专利名称：D-果糖衍生的糖类β-氨基醇及其合成方法
技术领域：
本发明属于糖化学合成技术领域，特别是一种D-果糖衍生的糖类β -氨基醇及其合成方法。
背景技术：
β-氨基醇中含有良好配位能力的0原子和N原子，可与多种元素形成配合物，从而成为性能良好的催化剂。它们大量应用于国民生产的各个领域，包括材料、医药、精细化工和不对称催化等领域。在不对称催化领域中主要用作金属手性配体和手性助剂的手性源，用于催化羰基的不对称金属烷基化反应、不对称Reformatsky反应、不对称还原等。由此可见，氨基醇的应用十分广泛。由于D-果糖是自然界大量存在的光学纯化合物，具有多个手性中心，价廉易得，因此对于不对称催化领域具有潜在地应用前景。至今已有许多糖类氨基醇的合成方法被开发，但是大部分糖类氨基醇的合成是以葡萄糖氨，木糖为原料合成的(例如参见Daniel P. G, William P. H, Benjamin G.D.Carbohydrate-derived aminoalcohol ligands for asymmetric Reformatsky reacti-ons[J]. Tetrahedron :Asymmetry,2005(16) 213~221 ；Eva R,Oscar P,Montserrat D. ModularFuranoside Phosphite-Phosphoroamidites, a Readily Available Ligand Library forAsymmetric Palladium-Catalyzed Allylic Substitution Reactions. Origin of Enantioselectivity [J]. Adv. Synth. Catal, 2009 (351) : 1648-1670)，且羟基的保护为 4，6-0-苄基保护(例如参见 Spencer K, Paivi J. K, Shashi S, T.G.et.al，Amino Alcohol and Amino Sugar Synthesis byBenzoylcarbamate Cyclization[J]. J. Org. Chem,1990(55) :5700_5710)，而以果糖为原料合成的N，0配体也被合成出来(例如参见 Huang HM, Chen HL, Hu XQ, et. al. Structuralprobing of D-fructose derived ligands for asymmetric addition of diethylzinc to aldehydes[J]. Tetrahedron :Asymmetry, 2003(14) :297-304)，但是以果糖为原料合成的涉及本发明的β-氨基醇却未见报道。糖类β _氨基醇在不对称催化领域今年来越来越受到关注，如应用于催化二乙基锌加成苯甲酸反应(例如参见 Tomasz B, Joanna Τ,Konrad P. Highlyenantioselective diethylzinc addition to aldehydes catalyzed by D-glucosamine deri-vatives[J]. Tetrahedron Asymmetry 2002(13) :77_82)、苯甲酸炔烃的加成(例如参见 Daniel P. G. Ε, William P. H, Benjamin G. D. Carbohydrate-derived amino—alcohol ligands forasymmetric alkynylation of aldehydes [J]. Org. Lett. 2006 (8) :207_210)、烯丙基取代反应(例如参见Eva R,Carmen C,Oscar P. et. al. First Chiral Phosphoroamidite-phosphite ligands forHighly Enantioselective and versatile Pd-catalyzed asymmetric allylic substitution reactions [J]. Org. Lett. , 2007 (9) 49-52)等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种D-果糖衍生的糖类β -氨基醇及其合成方法。
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实现本发明目的的技术解决方案为一种D-果糖衍生的糖类β-氨基醇，其通式为
权利要求
1.种D-果糖衍生的糖类β -氨基醇，其通式为
2. 一种D-果糖衍生的糖类β-氨基醇的合成方法，其特征在于步骤如下 步骤1 :3-0_苄基_1，2 :4，5_双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖的制备，即该部分包括两步第一步，1，2 :4，5_双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-卩比喃果糖的制备，即在室温下，丙酮溶液中滴加浓硫酸，再向该体系中加入D-果糖，反应结束后加入氢氧化钠溶液、三乙胺终止反应，萃取、洗涤、干燥、浓缩、重结晶得到1，2 :4，5-双-0- (1-甲基)亚乙基-β -D-吡喃果糖；第二步3-0_苄基_1，2 :4，5_双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖的制备，即将氢化钠、1，2 :4，5_双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖加入有机碱中，常温下，向该体系中滴加溴化苄的N，N-二甲基甲酰胺溶液，反应结束后经浓缩、洗涤、过滤、干燥、浓缩、硅胶柱层析，得到3-0-苄基-1，2 :4，5_双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖；步骤2 3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基- β -D-吡喃果糖的制备，即将3-0-苄基_1，2 :4，5_双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖加入醋酸与水的混合溶液中，反应结束后浓缩，加入无机碱至溶液PH为7-8之间，洗涤，萃取，洗涤，干燥，过滤，浓缩，重结晶， 过滤、干燥，得3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基- β -D-吡喃果糖；步骤3 :3-0_苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基_4，5-0-环硫酸酯基-β-D-吡喃果糖的制备，即该部分包括两步第一步，3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基-4，5- 二 -0-氯硫酸酯基-β -D-吡喃果糖的制备，即将3-0-苄基-1，2-0- (1-甲基)亚乙基-β -D-吡喃果糖加入甲苯与吡啶的混合溶液中，低温下搅拌，滴加硫酰氯，加入饱和氯化钠溶液结束反应，洗涤，干燥，过滤、浓缩，得浅黄色糖浆状3-0-苄基-l，2-0-(l-甲基)亚乙基-4，5- 二 -0-氯硫酸酯基- β -D-吡喃果糖粗品；第二步，将3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基-4，5- 二 -0-氯硫酸酯基-β -D-吡喃果糖粗品溶于有机溶剂中，向该体系中加入无机弱碱，常温搅拌过夜，洗涤，萃取，干燥， 过滤，浓缩，重结晶，过滤，干燥，得3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基-4，5-0-环硫酸酯基-β-D-吡喃果糖；步骤4 5-叠氮-3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基-β -D-吡喃果糖的制备，即将 3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基-4，5-0-环硫酸酯基-β -D-吡喃果糖溶于N，N- 二甲基甲酰胺中，向该体系中加入叠氮化钠，加热反应，反应结束后浓缩，得5-叠氮-3-0-苄基-1， 2-0-(1-甲基)亚乙基-β -D-吡喃果糖硫酸钠盐；将该盐溶于有机溶剂中，向该体系中加入硫酸溶液，反应结束后经萃取、洗涤、干燥、过滤、浓缩、硅胶柱层析，得到5-叠氮-3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖；步骤5 :5_氨基-3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖的制备，即常温下，将5-叠氮-3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基-β -D-吡喃果糖溶于有机溶剂中，向该体系中加入三苯基磷，水；反应结束后经浓缩、硅胶柱层析，得到5-氨基-3-0-苄基-1， 2-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-批喃果糖；步骤6 :5-Ν-对甲苯磺酰基-3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖的制备5-Ν-对甲苯磺酰基-3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖的制备，即水-二氧六环体系中加入5-氨基-3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基-β -D-吡喃果糖， 无机弱碱，对甲基苯磺酰氯。低温反应，反应结束后，浓缩，洗涤，萃取，干燥，过滤，浓缩，硅胶柱层析，得5-Ν-对甲苯磺酰基-3-0-苄基-1，2-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖。
3. —种D-果糖衍生的糖类氨基醇的合成方法，其特征在于步骤如下 步骤1 :1-0_苄基_2，3 :4，5_双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖的制备，即该部分包括两步第一步，2，3 :4，5_双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖的制备，即在室温下，丙酮溶液中滴加浓硫酸，再向该体系中加入D-果糖，反应结束后加入氢氧化钠溶液、三乙胺终止反应，萃取、洗涤、干燥、浓缩、重结晶得到2，3 :4，5-双-0- (1-甲基)亚乙基-β -D-吡喃果糖；第二步1-0-苄基-2，3:4，5-双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖的制备，即将氢化钠、2，3 :4，5_双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖加入N，N-二甲基甲酰胺溶液中，常温下，向该体系中滴加溴化苄的有机碱溶液，反应结束后经浓缩、洗涤、过滤、干燥、浓缩、硅胶柱层析，得到1-0-苄基-2，3 :4，5_双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖；步骤2 1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖的制备，即将1-0-苄基_2，3 :4，5_双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖加入醋酸与水的混合溶液中，反应结束后浓缩，加入无机碱至溶液PH为7-8之间，洗涤，萃取，洗涤，干燥，过滤，浓缩，重结晶， 过滤、干燥，得1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖；步骤3 1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基_4，5-0-环硫酸酯基-β-D-吡喃果糖的制备，即该部分包括两步第一步，1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-4，5- 二 -0-氯硫酸酯基-β -D-吡喃果糖3的制备，即将1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-β -D-吡喃果糖加入甲苯与吡啶的混合溶液中，低温下搅拌，滴加硫酰氯，加入饱和氯化钠溶液结束反应，洗涤，干燥，过滤、浓缩， 得浅黄色糖浆状1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-4，5- 二 -0-氯硫酸酯基-β -D-吡喃果糖粗品；第二步，将1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-4，5-二-0-氯硫酸酯基-β-D-吡喃果糖粗品溶于有机溶剂中，向该体系中加入无机弱碱，常温搅拌过夜，洗涤，萃取，干燥， 过滤，浓缩，重结晶，过滤，干燥，得1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-4，5-0-环硫酸酯基-β-D-吡喃果糖；步骤4 5-叠氮-1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-β -D-吡喃果糖的制备，即将 1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-4，5-0-环硫酸酯基-β -D-吡喃果糖溶于N，N- 二甲基甲酰胺中，向该体系中加入叠氮化钠，加热反应，反应结束后浓缩，得5-叠氮-1-0-苄基-2， 3-0-(1-甲基)亚乙基-β -D-吡喃果糖硫酸钠盐；将该盐溶于有机溶剂中，向该体系中加入硫酸溶液，反应结束后经萃取、洗涤、干燥、过滤、浓缩、硅胶柱层析，得到5-叠氮-1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖；步骤5 :5_氨基-1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-β -D-吡喃的制备，即常温下，将 5-叠氮-1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-β -D-吡喃果糖溶于有机溶剂中，向该体系中加入三苯基磷，水；反应结束后经浓缩、硅胶柱层析，得到5-氨基-1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖；步骤6 :5-队^二乙基-1-0-苄基-2，3-0-(1_甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖的制备， 5-Ν，N-二甲基-1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖的制备，即将5-氨基-1-0-苄基-2，3-0-(1-甲基)亚乙基-β -D-吡喃果糖溶于有机溶剂中，加热回流，反应结束后，经洗涤，萃取，干燥，过滤，浓缩，硅胶柱层析得5-Ν，N- 二甲基-1-0-苄基-2， 3-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-批喃果糖。
4.根据权利要求2或3所述的D-果糖衍生的糖类β-氨基醇的合成方法，其特征在于步骤1中，浓硫酸相对于果糖用量为0. 3-0. 4当量时，得到1，2 :4，5_双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-吡喃果糖；浓硫酸相对于果糖用量为1-1.5当量时，得到2，3 :4，5_双-0-(1-甲基)亚乙基-β-D-卩比喃果糖。
5.根据权利要求2或3所述的D-果糖衍生的糖类β-氨基醇的合成方法，其特征在于步骤1中，溴化苄相对于双丙酮叉的用量为1-2当量。
6.根据权利要求2或3所述的D-果糖衍生的糖类β-氨基醇的合成方法，其特征在于步骤2中，醋酸与水的混合溶液中，醋酸体积分数为80% -90%。
7.根据权利要求2或3所述的D-果糖衍生的糖类氨基醇的合成方法，其特征在于步骤3中，硫酰氯相对于步骤2得到产物的用量为3-4当量；低温的温度范围为-60°C -50"C。
8.根据权利要求2或3所述的D-果糖衍生的糖类β-氨基醇的合成方法，其特征在于步骤4中，反应温度为80-85°C，叠氮化钠的用量为相对于步骤3得到产物的用量为1-2当量。
9.根据权利要求2或3所述的D-果糖衍生的糖类β-氨基醇的合成方法，其特征在于步骤5中，三苯基磷的用量相对于步骤4得到产物的用量为1-1.5当量。
10.根据权利要求2或3所述的D-果糖衍生的糖类β-氨基醇的合成方法，其特征在于步骤6中，对甲基苯磺酰氯相对于步骤5得到产物的用量为1-1. 5当量，碘乙烷相对于步骤5得到产物的用量为2-2. 5当量。
全文摘要
本发明公开了一种D-果糖衍生的糖类β-氨基醇及其合成方法，D-果糖衍生的糖类β-氨基醇的通式为R1与R2表示相同或不同的取代基，该取代基选自氢、碳原子数为1-4的直连或支链烷烃的低级烷基和芳酰基中的至少一种；R3、R4、R5分别选自羟基、烷氧基、芳基烷氧基或酰基，其中当R3或R5为烷氧基、芳基烷氧基或酰基时，其余两个基团同时不为羟基，该其余两个基团一起为亚甲基二氧基。本发明的新化合物，可应用于材料、医药、精细化工和不对称催化等领域。其合成方法的原料廉价易得、操作简便、反应条件温和。
文档编号C07B53/00GK102180915SQ20111007340
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月25日 优先权日2011年3月25日
发明者姜宇华, 方志杰, 李龙霞 申请人:南京理工大学