结晶法诱导不对称转化：D-(+)-脯氨酸的合成

/实验步骤/
拓展实验
手性氨基醇是应用广泛的手性N,O-配体，而氨基酸是 手性氨基醇的来源之一，氨基酸经过酯化、还原生成 氨基醇，或者成酯后进行Grinard反应合成氨基醇。但 是有文献报道利用LiAlH4或NaBH4直接还原氨基酸合 成手性氨基醇，请查阅文献尝试：
OH N H D-(-)-Prolinol
/数据处理/
D-(+)-脯氨酸-D-(-)-酒石酸盐和D-(+)-脯氨酸的 产量、产率和熔点。
D-(+)-脯氨酸 -D-(-)-酒石酸盐 D-(+)-脯氨酸 156～158℃ 223 ℃
/数据处理/
旋光度的测定
t
100 lC
D-(+)-脯氨酸 -D-(-)-酒石酸盐
D-(+)-脯氨酸
L-(-)-脯氨酸
质量m(g) 浓度C(g/100mL) 旋光度α 旋光管长度l(dm) 光波波长(nm) 温度t(℃) 质量m(g) 比旋光度[α]t 光学纯度ee值 [α]t文献值 +24.2° +86.2° -86.2°
/讨论与思考题/
D-(+)-对羟基苯甘氨酸(A)是合成抗生素B的原料，运用 结合CIAT法和Strecker反应，设计一个从C合成D的合理 从实测的比旋光度与理论值比较，说明影响结晶法诱导 CIAT法提出从对羟基苯甘氨酸消旋体合成对映体A的可 实验方案。 不对称转化获取光学对映异构体的因素。 行性方案。
N H
CO2H
D-(+)-Proline
/注意事项/
制备D-(+)-脯氨酸-D-(-)-酒石酸盐的过程中要注意温度 丁醛的沸点较低(bp=75℃)，味道刺激，因此反应需要 控制。温度过高，溶液颜色呈黄色，反应后生成黄色粘 在通风橱内进行，加入丁醛时，要小心不要漏液到油浴中。 稠液体。温度过低，需要加长反应时间，否则 使用氨水解离D-(+)-脯氨酸-D-(-)-酒石酸盐后得到的 D-(+)-脯氨酸-D-(-)-酒石酸盐很少。 D-(-)-酒石酸铵盐需要回收。
OH OH H CO 2H CO2H H CO2H D-(-)-Tartaric acid N H DL-Proline
N H
HO H CO 2H HO2 C
OH CO 2H H
NH 4OH N H
CO 2H
D-(+)-proline-D-(-)-tartaric acid salt
D-(+)-Proline
/实验步骤/
D-(+)-脯氨酸的合成
1.0 g D-(+)-脯氨酸-D-(-)-酒石酸盐 30.0 mL甲醇 0.55 mL 浓氨水(冰水浴冷却下)
30min
Байду номын сангаас
抽滤取滤液 减压蒸馏
甲醇、丙酮 混合溶剂重结晶
N H
CO2 H
D-(+)-脯氨酸
/实验步骤/
旋光度的测定
准确称取0.1g样品，用水定容至10mL，测定旋光度 D-(+)-脯氨酸和D-(+)-脯氨酸-D-(-)-酒石酸盐都要测定
/实验目的/
了解R/S、D/L、d/l、+/-和ee值等手性基本概念
熟悉结晶法诱导L-脯氨酸不对称转化原理和非天 然D-脯氨酸的合成方法。
掌握旋光仪使用，测定光学对映体比旋光度。
/实验原理/
传统化学拆分方法
d-A l-A l-B d-A· l-B l-A· l-B 物理性质 存在差异
外消旋体
非对映异构体 拆分 产率最高只有50%！
/实验原理/
结晶法诱导不对称转化(CIAT)
结晶析出
d-A l-B 平衡移动 l-A
d-A· l-B
l-A· l-B
最高得到100% d-A
溶解度存在差异
/实验原理/
N H L-(-)-Proline
CO2 H
CHO Propionic acid
/实验步骤/
D-(+)-脯氨酸-D-(-)-酒石酸盐的制备
1.15gL-(-)-脯氨酸 0.2mL丁醛 15.0 mL丙酸 80℃ 1.50 g D-(-)-酒石酸 15min 3h
冰水冷却，过滤 乙醚洗涤 乙醇、水混合溶剂 重结晶
N H
HO H CO2H HO 2C
OH CO2H H
D-(+)-脯氨酸-D-(-)-酒石酸盐
实验原理结晶法诱导不对称转化ciatdadalblalalblb溶解度存在差异结晶析出平衡移动最高得到100da实验原理chopropionicacidcoohohhoohlprolinedlprolinedtartaricaciddprolinedtartaricacidsaltdproline实验步骤冰水冷却过滤乙醚洗涤乙醇水混合溶剂重结晶150d酒石酸115gl脯氨酸02ml丁醛150ml丙酸8015min3hd脯氨酸d酒石酸盐的制备d脯氨酸d酒石酸盐hooh实验步骤甲醇丙酮混合溶剂重结晶抽滤取滤液减压蒸馏10d脯氨酸d酒石酸盐300ml甲醇055ml浓氨水冰水浴冷却下d脯氨酸的合成30mind脯氨酸旋光度的测定准确称取01g样品用水定容至10ml测定旋光度d脯氨酸和d脯氨酸d酒石酸盐都要测定实验步骤拓展实验手性氨基醇是应用广泛的手性no配体而氨基酸是手性氨基醇的来源之一氨基酸经过酯化还原生成氨基醇或者成酯后进行grinard反应合成氨基醇
MeO
HO MeO
CH3 O CCO2H
NH2 A H2N
OH
MeO MeO
NH2 H3C
S D N CH3 CO2H
H N
CO2H
O O B
/参考资料/
ANDERSON N G. Developing processes for crystallization SHIRAIWA T, SHINIJO K, KURAKAWA H. Facile produ ction of (R)-proline by asymmetric transformation of -induced asymmetrictransformation[J]. Org. Process Res. (S)-proline 9(6): 800-813. Dev. 2005, [J]. Chem. Lett. 1989, 8: 1413-1414. YAMADA S,T, SHIRAIWAYOSHIOKA K, et al. Asymmetric SHIRAIWA HONGO C, T, SHINJO R, et al. Method for transformation of of optically active amino acids[J]. J. Org. the racemization proline and 2-piperidinecarboxylic acid via formation of salts with optically active tartaric acid Chem. 1983, 48(6): 843-846. [J]. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1991, 64(11): 3251-3255. GRIGG R, GUNARATNE H Q N. The mechanism of racemization of a-amino acids[J]. Tetrahedron Lett. 1983, 24(41): 4457-4460.
2012-11-5
结晶法诱导不对称转化： D-(+)-脯氨酸的合成
化学化工学院
School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University
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