不对称双羟化反应合成

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不对称双羟化反应合成(2S )-普萘洛尔
盐酸普萘洛尔是白色或乳白色结晶性粉末,无臭,味微甜后苦,熔点 96℃,。

熔点 163~164o C ,干燥失重≤0.5%。

在有机溶剂中溶解能力有较大差异,以甲醇中溶解量最大。

水溶液pH 值为5.0~6.0,遇光着色。

它是一种具有稳定细胞膜作用、无内源性拟交感活性的β受体阻滞剂,临床上用于治疗高血压、心绞痛和快速性心律失常等病症的药物,疗效良好。

通过查阅文献发现,第一篇有关普萘洛尔的文献发表于1965年,在这之后,合成盐酸普萘洛尔的文献陆续见诸报道,其中基本都是英文文献,国内关于合成的报道很少,并且很大一部分为专利,最早的发明专利始见于 1976年。

对其合成方法的研究一直是化学工作者们的科研热点。

文献报道的合成方法主要有两类: 一类是先合成外消旋体,然后拆分;另一类是直接合成(S)- 异构体。

1997年,赵军等人[1] 以(R)-1,2-丙酮缩甘油为原料,经过甲基苯磺酰氯酯化、1-萘酚亲核取代、环状亚硫酸酯化及异丙胺基化等5步反应,合成(S)-普萘洛尔(图
1),总收率仅41%,且步骤烦杂,工业化生产比较困难。

2003,朱长生[2]报道了以1-萘酚为原料与环氧氯丙烷反应得1-萘基环氧丙基醚,再与异丙胺作用得外消旋普萘洛尔,最后经L -(+)-酒石酸拆分得(S )-和(R )-普萘洛尔。

该工艺路线中的拆分剂L -(+)-酒石酸比较昂贵, 故生产成本较高。

2007年,王燕等人[3]报道了一种新的普萘洛尔异构体的不对称合成方法, 先以手性Salen-CoIII 即[(R,R)-N,N'-双-(3,5-二叔丁基水杨基)-1,2-环己二胺(2-)]乙酸钴催化剂水解动力学拆分外消旋环氧氯丙烷得到高光学纯度的(S)-环氧氯丙烷和(R)-3-氯-1,2-丙二醇。

以(S)-环氧氯丙烷为手性原料先水解得(S)-3-氯-1,2-
丙二
图1以(R )-1,2-丙酮缩甘油为原料合成(S )-普萘洛尔
醇, 其与1-萘酚反应得(S)-3-(1-萘基)-丙烷-1,2-二醇, 再与氯化亚砜反应得环状亚硫酸酯, 最后和异丙胺作用得(S)-普萘洛尔(图2),总收率80.9%,光学纯度大于99%,该方法合成步骤繁琐,但反应副产物少, 收率高,且光学纯度高。

2007年,Brahmam Pujala S 等[4]采用Zn(ClO 4)2·6H 2O 作催化剂合成普萘洛尔效率最高,中间反应的催化效率可以达到100%(图3),通过NRM 测得产率可以达到90%~100%,并且所需要反应时间较短。

2008年,罗成礼[5]报道了用以双金鸡纳生物碱衍生物1,4-双(9-O-奎尼定
)-2,3-
图2 不对称合成(S)-普萘洛尔
图3 采用Zn(ClO 4)2·6H 2O 作催化剂合成普萘洛尔
二氮杂萘为手性配体催化萘基烯丙基醚的不对称二羟化反应,得到(2S)-3-(1-萘氧基)-1,2-丙二醇,其光学纯度90%e.e.。

然后一锅法将2转化为(2S)-3-(1-萘氧基)-1,2-环氧丙烷;3经异丙胺亲核开环和氯化氢成盐得(S)-盐酸普萘洛尔(图4),总产率45%,该方法原料较贵。

章思规等[6]用萘酚和环氧氯丙烷在碱性环境、80o C条件下反应,控制温度100±5o C,保温数小时,用稀盐酸调节PH至中性,去离子水洗涤后减压回收环氧氯丙烷,加二乙基异丙胺,反应8h,冷却结晶过滤得到普萘洛尔。

该方法收率53.1%。

后用活性炭脱色,然后过滤,干燥后回收,收率88%,该反应制备比较容易,且产率比较高。

图5 以萘酚和环氧氯丙烷合成普萘洛尔
综合上述方法,如果我做实验,我会选择使用罗成礼报道的方法,但是我会使用α-萘酚为起始原料,合成(S)-普萘洛尔。

如果做上述实验,需要的仪器有:封管、搅拌子、油浴、铁架台、磁力搅拌
器、分液漏斗、布氏漏斗、旋转蒸发仪、硅胶板、层析柱、烧杯、茄形瓶、镊子、层析缸、LC—MS、核磁、红外、核磁管、液质瓶、滴管。

需要的试剂:丙烯、NBS、K3Fe(CN)6、t-BuOH-H2O、K2CO3、MeC(OMe)3、AcBr、K2CO3、MeOH、i-PrNH2、H2O、EA、PE、硅胶、无水硫酸镁。

总结:
综观文献,(S)-普萘洛尔的合成方法较多,各种路线反应条件、反应时间、价格及反应的收率等各不相同,因此各条路线各有优劣,而且见诸文献的合成路线不是原料成本较高,就是反应条件苛刻,反应步骤繁琐,或者全程收率低等,在工业化生产中存在一定弊端。

在综合各类方法的基础上,依据原有工业化普遍采用的生产路线,改善反应过程,设计出一条反应条件要求低、总体收率高、成本便宜、反应过程容易控制、副反应少、光学纯度高的路线,对于工业化大生产具有重要的意义。

参考文献:
1.赵军,王亚东.(S)-普萘洛尔的立体选择性合成[J]. 浙江工业大学学报, 1997,
25(3): 252-255.
2.朱长生. 普萘洛尔的合成与拆分研究[J]. 湖南工业职业技术学院学报, 2003,
3(3): 18-19.
3.王燕,沈大冬,朱锦桃. (S)-和(R)-普萘洛尔的不对称合成[J]. 有机化学, 2007,
27(5): 678-681.
4.Brahmam PujalaS, Chakraborti A K.Zinc (II) Perchlorate HexahydrateCatalyzed
Opening of Epoxide Ring by Amines:Applicationsto Synthesis
of(RS)/(R)-Propranololsand(RS)/(R)/(S).Chem.2007,72(10):37 13-3722.
5.罗成礼,匡永清,王莹,姜茹. 不对称二羟化反应合成(S)-盐酸普萘洛尔[J]. 合
成化学, 2008, 16(3): 351-353.
6.章思规. 实用精细化学品手册有机卷(下)[M].北京:化学工业出版社.。

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