手性β氨基酸

关键词： 氨基

手性β氨基酸（精选三篇）

手性β氨基酸 篇1

1 不对称催化C=O双键的还原

手性氨基醇作为配体或催化剂还原C=O双键,已经为科学家所熟悉,对于它的研究已进入较成熟的阶段。以下分别列举了还原前手性醛和酮的情况。

1.1 不对称还原前手性醛

Noyori等[3]曾在1986年报道,以左旋的3-exo-[(-)-BAIB]E为催化剂,高效催化还原苯甲醛,得到光学产率为99%的1-苯基-1-丙醇1。这是一个催化不对称还原羰基化合物的成功例子,反应如Scheme1所示。

Soai等[4]报导由(S)-脯氨醇衍生的(S)-DPMPM,在二乙基锌和醛的不对称加成反应中有很好的不对称诱导作用,用于催化苯甲醛的烷基化反应,得到光学产率为97%的化合物2。反应路线如Scheme 2所示。另外,Bedekar等[5]用(S)-DPMPM和(R)-DPMPM不对称Reformatsky反应也能得到很好的结果。

1.2 不对称还原前手性酮

手性氨基醇与硼烷形成的手性β-氨基醇-硼烷络合物是一类没有过渡金属参与的新型催化剂,具有选择性、稳定性、溶解性好等优点,常被视作“化学酶”,还原效果很好,是一类研究比较成熟的方法。Itsuno等[6,7]报道,经过格氏反应由缬氨酸酯合成S-2-氨基-3-甲基-1,1-二苯基-1-丁醇,以它为手性辅体,发现由S-缬氨酸衍生的化合物3与两当量的BH3·THF混合在-78℃只需几小时就可将苯乙酮还原为(R)-1-苯乙醇,并获得94%的ee值。反应如Scheme 3所示。

程青芳等[8]首次以天然D-樟脑的衍生物为原料,合成了两个新型龙脑基氨基醇配体4、5,研究了它们与硼烷原位制备成手性唑硼烷后,在不对称催化氢化还原前手性芳酮中的性能,得到的手性仲醇的对映体过量(ee)值最高可达96%。这种应用唑硼烷催化还原引入和建立手性中心来合成许多具有生物活性的物质和天然产物,是一条非常有效的合成方法。路线如Scheme 4所示。

手性唑硼烷:

刘湘等[9]首次将一种手性醇(1R,2S)-1-二丁基氨基-1,2-二氢-2-茚醇及其对映体,在还原剂KBH4作催化剂的条件下,用于苯乙酮的不对称还原,最后得到1-苯基乙醇,ee值可达81%,是一种新型的还原方法。合成路线如Scheme 5所示。

2 不对称催化C=C双键的还原

手性氨基醇也可以被利用来催化不对称碳碳双键的还原[10]和不对称环氧化反应[11],均得到e.e值较高的对映体。

Soai等[12]利用手性唑啉配体与金属Tf配合,用于还原化合物6这种潜手性烯烃,得到具有手性的化合物7,产率为83%。路线如Scheme 6所示。

不对称环氧化物是有机合成中一个十分重要的中间体,它可以立体选择或区域选择地转化为各种官能化物质,Corey利用β-氨基醇(化合物8)与硼烷形成的络合物9间接催化了环氧化物10,产率为85%。路线如Scheme 7所示。

3 不对称催化C=N双键的还原

手性氨基醇用于对C=N双键的还原,现在对其的研究较少。目前,较为成熟并且具有合成价值的是:Satoh等[13]以环状烯胺11为底物,(2S,4S)-BPPM与碘化铋催化氢化,得到化合物12,产率分别为96%e.e和90%e.e.然后从12出发,很容易制备得到左氟沙星13,13是对革兰式阳性菌及阴性菌均有强力杀菌活性的有效抗菌剂。反应如Scheme 8所示。

此外,可以利用Itsuno试剂和Corey试剂[14]作催化剂,对酮肟O-烷基酯(Scheme 9)或亚胺(Scheme 10)进行不对称还原。由于该反应生成一类重要的具有光学活性的胺,所以对它的研究具有更广阔的前景,同时可为寻找新药奠定基础。

手性β氨基酸 篇2

丙酮对锯缘青蟹N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶活力与构象的影响

以丙酮为效应物,研究其对锯缘青蟹(Scylla serrata)N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶(NAGase)活力的影响,结果表明:该酶的剩余活力随着丙酮浓度增大而呈指数下降,当丙酮浓度达25%,酶的剩余活力仅为20%,说明丙酮对青蟹NA-Gase有明显的失活作用.导致酶活力丧失50%的丙酮浓度为7.5%.在较低丙酮浓度(＜10%)的失活是可逆的反应过程.动力学研究表明,该酶的.失活过程属于混合型,并进一步测定游离酶(E)和酶底物络合物(ES)与丙酮的结合常数(K1和K1s),分别为4.06%和10.49%,K1＜K1s,说明底物存在对酶被丙酮的失活作用有一定的保护作用.应用荧光发射光谱研究青蟹NAGase经丙酮微扰后的分子构象变化情况,结果表明:丙酮对酶分子构象有显著的影响,酶的内源荧光强度随丙酮浓度增大而降低,说明酶分子中的生色基团Trp和Tyr残基的微环境发生了变化.

作 者：杨学敏 王勤 谢进金 张继平林建成 陈清西 YANG Xue-min WANG Qin XIE Jin-jin ZHANG Ji-ping LIN Jian-cheng CHEN Qing-xi  作者单位：杨学敏,YANG Xue-min(漳州职业技术学院)

王勤,谢进金,张继平,林建成,陈清西,WANG Qin,XIE Jin-jin,ZHANG Ji-ping,LIN Jian-cheng,CHEN Qing-xi(厦门大学生命科学学院,细胞生物学与肿瘤细胞工程教育部重点实验室,福建,厦门,361005)

刊 名：厦门大学学报（自然科学版）  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF XIAMEN UNIVERSITY (NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 45(2) 分类号：Q356.1 关键词：锯缘青蟹   N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶   丙酮   失活作用   构象变化  

手性氨基醇的合成及应用 篇3

1 手性氨基醇的合成

目前, 手性氨基醇主要有以下几种合成方法: (1) 氨基酸 (醛、酮) 的还原或加成; (2) 氨基酸酯的还原; (3) 环氧乙烷类叠氮化还原。

1.1 氨基酸 (醛、酮) 的还原或加成

硼氢化物与适当的催化剂结合可用于氨基酸 (醛、酮) 的还原, 比如:NaBH4/LiCl[6], NaBH4/H2SO4[7]和NaBH4/I2[8]等还原体系。最近钌/铼催化剂[9,10]也被用于催化还原氨基酸 (醛、酮) 。

肖元晶[11]等用手性 (S, S) -Ru-TsDPEN 催化剂不对称转移氢化α-亚胺酮化合物5-[ (1, 1-二甲基乙基) 亚胺基]乙酰基-2-羟基苯甲酸甲酯1, 得光学纯β-氨基芳基乙醇类化合物 (R) -5-[2-[ (1, 1-二甲基乙基) 氨基]-1-羟乙基]-2-羟基苯甲酸甲酯2, 再经一步还原反应即得 (R) - (-) -沙丁胺醇。

周忠强[12]等由天然 (+) -樟脑出发, 经磺酸化、磺酰氯化和氧化得到 (1S) -7, 7-二甲基双环[2.2.1]庚烷-1-羧酸-2-酮6。化合物4与二氯亚砜反应得到酰氯, 继而与氨水反应得到 (1S) -7, 7-二甲基双环[2.2.1]庚烷-1-酰胺-2-酮5;以硼氢化钠还原化合物5得 (1S, 2 R) -2-羟基-7, 7-二甲基双环[2.2.1]庚烷-1-酰胺6;以四氢铝锂还原化合物6得新手性氨基醇 (1 S , 2 R) -1-氨基甲基-2-羟基-7, 7-二甲基双环[2.2.1]庚烷7。

周文明[13]等以S-缬氨酸和对二甲苯为原料, 经卤代、Friedel-Crafts 酰基化和非对映选择还原, 制备了新的手性配体 (1R, 2S) -3-甲基-1- (2, 5-二甲基) 苯基-2-氨基-1-丁醇, 总收率为43. 7%。

N-保护的氨基醇是一类重要的化合物, 其在药物及天然产物合成中是重要的中间体, 可以用来合成具有生物活性的氨基醛、肤醛和肤醇等[14,15]。王振香[16]等采用价廉易得的NaBH4-I2-THF体系还原N-Cbz或Boc保护的脯氨酸, 可以得到相应的脯氨醇, 反应条件温和, 产率高, 化学选择性好, 保护基不受影响。

何洪华[17]等以Fmoc-L-苏氨酸与N-甲基吗啉和氯甲酸异丁酯反应后经硼氢化钠还原、脱除Fmoc 保护基得到L-苏氨醇, 总收率83%, 光学纯度99%。

a:R=OH, G=Cbz b:R=H, G=Boc

龚大春[18]等用NaBH4/I2还原体系将L-脯氨酸 (L-proline) 直接还原得到L-脯氨醇, 收率为88.4%, 光学纯度大于99%。

随后, 该课题组[19]以L-丙氨酸为原料, 利用5%钌-铑/氧化铝双金属催化加氢还原得到L-丙氨醇, L-丙氨酸的转化率为96%, 得到L-丙氨醇的光学收率为99%。该方法也适用于L-苯丙氨酸、L-缬氨酸等氨基酸的催化加氢, 光学收率均在97%以上。该工艺路线省掉了中间酯化和萃取过程, 避免使用大量有机溶剂, 几乎没有副产物, 是一条原子经济的绿色合成路线。其加氢机理如下:

石勇等[20]利用国产5%钌/碳催化剂, 采用催化加氢的绿色路线, 直接将L-丙氨酸还原得到了L-丙氨醇。该路线具有明显的优点, 即原子经济、可连续操作、去除了中间酯化过程和有机溶剂的使用、避免了副产物的产生等。此方法也适用于以苏氨酸和丝氨酸等水溶性氨基酸为原料的还原和制备相应的脂肪族手性氨基醇。

柳文敏等[21]以天然手性产物L-脯氨酸为原料, 经酯化、氨基保护和格氏反应, 得到一种新型光学活性的脯氨醇衍生物 (S) -N-苄基-2-吡咯烷-α, α-二 (α-萘基) 甲醇13。13经过催化氢解, 得到另一种光学活性脯氨醇衍生物 (S ) -2-吡咯烷-α, α-二 (α-萘基) 甲醇14。并将其应用于催化二烷基锌和醛的不对称加成反应, 取得了良好的效果, 所得仲醇的对映体过量达82% ee, 产率高达100%。

1.2 氨基酸酯的还原

氨基酸酯经钠[22] 、氢化铝锂[23] 、硼氢化钠[24] 还原得到相应的氨基醇。

甘春芳[25]等采用NaBH4/CeCl3 作为还原体系, 在无水甲醇溶剂中, 将氨基酸甲酯还原为相应的手性氨基醇。本法有操作简便, 收率高等优点, 该反应为制备手性氨基醇提供了一种新的有用的合成方法。

李叶芝[26]等以硼氢化钾为还原剂, 在添加氯化钙的条件下对亮氨酸乙酯、苯丙氨酸乙酯等进行还原, 分别得到了相应的氨基醇, 并用量子化学方法研究了反应物和生成物的电子结构。

张春华[27]等采用NaBH4/TiCl4 还原体系, 在THF溶剂中, 将手性氨基酸还原制备相应的氨基醇, 具有相对经济、操作简便、可大量制备等优势。

何洪华[28]等以L-苯丙氨酸为原料, 经甲酯化后用硼氢化钠作还原剂, 在加入氯化锂的条件下还原得到L-苯丙氨醇。还原反应的最佳条件为NaBH4和L-苯丙氨酸甲酯的物质的量比2∶1, 20℃反应4 h, 收率达到81%。

1.3 环氧乙烷类叠氮化还原

Sharpless 氨羟化反应是获得手性β-氨基醇的重要方法[29], 柳文敏[30]等以β-萘乙烯为原料, 通过烯烃的Sharpless 不对称双羟化、环化、开环、催化氢化、甲酰化、还原等27步反应, 生成目标化合物, 总产率以β-萘乙烯计为39.7%, e. e. 值高达97%～99%。

该课题组以烯烃为原料合成了另外一组对映体纯的β-氨基醇[31]。

3 展望

氨基醇除了在手性合成中以及生物制药[32]中有广泛的用途外, 在工业中也有较广泛的应用[33]。比如, 工业流体乳化剂[34], 颜料分散剂, 树脂增溶剂, 甲醛固着剂, 锅炉水处理剂, 氨基醇在油、气开采中的应用, 氨基醇在太阳能利用中作贮热载体[35], 氨基醇在化妆品中作乳化剂、分散剂、稳定剂、控制pH的缓冲剂等。