一種手性噁唑啉化合物的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種功能高分子材料的合成方法，具體地說(shuō)是一種手性噁唑啉化合物的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]噁唑啉單體及其聚合物由于其性能易于調(diào)控，并具有良好的生物相容性和生物抑制功能，近年來(lái)已在蛋白質(zhì)吸收、靶向藥物緩釋、藥物載體、抗菌性聚合物材料等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景，并迅速成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。而2-噁唑啉類單體是較為特別的一類，因同時(shí)具有異丙烯和噁唑啉雜環(huán)兩種結(jié)構(gòu)不同但均具有聚合性的基團(tuán)而成為一種雙功能單體?；谶@兩種基團(tuán)的結(jié)構(gòu)差異，應(yīng)用不同的聚合機(jī)理可分別獲得不同類型的聚合物。Saegusa、Kobayashi和Tomalia等不同課題組已對(duì)這些結(jié)構(gòu)不同的單體及其聚合機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究(Macromol Sci, Butterworth, London, 1975, 8, Chapter 4 ；PolymJ, 1980, 12，661)。
[0003]直至目前，對(duì)于各類噁唑啉單體及其聚合物的報(bào)道大多是針對(duì)其功能性開(kāi)發(fā)方面的報(bào)道(Macromolecules，1985，18，1641)，而對(duì)于具有手性側(cè)基的2-噁唑啉類化合物及其性能的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。具有手性側(cè)基的2-噁唑啉類衍生物，其特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(兼?zhèn)涫中院痛篌w積特征)使得其可作為一類手性均聚或共聚單體，用以引發(fā)自身均聚物或甲基丙烯酸三苯甲酯類聚合物的單手螺旋結(jié)構(gòu)，并可同時(shí)賦予聚合物新的結(jié)構(gòu)和功能特性。因此探索具有手性特征的2-噁唑啉類化合物的合成方法已成為功能高分子領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之
O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種原料來(lái)源廣泛、價(jià)廉易得，工藝簡(jiǎn)單、成熟、易于控制，產(chǎn)率較高的手性噁唑啉化合物的合成方法。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006](I)由甲基丙烯酰氯或丙酰氯與含手性側(cè)基的氨基醇合成具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物；
[0007](2)具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物與甲磺酰氯發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)，得到手性噁唑啉化合物。
[0008]本發(fā)明還可以包括:
[0009]1、由甲基丙烯酰氯或丙酰氯與含手性側(cè)基的氨基醇合成具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物的方法為:將帶手性側(cè)基的苯基甘氨醇在室溫下充分溶解于四氫呋喃和三乙胺的體積比為5:1的混合液中，然后滴加與苯基甘氨醇的當(dāng)量相等的甲基丙烯酰氯或丙酰氯，降至-20°C?-15°C，攪拌回流l_3h，停止反應(yīng)，過(guò)濾、旋蒸，用三氯甲烷進(jìn)行稀釋，再用蒸餾水充分洗滌，用硫酸鎂進(jìn)行干燥，再次過(guò)濾、旋蒸。
[0010]2、具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物與甲磺酰氯發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)得到手性噁唑啉化合物的方法為:將具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物溶解于體積比為7:1 二氯甲烷和三乙胺混合液中，滴加與具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物當(dāng)量相等的甲磺酰氯，降至(TC?5°C，l-5h后再升溫至室溫，攪拌回流10-15h，停止反應(yīng)，過(guò)濾，用飽和碳酸氫鈉溶液充分洗滌，用硫酸鎂進(jìn)行干燥。
[0011]3、還包括提純過(guò)程，將得到的手性噁唑啉化合物再進(jìn)行過(guò)濾、旋蒸，用正己烷進(jìn)行萃取，再次旋蒸，減壓蒸餾兩次，并在40-60°C下真空干燥，最終獲得純凈的手性噁唑啉化合物。
[0012]本發(fā)明首先由甲基丙烯酰氯和含手性側(cè)基的氨基醇合成具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物，再通過(guò)與甲磺酰氯的作用發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)，即可得到手性噁唑啉化合物。對(duì)所得單體進(jìn)行純化，最終獲得純凈的手性噁唑啉化合物。利用核磁共振氫譜(1H-NMR)和元素分析技術(shù)對(duì)所得單體進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和分析，確定其分子結(jié)構(gòu)和純度符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)所合成化合物進(jìn)行旋光度測(cè)試，獲得新型手性噁唑啉化合物的光學(xué)活性特征。
[0013]本發(fā)明合成路線清晰可行、工藝成熟、操作簡(jiǎn)單、且易于實(shí)現(xiàn)，可用于大規(guī)模的批量生產(chǎn)。本發(fā)明采用的原料來(lái)源廣泛、價(jià)廉易得，而且整個(gè)合成工藝簡(jiǎn)單、易于控制，產(chǎn)率較尚O
[0014]圖2和圖3分別為所合成的兩種新型手性噁唑啉化合物——⑶-4-苯基-異丙烯基噁唑啉和(S)-4-苯基-乙基噁唑啉的核磁共振氫譜Oh-nmr)。從圖中可以看到，所合成手性噁唑啉化合物的結(jié)構(gòu)規(guī)整，且符合預(yù)期合成結(jié)構(gòu)目標(biāo)。
[0015]而圖4的表I中的光學(xué)活性測(cè)試結(jié)果表明，該新型手性噁唑啉化合物顯示出較高的光學(xué)活性，尤其是第一種噁唑啉手性化合物一一 (S) -4-苯基-異丙烯基噁唑啉在鈉光源下的旋光度達(dá)到-247度，表明所制備的新型手性噁唑啉化合物具有較大的實(shí)用價(jià)值和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)潛力，可進(jìn)一步用于手性聚合物的合成或其他功能高分子材料的制備。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1a為【具體實(shí)施方式】一的手性噁唑啉化合物的合成路線。
[0017]圖1b為【具體實(shí)施方式】二的手性噁唑啉化合物的合成路線。
[0018]圖2 (S) -4-苯基-異丙烯基噁唑啉手性化合物的核磁共振氫譜(1H-NMR) (500MHz,氘代氯仿，室溫)。
[0019]圖3 (S) -4-苯基-乙基噁唑啉手性化合物的核磁共振氫譜(1H-NMR) (500MHz，氘代氯仿，室溫)。
[0020]圖4為兩種新型手性噁唑啉化合物的光學(xué)活性測(cè)試結(jié)果表。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明的技術(shù)方案的要點(diǎn)包括:
[0022]1.取帶手性側(cè)基的苯基甘氨醇在室溫下充分溶解于四氫呋喃和三乙胺混合液(體積比為5:1)中，然后滴加甲基丙烯酰氯或丙酰氯(與苯基甘氨醇的當(dāng)量相等，按照所要合成目標(biāo)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，如圖1所示)，降至低溫，攪拌回流l_3h，停止反應(yīng)，過(guò)濾、旋蒸，用三氯甲烷進(jìn)行稀釋，再用蒸餾水充分洗滌，用硫酸鎂進(jìn)行干燥，再次過(guò)濾、旋蒸，得中間產(chǎn)物，即甲基丙烯酰胺類衍生物，產(chǎn)率為60-75%。
[0023]2.將上述中間產(chǎn)物充分溶解于二氯甲烷和三乙胺混合液(體積比為7:1)中，滴加甲磺酰氯(與上述中間產(chǎn)物的當(dāng)量相等)，降至低溫，l_5h后再升溫，攪拌回流10_15h，停止反應(yīng)，過(guò)濾，用飽和碳酸氫鈉溶液充分洗滌，用硫酸鎂進(jìn)行干燥。
[0024]3.將上述產(chǎn)物再進(jìn)行過(guò)濾、旋蒸，用正己烷進(jìn)行萃取，再次旋蒸，減壓蒸餾兩次，并在40_60°C下真空干燥，最終獲得純凈的手性噁唑啉化合物，產(chǎn)率為50-70%。
[0025]下面舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述。
[0026]【具體實(shí)施方式】一:
[0027]1.取50.0g(S)-(+)_苯基甘氨醇在室溫下充分溶解于四氫呋喃和三乙胺混合液(體積比為5:1)中，然后滴加甲基丙烯酰氯(與苯基甘氨醇的當(dāng)量相等，如圖1a所示)，降至-15°C，攪拌回流lh，停止反應(yīng)，過(guò)濾、旋蒸，用三氯甲烷進(jìn)行稀釋，再用蒸餾水充分洗滌，用硫酸鎂進(jìn)行干燥，再次過(guò)濾、旋蒸，得中間產(chǎn)物，即甲基丙烯酰胺類衍生物，產(chǎn)率為61 %。
[0028]2.將上述中間產(chǎn)物充分溶解于二氯甲烷和三乙胺混合液(體積比為7:1)中，滴加甲磺酰氯(與上述中間產(chǎn)物的當(dāng)量相等)，降至0°C，3h后升至室溫，攪拌回流13h，停止反應(yīng)，過(guò)濾，用飽和碳酸氫鈉溶液充分洗滌，用硫酸鎂進(jìn)行干燥。
[0029]3.將上述產(chǎn)物再進(jìn)行過(guò)濾、旋蒸，用正己烷進(jìn)行萃取，再次旋蒸，減壓蒸餾兩次，并在60°C下真空干燥，最終獲得純凈的手性噁唑啉化合物，產(chǎn)率為58%。
[0030]本實(shí)施方式所獲得的(S) -4-苯基-異丙烯基噁唑啉的結(jié)構(gòu)規(guī)整，其分子結(jié)構(gòu)如圖2中的核磁氫譜所示。所得產(chǎn)物的產(chǎn)率較高，并具有較高的光學(xué)活性。
[0031]【具體實(shí)施方式】二:
[0032]1.取50.0g(S)-(+)_苯基甘氨醇在室溫下充分溶解于四氫呋喃和三乙胺混合液(體積比為5:1)中，然后滴加丙酰氯(與苯基甘氨醇的當(dāng)量相等，如圖1b所示)，降至-20°C，攪拌回流lh，停止反應(yīng)，過(guò)濾、旋蒸，用三氯甲烷進(jìn)行稀釋，再用蒸餾水充分洗滌，用硫酸鎂進(jìn)行干燥，再次過(guò)濾、旋蒸，得中間產(chǎn)物，即甲基丙烯酰胺類衍生物，產(chǎn)率為71 %。
[0033]2.將上述中間產(chǎn)物充分溶解于二氯甲烷和三乙胺混合液(體積比為7:1)中，滴加甲磺酰氯(與上述中間產(chǎn)物的當(dāng)量相等)，降至2°C，Ih后升至室溫，攪拌回流llh，停止反應(yīng)，過(guò)濾，用飽和碳酸氫鈉溶液充分洗滌，用硫酸鎂進(jìn)行干燥。
[0034]3.將上述產(chǎn)物再進(jìn)行過(guò)濾、旋蒸，用正己烷進(jìn)行萃取，再次旋蒸，減壓蒸餾兩次，并在60°C下真空干燥，最終獲得純凈的手性噁唑啉化合物，產(chǎn)率為64%。
[0035]本實(shí)施方式所獲得的(S)-4_苯基-乙基噁唑啉的結(jié)構(gòu)規(guī)整，其分子結(jié)構(gòu)如圖3中的核磁氫譜所示。所得產(chǎn)物的產(chǎn)率較高，并具有較高的光學(xué)活性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種手性噁唑啉化合物的合成方法，其特征是: (1)由甲基丙烯酰氯或丙酰氯與含手性側(cè)基的氨基醇合成具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物； (2)具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物與甲磺酰氯發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)，得到手性噁唑啉化合物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手性噁唑啉化合物的合成方法，其特征是:由甲基丙烯酰氯或丙酰氯與含手性側(cè)基的氨基醇合成具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物的方法為:將帶手性側(cè)基的苯基甘氨醇在室溫下充分溶解于四氫呋喃和三乙胺的體積比為5:1的混合液中，然后滴加與苯基甘氨醇的當(dāng)量相等的甲基丙烯酰氯或丙酰氯，降至-20°C?-15°C，攪拌回流l_3h，停止反應(yīng)，過(guò)濾、旋蒸，用三氯甲烷進(jìn)行稀釋，再用蒸餾水充分洗滌，用硫酸鎂進(jìn)行干燥，再次過(guò)濾、旋蒸。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的手性噁唑啉化合物的合成方法，其特征是:具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物與甲磺酰氯發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)得到手性噁唑啉化合物的方法為:將具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物溶解于體積比為7:1 二氯甲烷和三乙胺混合液中，滴加與具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物當(dāng)量相等的甲磺酰氯，降至0°C?5°C，l_5h后再升溫至室溫，攪拌回流10_15h，停止反應(yīng)，過(guò)濾，用飽和碳酸氫鈉溶液充分洗滌，用硫酸鎂進(jìn)行干燥。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的手性噁唑啉化合物的合成方法，其特征是:還包括提純過(guò)程，將得到的手性噁唑啉化合物再進(jìn)行過(guò)濾、旋蒸，用正己烷進(jìn)行萃取，再次旋蒸，減壓蒸餾兩次，并在40-60°C下真空干燥，最終獲得純凈的手性噁唑啉化合物。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手性噁唑啉化合物的合成方法，其特征是:還包括提純過(guò)程，將得到的手性噁唑啉化合物再進(jìn)行過(guò)濾、旋蒸，用正己烷進(jìn)行萃取，再次旋蒸，減壓蒸餾兩次，并在40-60°C下真空干燥，最終獲得純凈的手性噁唑啉化合物。
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種手性噁唑啉化合物的合成方法。(1)由甲基丙烯酰氯或丙酰氯與含手性側(cè)基的氨基醇合成具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物；(2)具有手性側(cè)基的甲基丙烯酰胺類衍生物與甲磺酰氯發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)，得到手性噁唑啉化合物。利用核磁共振氫譜(1H-NMR)和元素分析技術(shù)對(duì)所得單體進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和分析，確定其分子結(jié)構(gòu)和純度符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)所合成化合物進(jìn)行旋光度測(cè)試，獲得新型手性噁唑啉化合物的光學(xué)活性特征。本發(fā)明合成路線清晰可行、工藝成熟、操作簡(jiǎn)單、且易于實(shí)現(xiàn)，可用于大規(guī)模的批量生產(chǎn)。
【IPC分類】C07D263/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105111159
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510413168
【發(fā)明人】沈軍, 李庚
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年7月15日