光學(xué)活性n-(s)-((n-(r)-1-苯乙酰胺)-吡咯烷)-丙烯酰胺及合成和應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種有機化合物及合成和應(yīng)用方法，具體地說是是一種新的手性 化合物N- (S) - ((N- (R) -1-苯乙酰胺）-吡咯烷）-丙烯酰胺及合成和應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 手性是自然界的基本屬性之一，在生命現(xiàn)象和活動中扮演著重要的角色，同時在 許多科學(xué)領(lǐng)域也扮演者重要角色，手性化合物的數(shù)量不斷增長，應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸拓寬。近 年來對于手性化合物的合成受到了廣泛的關(guān)注，尤其是在2001年，來自美國和日本的3 位化學(xué)家被授予了諾貝爾化學(xué)獎，他們在手性催化、不對稱合成等領(lǐng)域取得了重大的研 究成果，極大的推動了手性化合物研究的發(fā)展，手性化合物的合成已成為整個有機化學(xué) 領(lǐng)域的熱點和前沿，代表了 21世紀有機合成化學(xué)發(fā)展的方向。手性化合物主要來源包 括：（1)天然手性化合物；(2)不對稱合成手性化合物；（3)通過外消旋化合物的拆分獲 得。手性化合物在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用都很重要，例如對于外消旋化合物的分離（Tomoyuki Ikai, Chiyo Yamamoto, Masami Kamigaito, Yoshio Okamoto. Immobilized polysaccharide derivatives: chiral packing materials for efficient HPLC resolution, Chem. Rec.，2007, 7:91 - 103)、陰離子識別（Ryosuke Sakai, Shota Okade, Eric B. Barasa, Ryohei Kakuchi, Magdalena Ziabka, Satoshi Umeda, Katsuyuki Tsuda, Toshifumi Satoh, Toyoji Kakuchi. Efficient colorimetric anion detection based on positive allosteric system of urea-functionalized poly (phenylacetylene)receptor. Macromolecul es, 2010, 43:7406 - 7411.)、不對稱合成中的聚合物基催化劑（Shinichi Itsuno. Chiral polymer synthesis by means of repeated asymmetric reaction. Prog. Polym. Sci.，2005, 30:540 - 558)等。早在1974年，Blaschke就報道了帶有光學(xué)活性側(cè)鏈的聚丙 烯酰胺對于扁桃酸具有手性識別能力，在那以后，許多手性聚丙烯酰胺和聚甲基丙烯酰胺 作為高效液相色譜（HPLC)的手性固定相來拆分手性藥物，包括沙利度胺等。因此，光學(xué)活 性丙烯酰胺類化合物的研究受到了廣泛的關(guān)注，它們在手性識別、不對稱合成和手性催化 等領(lǐng)域具有廣泛的潛在應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定的、具有光學(xué)活性的光學(xué)活性 N- (S) - ((N- (R) -1-苯乙酰胺）-吡咯烷）-丙烯酰胺。本發(fā)明的目的還在于提供一種操作簡 單、反應(yīng)條件溫和、副產(chǎn)物少的光學(xué)活性N-(S)-((N-(R)_1-苯乙酰胺）_吡咯烷）_丙烯酰 胺的合成方法。本發(fā)明的目的還在于提供一種光學(xué)活性N- (S) - ((N- (R) -1-苯乙酰胺）-吡 咯烷）_丙烯酰胺作為陰離子識別受體的應(yīng)用方法。
[0004] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
[0005] 本發(fā)明的光學(xué)活性N- (S) - ((N- (R)-1-苯乙酰胺）-吡咯烷）-丙烯酰胺（APEPCA)， 的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：
[0006]
[0007] 本發(fā)明的光學(xué)活性N-(S)-((N-(R)_1-苯乙酰胺）_吡咯烷）_丙烯酰胺具有如下 特征：
[0008]熔點為115°C;比旋光度-拉(C=ImgzmU 1HF)
[0009] 本發(fā)明的光學(xué)活性N-(S)-((N-(R)_1-苯乙酰胺）_吡咯烷）_丙烯酰胺是通 過兩步反應(yīng)合成的，其中第一步反應(yīng)以（S)-脯氨酸和丙烯酰氯為原料，在堿性條件下 反應(yīng)制備中間體（S) -1-丙稀?；鵓比略燒-2-羧酸；第二步反應(yīng)以中間體（S) -1-丙稀 ?；量┩?2-羧酸和R_(+)_ a -甲基芐胺為原料，在堿性條件下反應(yīng)制備目標(biāo)產(chǎn)物 N-(S) _((N-(R)-1-苯乙酰胺）_吡咯烷）_丙烯酰胺。具體反應(yīng)流程如下：
[0010] ⑴低溫（〇°C)、常壓下，（S)-脯氨酸、丙烯酰氯、氫氧化鈉摩爾比為1:0.9~ 1. 1:2. 5的比例反應(yīng)制備中間體（S)-I-丙烯?；量┩?2-羧酸，
[0011] 將（S)-脯氨酸、氫氧化鈉溶解于去離子水中，其中（S)-脯氨酸的濃度為0. 5~ lmol/L，緩慢滴加丙烯酰氯，滴加結(jié)束后于0°C冰水浴中反應(yīng)Ih ;反應(yīng)結(jié)束后，用6mol/L的 鹽酸進行酸化，然后用二氯甲烷進行萃取，收集有機相并旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，最后在乙酸乙 酯中重結(jié)晶得到純凈的中間體（S)-I-丙烯?；量┩?2-羧酸；
[0012] (2)在低溫（(TC )、常壓下，由中間體（S)-I-丙烯酰基吡咯烷-2-羧酸、 R-(+)_a -甲基芐胺、三乙胺、催化劑組分丨、催化劑組分2摩爾比為1:0. 9~2:2:1. 1:1. i 的比例進行反應(yīng)，
[0013] 將中間體（S)-I-丙烯?；量┩?2-羧酸、催化劑組分1、三乙胺溶解在溶劑二氯 甲烷中，其中（S)-I-丙烯?；量┩?2-羧酸的濃度為0.2~lmol/L。在0°C條件下，緩 慢加入催化劑組分2,攪拌2h，滴加R-(+)_ a -甲基芐胺，反應(yīng)14h后，經(jīng)酸洗、水洗、干燥， 并采用柱層析法提純得到目標(biāo)產(chǎn)物光學(xué)活性N- (S) - ((N- (R) -1-苯乙酰胺）-吡咯烷）-丙 烯酰胺。
[0014] 本發(fā)明的光學(xué)活性N-(S)-((N-(R)-I-苯乙酰胺）_吡咯烷）_丙烯酰胺的合成方 法還可以包括：
[0015] (1)柱層析法提純所采用的流動相為丙酮、石油醚、三乙胺的體積比為1:2:0.05 的混合物。
[0016] (2)所述催化劑組分1為1-羥基-苯并-三氮唑（HOBt)、催化劑組分2為1-乙 基-(3-二甲基胺基丙基）碳二亞胺鹽酸鹽（EDC)。
[0017] 本發(fā)明的光學(xué)活性N-(S)-((N-(R)-I-苯乙酰胺）_吡咯烷）_丙烯酰胺衍生物作 為陰離子識別受體。
[0018] 本發(fā)明的光學(xué)活性N-(S)-((N-(R)-I-苯乙酰胺）_吡咯烷）_丙烯酰胺的合成方 法，采用Schotten-Baumann反應(yīng)及HOBt和EDC催化的酰胺化反應(yīng)來合成具有雙活性中心 的光學(xué)活性N-(S)-((N-(R)-I-苯乙酰胺）-吡咯烷）-丙烯酰胺，兩步反應(yīng)均是經(jīng)典的有 機反應(yīng)，具有反應(yīng)條件溫和，操作方法簡單，副產(chǎn)物少并易于提純的特點。圖1為所得產(chǎn)物 APEPCA的紅外譜圖，圖2為產(chǎn)物APEPCA的質(zhì)子核磁共振譜圖。
[0019] 本發(fā)明的光學(xué)活性N-(S)-((N-(R)-I-苯乙酰胺）-吡咯烷）-丙烯酰胺衍生物作 為陰離子識別受體的應(yīng)用方法，具體流程如下：
[0020] (1)以甲醇為反應(yīng)溶劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，在60°C氮氣保護下進行APEPCA 的自由基聚合，反應(yīng)24h后，將聚合物溶液冷卻到室溫，緩慢滴加到石油醚中，形成白色沉 淀，離心并用石油醚洗滌3-5次，將所得白色固體在60°C真空烘箱干燥8-12h，得到具有光 學(xué)活性的聚丙烯酰胺衍生物PAPEPCA。
[0021] (2)以四氫呋喃為溶劑，配置一定濃度的聚合物PAPEPCA溶液和陰離子（包括OH、 F、C1、Br、I、AcO )的四丁基銨鹽溶液，移取0. 5mL聚合物溶液置于5mL容量瓶中，根據(jù)設(shè) 定的濃度配比移取相應(yīng)體積的陰離子溶液，加入到容量瓶中，用四氫呋喃稀釋至刻度線，混 合均勻后靜置過夜，于室溫下測試混合溶液的紫外-可見吸收光譜，表征聚丙烯酰胺衍生 物對陰離子的識別性能。通過裸眼觀察，聚合物溶液為無色透明溶液，加入上述的六種陰離 子后，部分溶液顯現(xiàn)顏色變化，其中加入OH后溶液變?yōu)辄S色，加入F后溶液呈現(xiàn)淡黃色，其 余四種陰離子沒有呈現(xiàn)顏色變化。測試混合溶液的紫外-可見吸收光譜發(fā)現(xiàn)，聚合物溶液 中加入Cl和AcO時，溶液的紫外-可見吸收光譜沒有明顯的變化，說明聚合物對這兩種陰 離子沒有明顯的作用；聚合