線型聚苯乙烯支載(4S)-噻唑烷-2-硫酮的合成研究

張吉書(shū)，何西平，鄧曉云，楊桂春，陳祖興

(湖北大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖北 武漢 430062)

手性噻唑烷-2-硫酮是一類(lèi)優(yōu)良的手性輔助試劑，廣泛地應(yīng)用于不對(duì)稱誘導(dǎo)反應(yīng)，如不對(duì)稱Aldol反應(yīng)、不對(duì)稱Michael加成及不對(duì)稱Diels-Alder等反應(yīng)，并在許多天然產(chǎn)物的不對(duì)稱合成中得到了廣泛的應(yīng)用[1].

將手性輔助試劑支載在不溶性聚合物載體上，使得產(chǎn)物的分離純化變得快捷和便利，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了手性輔助試劑的回收和重復(fù)利用[2-3].但固相有機(jī)合成存在非均相反應(yīng)、難以在線分析等缺點(diǎn)，因此，可溶性聚合物正在逐漸成為一種替代支載體，越來(lái)越受到重視[4].

線型聚苯乙烯作為一類(lèi)應(yīng)用較為廣泛的可溶性載體，不僅具備聚合物支載易于分離純化等特點(diǎn)，還表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)：低溫下在四氫呋喃等溶劑中有很好的溶解性，進(jìn)行均相反應(yīng)，提高了反應(yīng)效率，可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的在線檢測(cè)[5].

本課題組已開(kāi)展線型聚苯乙烯作為可溶性聚合物載體在有機(jī)合成中的應(yīng)用，并研究了其支載不同結(jié)構(gòu)的手性噁唑烷酮、噁唑烷硒酮、噁唑烷苯亞胺等手性輔助試劑的制備及其應(yīng)用[6-8].噻唑烷-2-硫酮作為一類(lèi)優(yōu)良的手性輔助試劑，目前少見(jiàn)報(bào)道將其支載在任何聚合物載體上.基于現(xiàn)有的工作基礎(chǔ)，我們將(4S)-噻唑烷-2-硫酮支載在線型聚苯乙烯上，制得線型聚苯乙烯支載(4S)-噻唑烷-2-硫酮手性輔助試劑(Scheme 1)，以期進(jìn)一步探索線型聚苯乙烯支載手性輔助試劑的不對(duì)稱誘導(dǎo)性.

圖1 標(biāo)題化合物的合成路線

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑處理

1.1.1 儀器 溫度計(jì)未校正，熔點(diǎn)用WRS-IA 數(shù)字熔點(diǎn)儀(上海精密科學(xué)儀器有限公司) 測(cè)定；紅外用 PE-Spectrum One 型紅外光譜儀測(cè)定，NaCl單晶片涂片；元素分析用Vario EL Ⅲ(德國(guó)) 元素分析儀測(cè)定；1H NMR用INOVA (600 MHz) 和13C NMR(150 MHz) 測(cè)定，以指定的氘代試劑為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo).

1.1.2 試劑處理 N-Boc-L-酪氨酸乙酯：揚(yáng)州寶盛生物化工有限公司，真空干燥； 四氫呋喃：AR，依次用無(wú)水氯化鈣干燥，再用鈉絲回流； N，N-二甲基甲酰胺(DMF):氫化鈣干燥; 18-冠-6:Aldrich公司; 對(duì)氯甲基苯乙烯 (CMS，Aldrich 公司) 和苯乙烯 (St):10%的氫氧化鈉水溶液洗滌，二氯甲烷萃取，再用水洗至中性，無(wú)水硫酸鎂干燥后蒸餾去二氯甲烷.

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.5 線型聚苯乙烯支載(4S)-噻唑烷-2-硫酮5的合成 干燥的化合物4 (1.5 g，4.4 mmol)溶于無(wú)水四氫呋喃(30 mL)，加入苯乙烯(2.0 mL，17.6 mmol) 和偶氮二異丁腈(0.07 g)，通入氮?dú)猓?0 ℃反應(yīng)72 h. 反應(yīng)混合液逐滴滴加到冰乙醇(100 mL)中，過(guò)濾并用冰乙醇洗滌得白色固體，即產(chǎn)物線型聚苯乙烯支載(4S)-噻唑烷-2-硫酮5(1.56 g，80.2%). IR (NaCl):υ=3 300，1 598，1 241，699 cm-1;13C NMR(CDCl3，150 MHz):δ=201.2，158.1，115.2～130.0，69.8，65.5，40.2，29.5; 元素分析:C，80.66%; H，6.70%; N，1.93%.

2 結(jié)果與討論

2.1與對(duì)氯甲基苯乙烯連接將聚合雙鍵引入到N-Boc-L-酪氨酸乙酯中的同時(shí)，對(duì)酚羥基進(jìn)行了保護(hù)，避免了酚羥基在接下來(lái)的反應(yīng)中發(fā)生副反應(yīng)的可能，并且大大降低了產(chǎn)物的極性，便于后續(xù)反應(yīng)的處理和操作.

2.2脫BocBoc解脫反應(yīng)需要在強(qiáng)酸條件下進(jìn)行，而為了避免在萃取等后處理過(guò)程中產(chǎn)物過(guò)多的損失，反應(yīng)結(jié)束后，滴加NaOH 溶液將產(chǎn)物由鹽酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?

2.3聚合自由基聚合反應(yīng)通常使用甲苯、苯、四氫呋喃或者其混合溶劑作為反應(yīng)溶劑，我們根據(jù)化合物4的溶解性，選擇以四氫呋喃作為溶劑在80 ℃反應(yīng)72 h，合成線型聚苯乙烯支載噻唑烷-2-硫酮手性輔助試劑.該手性輔助試劑在二氯甲烷、四氫呋喃等溶劑中具有很好的溶解性，在甲醇、乙醇等溶劑中不溶，因而在二氯甲烷、四氫呋喃等溶劑中進(jìn)行均相不對(duì)稱誘導(dǎo)反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，通過(guò)甲醇、乙醇等溶劑沉淀洗滌，方便分離純化和重復(fù)使用.

3 結(jié)論

從N-Boc-L-酪氨酸乙酯出發(fā)，經(jīng)過(guò)與對(duì)氯甲基苯乙烯連接成醚、還原、脫Boc、關(guān)環(huán)、聚合等5步反應(yīng)制備得到了一種新的手性輔助試劑——線型聚苯乙烯支載(4S)-噻唑烷-2-硫酮，總產(chǎn)率為40%.產(chǎn)物用IR，1H NMR，13C NMR以及元素分析對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，波譜解析結(jié)果與化合物的結(jié)構(gòu)相符. 該類(lèi)手性助劑同時(shí)具有固相支載合成和經(jīng)典液相反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，將廣泛應(yīng)用于不對(duì)稱合成中.

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