9、r—2,c—5—二甲基四氫呋喃—t—3—基甲磺酸酯和r—2,t—5—二甲基四氫呋喃—t—3—基甲磺酸酯的制備
往100mL四口燒瓶?jī)?nèi)加入r—2,c—5—二甲基—t—3—羥基四氫呋喃(0.6g,5mmol)、二氯甲烷(40mL)和三乙胺(2mL,10mmol),00C下用注射器向溶液中滴加甲磺酰氯(1mL,6.5mmol),控制滴加速度,使體系溫度維持在0~50C內(nèi),約30mim滴加完畢,然后室溫反應(yīng)12h。加入20mL水,用二氯甲烷萃?。?0mLx5),合并有機(jī)相,用1mol/L的鹽酸溶液(30mL)、飽和碳酸氫鈉溶液(40mL)和飽和食鹽水(50mL)依次洗滌,無(wú)水硫酸鎂干燥。旋蒸除去二氯甲烷,將剩余物柱層析分離[硅膠柱,V(石油醚)/V(乙酸乙酯)=5:1洗脫]提純,得到r—2,c—5—二甲基四氫呋喃—t—3—基甲磺酸酯0.91g,產(chǎn)率約為91%。'HNMR(CDCl3)δ1.30[6H,m,CH3(C2和C5)],1.85(1H,m,HC4),2.22(1H,ddd,J=14.1,5.1,1.5Hz,HC4),3.04(3H,s,甲磺酰基),4.10(2H,m,HC2和HC5),4.80(1H,m,HC3)。13CNMR(CDCI3)δ19.2[CH3(C5)],20.4[CH3(C2)],38.5(甲磺酰基),40.4(C4),74.3(C5),80.1(C2),85.9(C3)。HRMS(ESI):m/z[M+Na+]計(jì)算值C7H14NaO4S,217.0505;測(cè)量值:217.0505。
R—2,t—5—二甲基四氫呋喃—t—3—基甲磺酸酯通過(guò)同樣的實(shí)驗(yàn)步驟獲得,產(chǎn)率92%。'HNMR(CDCl3)δ1.24[3H,d,J=6.6HzCH3(C5)],1.31[3H,d,J=6.6HzCH3(C2)],1.85(1H,m,HC4),2.57(1H,m,HC4),3.04(3H,s,甲磺?;?,4.30(2H,m,HC2和HC5),4.83(1H,m,HC3)。13CNMR(CDCl3)δ18.2[CH3(C5)],21.2[CH3(C2)],38.5(甲磺?;?,39.2(C4),73.1(C5),78.5(C2),85.1(C3)。HRMS(ESI):m/z[M+Na+]計(jì)算值C7H14NaO4S,217.0505;測(cè)量值:217.0505。
10、r—2,c—5—二甲基—c—3—乙酰硫基四氫呋喃和r—2,t—5—二甲基—c—3—乙酰硫基四氫呋喃的制備
往裝有溫度計(jì)、磁力攪拌子的250mL三口燒瓶中加入無(wú)水碳酸鉀(5.5g,0.04mol)、N,N—二甲基甲酰胺(60mL)和硫代醋酸(6mL,0.08mol),在室溫下攪拌30min,用注射器向燒瓶中滴加1.9中的產(chǎn)物(1.9g,0.01mol)。滴加完畢后,升溫至100C反應(yīng)6h。冷卻至室溫,加入50mL乙醚,再加入50mL飽和氯化鈉溶液,將混合物轉(zhuǎn)移至分液漏斗中,靜置分層,乙醚萃?。?0mLx5),合并有機(jī)相,用50mL去離子水洗滌,無(wú)水硫酸鎂千燥。旋蒸除去溶劑乙醚,將剩余粗產(chǎn)品柱層析提純[硅膠柱,V(石油醚)/V(乙酸乙酯)=30:1洗脫]。得到r—2,c—5—二甲基—c—3—乙酰硫基四氫呋喃(產(chǎn)率82%)或r—2,t—5—二甲基—c—3—乙酰硫基四氫呋喃(產(chǎn)率78%左右)。r—2,c—5—二甲基—c—3—乙酰硫基四氫呋喃:'HNMR(CDCl3)δ1.21[3H,d,J=6.0HzCH3(C5)],1.28[3H,d,J=6.0HzCH3(C2)],1.51(1H,m,HC4),2.60(1H,m,HC4),2.38(3H,s,乙?;?.96(1H,m,HC3),4.10(2H,m,HC2和HC5)。13CNMR(CDCI3)δ17.1(CH3(C5)),21.0[CH3(C2)],30.2(乙?;?,40.4(C4),46.0(C5),73.5(C2),76.9(C3),195.3(C=O)。HRMS(ESI):m/z[M+Na+]計(jì)箅值C8H14NaO2S,197.0606;測(cè)量值:197.0606。r—2,t—5—二甲基-c-3-乙酰硫基四氫呋喃:'HNMR(CDCl3)δ1.18[3H,d,J=6.0HzCH3(C5)],1.24(3H,d,J=6.0HzCH3(C2)),2.10(2H,m,HC4),2.35(3H,s,乙?;?,3.97(1H,m,HC3),4.21(1H,m,HC5),4.35(1H,m,HC2)。13CNMR(CDCl3)δ17.1[CH3(C5)],21.6[CH3(C2)],30.7(乙?;?1.3(C4),47.6(C5),73.2(C2),75.6(C3),195.3(C=O)。HRMS(ESI):m/z[M+Na+]計(jì)算值C8H14NaO2S,197.0606;測(cè)量值:197.0606。
二、結(jié)果與討論
1、2,5—二甲基—3—乙酰硫基四氫呋喃立體異構(gòu)體的制備及構(gòu)型確認(rèn)首先以丙醛和丙二酸為原料通過(guò)Knoevengael縮合得到3—戊烯酸,然后與甲基鋰反應(yīng)得到4—己烯—2—酮,經(jīng)硼氫化鈉還原后得到4—己烯—2—醇,三步反應(yīng)產(chǎn)率分別為68%、82%和82%。三個(gè)中間體的結(jié)構(gòu)均通過(guò)核磁氫譜和碳譜進(jìn)行了確認(rèn),譜圖數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道一致。然后在氫氧化鈉的作用下環(huán)氧環(huán)開環(huán),同時(shí)發(fā)生分子內(nèi)的親核取代反應(yīng),關(guān)環(huán)形成2,5—二甲基—3—羥基四氫呋喃,產(chǎn)率75%。產(chǎn)物的核磁氫譜和核磁碳譜中很多峰都是成對(duì)出現(xiàn)的,表明產(chǎn)物為一對(duì)立體異構(gòu)體的混合物,比例大致為1:1。關(guān)環(huán)反應(yīng)的機(jī)理如圖3所示。由于環(huán)氧化反應(yīng)為立體專一性的反應(yīng),而隨后在氫氧化鈉的作用下發(fā)生的環(huán)氧環(huán)開環(huán)為SN2的親核取代,由此可以推斷所得到的產(chǎn)物2,5—二甲基-3-羥基四氫呋喃2位甲基和3位羥基處于反式的位置,而5位的甲基相對(duì)2位的甲基則既有可能為順式也有可能為反式的關(guān)系。因此所得的產(chǎn)物為4—己烯—2—醇的羥基甲磺酰化后,雙鍵用過(guò)氧甲酸環(huán)氧化,r—2,c—5—二甲基-t-3-羥基四氫呋喃和r—2,t—5—二甲基—t—3—羥基四氫呋喃混合物。這兩個(gè)立體異構(gòu)體極性非常接近,無(wú)法通過(guò)柱層析分離。
為了將r—2,c—5—二甲基—t—3—羥基四氫,呋喃和r—2,t—5—二甲基—t—3—羥基四氫呋喃兩個(gè)異構(gòu)體分離,本文嘗試將羥基通過(guò)p—硝基苯甲酰氯轉(zhuǎn)換為p—硝基苯甲酸酯,而兩個(gè)異構(gòu)體的p—硝基苯甲酸酯極性相差較為明顯,通過(guò)柱層析分離得到r—2,c—5—二甲基四氫呋喃—t—3—基p—硝基苯甲酸酯和r—2,t—5—二甲基四氫呋喃—t—3—基p—硝基苯甲酸酯,產(chǎn)率分別為52%和41%。產(chǎn)物結(jié)構(gòu)通過(guò)核磁共振譜圖和高分辨質(zhì)譜進(jìn)行了分析,其相對(duì)立體構(gòu)型通過(guò)NOE譜圖得到確認(rèn)。在NOE實(shí)驗(yàn)中,為了進(jìn)行有效的判斷,2號(hào)氫和5號(hào)氫的信號(hào)不能重疊。兩個(gè)異構(gòu)體中只有一個(gè)符合該條件,其NOE譜圖如圖4所示。
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