羟亚胺苯丙酸乙酯的还原研究.pdf

第40卷第10期
化工技术与开发
Vol40 No10
2011年10月
Technology &Development of Chemical Industry
Oct.2011
羟亚胺苯丙酸乙酯的还原研究
中宏丹
盐城纺织职业技术学院化学工程系,江苏盐城224000
摘要:对羟亚胺苯丙酸乙酯换还原制备苯丙氨酸进行了研究,考察了催化剂、温度、溶剂、还原剂用量
对该反应性能的影响,研究结果为:向体系中加入少量的纳非晶态镍,可以高效率地完成还原,收率>85%,以
甲醇-水为溶剂时收率较优。
关键词:羟亚胺苯丙酸乙酯;萃丙氨酸;还原催化
中图分类号:TQ246
文献标识码:A
文章编号:1671-9905(2011)10-0019-03
目前,随着非天然氨基酸在医药化工领域发如制作工艺简单、易于回收利用等,在某些反应
挥着越来越重要的作用。找出一条便捷、有效的中可以代替非晶态合金。鉴于此,我们使用非晶
方法制备非天然氨基酸具有重大的利用价值。根态镍粉作为催化剂,研究了硼氢化钠在其催化下
据肟类化合物的结构与特性,用肟来制备非天然对苯丙嗣肟酸乙酯的还原。
氨基酸也成为现在研究的一个新的内容。在肟类
化合物广泛用于药物研究的基础上,我们先合成1实验仪器及药品
圬类化合物,以肟基作为氮原,将肟基还原形成
JNM-ECA-400超导NMR仪, INOVA-500高
氨基,将氨基进一步乙酰化后用生物法水解制备效液相色谱, altimate3000扫描电镜,日立S-60比
手性非天然氨基酸,使之具备天然氨基酸没有的表面仪Nova2000,粒度分布仪Nano-S90,磁力驱
些特殊的性质,从而达到治疗某些疾病的目动高压反应釜。
的
纳米镍为50nm非晶态镍,钯碳催化剂5%
对于肟基的还原,文献报道较多,大致有以-苯丙酮肟酸乙酯(自制),其余试剂均为分析纯。
下几类:(1)金属氢化物还原法,如四氢铝锂法,2实验操作
硼氢化钠法2割等;(2)金属还原法,如钠与醇,镁
与乙酸铵饱和的甲醇,锌与乙酸?,铁与硫酸等。
在碱性条件下,硼氢化钠/非晶态镍体系对
铁与硫酸的还原已经应用到降压药利美安定中苯丙酮肟酸酯进行催化还原,将肟基还原为氨
间体的合成中门;(3)催化加氢,催化加氢法是将基,同时羧酸酯发生水解生成羧酸盐,在后处理
肟还原成伯胺和仲胺的有效方法,常用镍或者钯中调节pH值,得到混旋的苯丙氨酸,收率>90%。
作为催化剂。这种方法在制药工业中得到广泛的反应式如图1所示。
使用,例如心血管系统药物盐酸贝凡洛尔(be-
cantolol)中间体的制备,但是未能得到预期的结
NaBH4/非晶态镍;
OCH2CH3
OH
调後
果
OH
本文主要研究硼氢化钠法对苯丙酮肟酸酯
图1硼氢化钠法制备DLー苯丙氨酸
的还原,单独的硼氢化钠无法还原碳氮双键,需
ig. 1 Synthesis of Dl-phe by NABH4 method
要向其中引入催化剂。非晶态金属作为一种新型
的催化剂,自20世纪80年代开始越来越受到化
操作步骤
学工作者的关注8。非晶态金属又可分为非晶态
(1)把2g(0.053mol)硼氢化钠溶于50mL的
合金和非晶态金属单质,相对于非晶态合金催化25%氢氧化钠溶液中制成溶液a
剂,非晶态金属单质在应用上有自身的优势,比
(2)将5.2g(0.025ml)苯丙酮肟酸乙酯,100mL
收稿日期:2011-06-14
化工技术与开发
第40卷
无水甲醇,3g非晶态镍,置于带机械揽拌、冷凝上的碳正离子结合,但是当第一个氢负离子参与
管的四口瓶中,滴加溶液a,同时升温至回流,控反应后,剩下的3个氢负离子还原效率大大下降,
制滴加速度和回流速度,反应6h,TLC检测无原因此需要加以过量,实验表明当与底物的摩尔比
料点,反应液茚三酮显色为紫红色,停止反应。为2:1时,收率最高
(3)反应液抽滤,镍粉回收,滤液减压旋蒸除
表3硼氫化钠的量对收率的影向
去甲醇,2%稀盐酸溶液调pH至2,抽滤除去不溶
Tab 3 Effect of Sodium cyanoborohydride on
物,5%稀氢氧化钠溶液调pH至5.5,充分搅拌,
the yield of reaction
静置,有大量白色固体析出,烘干,稀乙醇溶液
苯内酮肟酸乙酯加ol
硼氢化钠/mol
收率%
重结晶,即得DL-苯丙氨酸,收率9%。M
0.025
0.025
78.2
252~254℃分解(文献值250~252℃); HNMR
0.025
0.050
86.5
(D2O,500HMz,x106)8:7.33~7.43(m,5H),3.98~
0.025
0.100
85.2
4.01(dd,1H),3.28~3.32(dd,1H),3,.11~3.15(dd,
0.025
0.150
54.4
此外,还原剂的滴加速度也是影响反应收率
3实验结果和讨论
的一个重要因素,滴加速度太慢,使得反应时间无
催化剂用量对收率的影响
谓增长,速度太快则反应太过剧烈,回流速度快,
单一的硼氢化钠是无法还原碳氮双键的,当并且易产生大量气泡,这些气泡使得催化剂聚集
或挂壁,严重影响催化的效果。因此,滴加速度应
向其中加人少量的非晶态镍粉时即有产品生成,
结合反应温度使产生轻微的回流即可。
其收率随着镍粉的增加而增加。如表1所示,当
镍粉的质量为35g时收率达到最大,再增加镍粉34不同溶下的收率
实验还考察了在不同溶剂下的收率情况,其
的用量收率增长不明显。
结果如表4所示。
表1催化剂用量对收率的影响
ab 1 The effect of catalyst on the yield of the reaction
表4不同溶剂下的反应收率
Tab. 4 Effect of different solvents on the
苯丙肟酸乙酯/g非晶态镍(湿基)g收率/%
yield of reaction
5.2
溶剂甲醇-水乙醇水四氨呋喃-水
5.2
34.9
收率/
86.5
83.4
61.5
86.5
5.2
5.2
87.4
3.5与纳米催化剂的对比
纳米材料具备一些特殊的性质91,当其作为
3.2反应温度对收率的影响
催化剂使用时,由于体积小,比表面积大,活性中
实验发现温度对反应影响较大,当温度较低心多,显示出较高的催化效率和选择性。我们选
时,反应速率慢,并且反应不完全;如果温度太用了两种纳米级别的金属颗粒作催化剂与非晶
高,则硼氢化钠分解得太快,并且使催化剂聚集,态镍做了对比。结果显示非晶态镍粉的催化效果
影响催化效果。实验发现将温度保持在刚刚有回要远好于纳米镍和纳米锌。
流(60~70℃)时收率较高。
表5不同催化剂对收率的影响
表2温度对收率的影响
Tab 2 Effect of reaction te