背景技術(shù)
(R)-(-)-甘油醇縮丙酮化學(xué)名稱為2,2-二甲基4-羥甲基-1,3-二氧雜環(huán)戊烷或2,3-O-異亞丙基甘油是合成手性藥物左旋羥苯哌嗪、抗高血壓藥普萘洛爾、美托洛爾、激素抑制劑等手性藥物的重要中間體。
目前，合成(R)-(-)-甘油醇縮丙酮主要有兩類方法：一類通過生物酶拆分酯化的方法獲得光學(xué)純度很高的丙叉甘油醇，但產(chǎn)率較低，為了分離拆分所得的醇和酯要使用色譜柱分離，不適宜大量生產(chǎn)；另一類是以天然手性物質(zhì)為原料通過化學(xué)合成的方法獲得，如唐瑞仁等以天然D-甘露醇為原料與丙酮縮合，再通過NalO4氧化斷鏈后還原得到甘油醇縮丙酮。該方法使用了大量昂貴的氧化劑NalO4且縮合收率極低；近年來馮乙巳等報道了以L-絲氨酸經(jīng)重氮化水解得到2,3-二羥基丙酸，與2,3-二甲氧基丙烷縮合以及硼氫化鈉還原后得到(R)-(-)-甘油醇縮丙酮，產(chǎn)率為47%。該路線要用昂貴氨基酸為原料，且還原劑硼氫化鈉用量比較大，提純困難。本文將通過外消旋的環(huán)氧氨丙烷經(jīng)Salen-CoⅢ催化劑催化拆分水解，得到S-3-氯-1,2-丙二醇，經(jīng)縮合、取代、醇解得到光學(xué)純的(R)-(-)-甘油醇縮丙酮，產(chǎn)率為59.4%[1]。
制備方法
1、化合物1a的合成：在500mL反應(yīng)瓶中加入外消旋環(huán)氧氯丙烷(2)350mL(4.478moL)和Salen-CoⅢ催化劑2.96g(4.47mmoL)，攪拌，室溫下緩慢滴加水44mL(2.466moL)，滴畢，室溫繼續(xù)攪拌28h，水環(huán)真空泵減壓蒸出(S)-環(huán)氧氯丙烷(4)165.7g，收率40%；
2、向200g水中加濃硫酸0.4mL和環(huán)氧氯丙烷(4)115g(1.24mol)，攪拌加熱升溫至60℃，停止加熱讓其自然升溫至95℃，回流，氣相色譜監(jiān)測反應(yīng)完畢。蒸出水，油泵減壓蒸餾得到化合物5 163.4g，收率95%；
3、1000mL反應(yīng)瓶中加入化合物5 50.13g(0.454mol)，丙酮660mL和對甲苯磺酸0.86g，在室溫下攪拌12h，氣相監(jiān)測反應(yīng)結(jié)束。加入三乙胺調(diào)節(jié)pH值至中性，蒸去丙酮，剩余物減壓(bp 63℃/3.3KPa)蒸餾得到化合物6 58.11g，收率85%；
4、1000mL的三口燒瓶中加入化合物651.6g(0.34moL)，DMF 400mL，醋酸鈉39.43g(0.42mol)和溴化鈉37.03g(0.36moL)，升溫至140℃機械攪拌，反應(yīng)12h，氣相色譜監(jiān)測，反應(yīng)完成后，冷卻過濾，濾液濃縮，剩余物加水用甲苯萃取，甲苯層用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂干燥。濃縮甲苯，減壓蒸餾(bp 79~81℃/1.6kPa)得到化合物7 38.42g，收率80%；
5、在500mL的三口燒瓶上，裝高效分餾柱，溫度計，依次加入化合物7 20g(0.11moL)，甲醇200mL，甲醇鈉0.2g。反應(yīng)混合物邊加熱邊精餾出平衡反應(yīng)體系中所產(chǎn)生的乙酸甲酯，以氣相色譜檢測反應(yīng)進(jìn)程，2h后反應(yīng)完畢。冷卻，加氯化銨調(diào)節(jié)pH值至中性，過濾，蒸去甲醇，減壓(bp 75℃/1.6kPa)蒸餾得到化合物1a為(R)-(-)-甘油醇縮丙酮13.35g，收率92%[1]。
應(yīng)用與優(yōu)勢
(R)-(-)-甘油醇縮丙酮是一種綠色環(huán)保型溶劑，來源于可再生資源，具有低揮發(fā)速率，與市場上醇醚類溶劑相比，具有更低毒性，對環(huán)境更加友好?？梢詮V泛地用于：(1)替代現(xiàn)有醇醚類溶劑，在涂料、油墨、皮革處理劑等領(lǐng)域作為溶劑，助溶劑，成膜助劑，增塑劑等；(2)日化行業(yè)作為載體和增溶劑；(3)電子化學(xué)品行業(yè)清洗劑等；(4)用于代替甲基叔丁基醚作為汽油燃料添加劑；(5)醫(yī)藥中間體。(R)-(-)-甘油醇縮丙酮具有如下優(yōu)勢/特點:氣味低，不易燃，對人類及環(huán)境安全無毒；制備源料為可再生資源，產(chǎn)品具有低揮發(fā)速率；對大部分樹脂具有優(yōu)良的溶解性，可起到成膜助劑的作用；適用于各種配方，使成本與性能最佳化；與水互溶、與醇、酯、醚、芳烴、石油醚、汽油互溶[2]。
參考文獻(xiàn)
[1]王朝陽,王燕,宋光偉,等. 合成左旋和右旋丙叉甘油醇的新方法[J]. 應(yīng)用化學(xué),2008,25(11):1375-1377. DOI:10.3969/j.issn.1000-0518.2008.11.027.
[2]李庭忠,于冬娥. 滲透汽化工藝制備丙酮縮甘油研究[J]. 廣州化工,2022,50(23):110-112. DOI:10.3969/j.issn.1001-9677.2022.23.031.