线型聚苯乙烯支载(4S)-[4″-(4′-(4-乙烯基苄氧基)苄氧基)苄基]-1,3-噁唑烷酮的合成

夏德新,邱翔,陈祖兴,杨桂春

(湖北大学 化学化工学院,湖北 武汉 430062)

手性噁唑烷酮是一类应用广泛的手性助剂,在多种不对称反应中得到广泛的应用[1-2],但存在着手性助剂难分离、不能重复利用等缺点.为解决这一问题,将噁唑烷酮支载在不溶性聚合物上进行固相不对称诱导反应,取得了较好的不对称诱导效果[3-5].但不溶性聚合物作为载体,进行固相反应,存在非均相反应、反应时间长、难以用常规分析方法检测反应进程等问题.近来可溶性聚合物作为载体支载进行液相有机反应,得到广泛应用,它们不仅保留了不溶聚合物作为载体具有易于分离纯化等优点,而且具有在溶液中进行均相反应,反应时间短,反应效率高,同时可用常规分析手段进行在线检测等优点.

鉴于可溶性聚合物支载手性助剂的诸多优点,结合本小组的前期工作[6-8],我们将新的手性助剂——(4S)-[4″-(4′-(4-乙烯基苄氧基)苄氧基)苄基]-1,3-噁唑烷酮支载在线性聚苯乙烯上,制备出具有Wang树脂结构、结构新颖的、可溶的线性聚苯乙烯(NCPS)支载的(4S)-4″-(4′-(4-乙烯基苄氧基)苄氧基)苄基]-1,3-噁唑烷酮(Scheme 1),以期获得更好的不对称诱导性.

1 实验部分

1.1 仪器及试剂处理

1.1.1 仪器 温度计未校正,熔点用WRS-IA数字熔点仪(上海精密科学仪器有限公司)测定;红外用PE-Spectrum One 型红外光谱仪测定,NaCl单晶片涂片;1H NMR用INOVA(600 MHz)和13C NMR(150 MHz)测定,以指定的氘代试剂为溶剂,TMS(四甲基硅)为内标.

1.1.2 试剂处理L-酪氨酸:天津市化学试剂公司,真空干燥;无水甲醇:AR,镁屑干燥;四氢呋喃：AR,依次用无水CaCl2干燥,再用钠丝回流;N,N′-二甲基甲酰胺：氢化钙干燥;18-冠-6：Aldrich公司;二氯甲烷、乙腈：五氧化二磷回流处理;对氯甲基化苯乙烯(CMS,Aldrich公司)和苯乙烯(St),10%的氢氧化钠水溶液洗涤,二氯甲烷萃取,再用水洗至中性,无水硫酸镁干燥后蒸馏去二氯甲烷.

1.2 实验步骤

Scheme 1 目标化合物的合成路线

1.2.3 (2S)-2-氨基-N-乙氧羰基-3-(4′-羟基苯基)-丙酸甲酯3的合成 化合物2(23.7 g,0.10 mol)溶于水(50 mL)中,分批加入K2CO3(13.8 g,0.10 mol).将CH2Cl2(100 mL)加入已得的悬浮液中,剧烈搅拌下逐滴加入(10.0 mL,0.105 mol)氯甲酸乙酯.10 min后,加入NaHCO3饱和溶液(50 mL),搅拌2 h.加CH2Cl2(150 mL)进行萃取分离,饱和食盐水洗涤,有机相用无水MgSO4干燥,减压浓缩得产物2(22 g,产率86.5%).IR(NaCl):υ=3 348,1 696 cm-1.1H NMR(CDCl3):δ=6.96(d,2H,J=7.5 Hz,Ar),δ=6.72(d,2H,J=7.5 Hz,Ar),5.72(s,1H),5.05(d,1H,J=8.0 Hz,NH),4.54(m,1H,CH—CO),4.10(q,2H,J=6.5 Hz,OCO—CH2),3.19(s,3H,COO—CH3),3.02(m,2H,CH2—Ar),1.32(t,3H,J=6.5 Hz,CH3).13C NMR(CDCl3):172.97,156.78,155.88,130.67(2C),127.37,115.99(2C),61.91,55.36,52.80,37.80,14.82.

1.2.4 (2S)-2-氨基-N-乙氧羰基-3-(4′-羟基苯基)-丙醇4的合成 化合物2(13.4 g,0.05 mol)溶解在THF(150 mL)中,LiAlH4(3.8 g,0.1 mol)溶于THF(30 mL)中,冰浴搅拌下滴加到化合物3中,室温搅拌过夜.冰浴下慢慢加入10% H2SO4(25 mL),产生气泡,出现灰色沉淀,至无气泡放出,过滤,用丙酮洗涤,滤液减压浓缩,用乙酸乙酯(100 mL×3)萃取,饱和食盐水洗涤,合并有机层,MgSO4干燥,浓缩去溶剂得化合物3(11.15 g,产率92.9%).IR(NaCl):υ=3 327,1 687 cm-1.1H NMR(CDCl3):δ=8.15(s,1H,OH), 7.06(d,2H,J=7.5 Hz,Ar),6.74(d,2H,J=7.5 Hz,Ar),5.90(d,1H,J=7.0 Hz,NH),4.0(q,2H,J=7.5 Hz,OCOC—H2),3.75(m,1H,CH),3.52(t,2H,J=6.0 Hz,CH2—O),2.9～2.6(m,2H,CH2—Ar),1.12(t,3H,J=7.5 Hz,CH3).13C NMR(CDCl3): 155.8,155.7,130.7,129.6(2C),116.0(2C),65.7,58.7,55.9,39.1,13.8.

1.2.7 线型聚苯乙烯(NCPS)支载噁唑烷酮7的合成 化合物6(0.6 g,0.15 mmol)与苯乙烯(0.35 mL,0.30 mmol)溶解于THF(20 mL)中,加入AIBN(0.026 g),通N2,反应混合物加热到70 ℃,反应48 h.浓缩去溶剂,用冰甲醇重结晶得白色晶体,过滤并用冰甲醇洗涤后,干燥得白色粉末即为聚合物7(0.8 g,产率90%). IR(NaCl):υ=3 025,1 755 cm-1.1H NMR(600 MHz,CDCl3):δ=7.65～6.25(m, broad signal due to the polymer resonance),4.90(2H,s,O—CH2—Ar), 4.39(1H,s,CH),4.05(2H,s,CH2OCO),2.72(2H,s,CH2—Ar),2.15～1.20(m,broad signal due to the polymer resonance);13C NMR(150 MHz,CDCl3): 158.0,145.6,130.2, 127.3,125.7,115.1,69.9,69.41,53.71,40.24,29.7.

2 结论

综上所述,我们从L-酪氨酸出发,经过羧基酯化、氨基保护、还原、关环、聚合等6步反应得到了一种新的手性助剂——线型聚苯乙烯(NCPS)支载(4S)-[4″-(4′-(4-乙烯基苄氧基)苄氧基)苄基]-1,3-噁唑烷酮.用IR,1H NMR,13C NMR以及元素分析对其结构进行表征,波谱解析结果与化合物的结构相符.该类手性助剂同时具有固相支载合成和经典液相反应的优点,将广泛应用于不对称合成中.

参考文献：

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