对称合成的快速发展, 迫切需要方便准确地测定对映体过量的方法, 基于核磁共振磷谱的手性识别法是最可靠的测试方法之一, 但核磁共振手性识别测试通常需要使用含有手性单元的手性试剂。而松香是我国极其丰富的天然资源, 其分子结构为手性二萜酸, 拥有多个手性单元和稳定的立体构型, 目前在松香及其衍生物开发研究中, 主要集中在催化1-2、手性分离的应用研究上。本文利用松香天然手性骨架, 对其进行合理改造, 制备手性化合物用于核磁共振手性识别。1 实验部分1.1 仪器与试剂BRUKER AVANCE 500 MHz 超导核磁共振仪 (瑞士, 布
5、鲁克公司) ;Perkin Elmer Model 341 旋光仪 (美国, PE 公司) ;ESQUIRE HCT 型质谱仪 (美国, 布鲁克-道尔顿公司) ;BS124S 分析天平 (北京赛多利斯仪器系统有限公司) ;WRS-1A 数字熔点仪 (上海精密科学仪器公司) 。一级松香, 广西梧州松脂厂;二氧六环 (AR) , 广州市化学试剂厂;顺丁烯二酸酐 (AR) , 南京化学试剂有限公司;硼氢化钠 (AR) , 南京化学试剂有限公司;冰醋酸 (AR) , 广州市化学试剂厂;乙酸乙酯 (AR) , 南京化学试剂有限公司;二氯甲烷 (AR) , 广州市金华大化学试剂有限公司;硫酸二乙酯 (AR
6、) , 广州市化学试剂厂, 碳酸钾 (AR) , 南京化学试剂有限公司;无水硫酸钠液体 (AR) , 广州市化学试剂厂。1.2 马来海松酸 1 的合成在烧杯中把 100.0 g 磨碎的松香加热升温至 135C, 不断搅拌下缓慢加入 10.8 g 顺丁烯二酸酐, 升温至 175C 后保持温度反应 3 小时, 冷却后磨碎成粉末状, 然后用冰醋酸重结晶, 过滤, 干燥得马来海松酸 1, 产率 56.3%, m.p.232236C (文献值7:1.3 马来海松酸单乙酯 2 的合成将 32.00 g 马来海松酸、13.86 g 硫酸二乙酯和 11.00 g 和碳酸钾溶于 150 m L 丙酮中, 加热回
7、流 7 小时, 冷却后过滤除去不溶物, 减压除去溶剂后用二氯甲烷溶解残渣, 分别用饱和碳酸氢钠溶液, 饱和食盐水洗涤, 最后用无水硫酸钠干燥, 减压除去二氯甲烷得白色固体, 粗产品用冰醋酸重结晶得到白色晶体2, 产率 57.5%, m.p.215219C, D=-32.6 (c=1.5, CH2Cl2) 。H NMR (CDCl3, 500 MHz) 0.65 (3H, s) , 0.91 (1H, m) , 1.12 (3H, d, J=6.7Hz) , 1.15 (3H, d, J=6.8 Hz) , 1.21 (3H, t, J=7 Hz) , 1.211.35 (2H, m) , 1.
8、451.62 (7H, m) , 1.741.86 (3H, m) , 2.41 (1H, d, J=6.6, 1.3Hz) , 2.56 (1H, dt, J=13.9, 3.2 Hz) , 2.78 (1H, d, J=8.7 Hz) , 3.16 (1H, dd, J=8.7, 3 Hz) , 3.19 (1H, m) , 3.75 (3H, s) , 4.02 (2H, q, J=7Hz) , 5.65 (1H, s) 。1.4 马来海酸酐单乙酯的还原将 10.10 g 马来海酸酐单乙酯和 180 m L 二氧六环加入 250 m L 三颈烧瓶中, 然后加入 3.00 g 硼氢化钠,
9、回流 24 小时, 冷却后倒入冰水中, 滴加稀盐酸至酸性后用碳酸氢钠溶液中和至碱性, 然后用乙酸乙酯萃取, 有机层用无水硫酸钠干燥, 蒸除溶剂得到粗产品。以石油醚/乙酸乙酯=9:1 (V:V) 为洗脱剂, 经硅胶柱层析分离得到白色固体, 用乙酸乙酯/石油醚重结晶得到白色晶体 3, 产率 54%, 1.5 手性膦衍生化试剂的合成及 NMR 手性识别能力测试氩气氛下, 在试管中用 0.5 m L 氘代氯仿溶解 0.022 g 马来海松酸单乙酯的还原产物, 然后加入 4.50 u L PCl3和 15.0 u L 氘代吡啶进行反应, 测试反应产物 4 的核磁共振磷谱, P NMR (CDCl 3,
10、202 MHz) 143.42。接着 0.05 mmol 的待测对映体或者光学纯底物, 2 min 后测试 P () 产物的磷谱, 加入适量的硫粉将 P () 产物经氧化转化成 P () 产物, 因此待氧化完全后测试 P () 产物的磷谱。2 结果与讨论2.1 手性膦衍生化试剂的合成原理在加热的作用, 松香和顺丁烯二酸酐发生 Diels-Alder 加成反应, 然后与硫酸二乙酯反应, 乙酯化合成马来海松酸单乙酯, 经硼氢化钠还原后用作助剂制备手性膦衍生化试剂, 合成路线如图 1。图 1 合成路线 Fig.1 Synthetic routes of chiral phosphorus deriv
11、atizing agents 下载原图2.2 手性膦衍生化试剂的手性识别能力衍生化试剂与底物反应后的磷谱化学位移差值 反映着手性膦衍生化试剂的手性识别能力的大小, 使用所合成的手性膦试剂 4 与各类手性底物衍生反应后, 测试磷谱得到表 1 数据, 结果表明手性膦试剂 4 对 a-d 单醇和 e、f 单胺类手性底物均有明显的手性识别能力, 观测到 的大小情况为单醇类 abcd, 单胺类 ef。对于芳香醇、胺的识别效果较脂肪醇、胺好 (见表 1) 。这可能是因为手性膦试剂 4 上的酯基支链产生了造成一定的空间位阻, 致使 增大。获得了较好的识别效果。表 1 衍生化试剂与底物反应后的磷谱化学位移差值
12、 Tab.1 P Chemical shifts and shift differences of some P (III) and P (V) derivatives with compound 4 (in CDCl3) 下载原表 3 结论以天然一级松香为原料合成马来海松酸衍生物, 将其用作手性助剂, 制备手性膦衍生化试剂, 能够对单醇、单胺类手性底物进行衍生, 实现对底物的 P NMR手性识别, 对检验化合物光学纯度有一定的参考意义。(本文文献格式:吴强, 肖资龙, 王龙超, 等.马来海松酸衍生物手性识别能力的NMR 研究J.广东化工, 2017, 44 (20) :4-5) 参考文献1J
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