高敬園, 張?jiān)鲁? 石乃月, 趙繼全

(河北工業(yè)大學(xué) 化工學(xué)院,天津 300130)

(-)-Sparteine(Chart 1)是一種天然羽扇豆生物堿，在不對(duì)稱(chēng)合成中廣泛用作手性誘導(dǎo)雙氮配體?？捎糜赑d催化的仲醇的氧化動(dòng)力學(xué)拆分[1]、吡咯衍生物的不對(duì)稱(chēng)鋰化/去質(zhì)子反應(yīng)[2]、Pd-催化的構(gòu)型保持的烯丙基化反應(yīng)[3]、亞胺與有機(jī)鋰的加成反應(yīng)[4]等。(-)-Sparteine重要的中心結(jié)構(gòu)是雙哌啶環(huán)，在橋環(huán)上不含取代基，且結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的剛性。(-)-Sparteine是天然產(chǎn)物，資源有限，人工全合成困難，也很難通過(guò)衍生的方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾[5]。

鑒于(-)-Sparteine在催化領(lǐng)域的優(yōu)良性能，合成與其結(jié)構(gòu)類(lèi)似的化合物有可能達(dá)到代替(-)-Sparteine的目的，本文報(bào)道N-正丙基雙哌啶(3a)與(2S,4R)-N-Boc-4-乙酰氧基-2-吡咯烷甲酸(4a)反應(yīng)合成3-[(2′S,4′R)-1′-Boc-4′-乙酰氧基-2′-吡咯烷基]甲?；?7-正丙基-3,7-二氮雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷(5a);5a經(jīng)三氟乙酸(TFA)脫Boc保護(hù)制得3-[(2′S,4′R)-4′-乙酰氧基-2′-吡咯烷基]甲?；?7-正丙基-3,7-二氮雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷(6a, Scheme 1)。用類(lèi)似方法，N-異丙基雙哌啶(3b)與(2S,4R)-N-Boc-2-吡咯烷甲酸(4b)反應(yīng)合成3-[(2′S)-1′-Boc-2′-吡咯烷基]甲?；?7-異丙基-3,7-二氮雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷(5b);5b經(jīng)TFA脫Boc保護(hù)制得3-[(2′S)-2′-吡咯烷基)甲酰基-7-異丙基-3,7-二氮雜雙環(huán)[3.3.1]壬烷(6b, Scheme 1)。新型手性雙哌啶酰胺5和新型手性雙哌啶α-氨基酰胺6的結(jié)構(gòu)經(jīng)NMR, IR和MS表征。

CompabRn-Pri-PrR'AcOH

Scheme1

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

YRT-3型雙目顯微熔點(diǎn)儀;WZZ-2S/2SS型數(shù)字式自動(dòng)糖度/旋光儀(CH2Cl2為溶劑)；Bruker AC-P 400型核磁共振波譜儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo))；Bruker Vector 22型傅立葉變換紅外光譜儀(KBr壓片或涂膜法)；VG ZAB-HS型高分辨有機(jī)磁式質(zhì)譜儀；SP-6800A型氣相色譜儀(GC)。

3a和3b[8],4a[6]，4b[7]按文獻(xiàn)方法合成；芐基哌啶酮，化學(xué)純；L-羥脯氨酸、L-脯氨酸、水合肼、TFA，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；Pd/C(10%,含水5%)；其余所用試劑均為分析純， 溶劑使用前按標(biāo)準(zhǔn)方法純化。柱層析硅膠(100目～200目)和薄層色譜硅膠板(TLC, GF254)，青島海洋化工廠(chǎng)。

1．2 合成

(1)5的合成

氮?dú)獗Ｗo(hù)、冰水浴冷卻，在三口瓶中依次加入CH2Cl2150 mL,4a6.88 g(25.2 mmol)和DMAP 2.26 g(18.5 mmol)，攪拌使其完全溶解，滴加3a2.82 g(16.8 mmol),滴畢,加EDCl[1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽] 4.83 g(25.2 mmol)，反應(yīng)30 min，于室溫反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。用飽和氯化鈉溶液(3×50 mL)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，旋蒸脫溶，殘余物經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑:V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=2 ∶1]分離得無(wú)色油狀液體，置冰箱中冷凍析晶，過(guò)濾，濾餅干燥得5a4.0 g。

以4b和3b為原料，用類(lèi)似方法合成5b。

(2)6的合成

N2保護(hù)，在三口瓶中加入5a423 mg(1.0 mmol)和CH2Cl25 mL,攪拌下于0 ℃滴加TFA 3 mL，反應(yīng)30 min;于室溫反應(yīng)2 h。旋干溶劑，加CH2Cl210 mL，1 mol·L-1氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)至pH 8～10，用CH2Cl2(3×100 mL)萃取，無(wú)水硫酸鈉干燥，旋干溶劑得6a312 mg。

以5b為原料，用類(lèi)似方法合成6b。

2 結(jié)果與討論

相對(duì)于3的1H NMR譜圖[8]，5雙哌啶環(huán)上的氫向高位移方向移動(dòng)，其原因是受3-位羰基拉電子效應(yīng)等因素的影響；由于氨基被Boc保護(hù)，5a和5b分別在1.32和1.41處出現(xiàn)Boc特征單峰；在154.5和154.5處出現(xiàn)Bocr 羰基碳特征峰。6無(wú)論是氫譜，還是碳譜都沒(méi)有了Boc的特征峰。在5的IR譜圖中未見(jiàn)3 300 cm-1附近的吸收峰，而6則出現(xiàn)了仲胺N-H伸縮振動(dòng)(3 300 cm-1)的特征峰。

3 結(jié)論

以N-烷基雙哌啶與Boc保護(hù)的氨基酸為原料合成出具有雙哌啶骨架的未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的手性酰胺化合物。預(yù)期這些手性雙哌啶酰胺化合物有可能通過(guò)三個(gè)氮原子與過(guò)渡金屬配位形成剛性的過(guò)渡金屬配合物，在一些配位催化反應(yīng)中顯示出較好的催化性能。

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