The asymmetry synthetic of b-hydroxybutyrate of linalool to the source for chiral

Ge Junying¹, Chen Huizong², Liu Fang³
(¹Colleye of Chemistry and Bioengineering, Yichun University, Jiangxi Yichun 336000; ² Institute of Chemistry, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022; ³Wanli University, Zhejiang 315101, China)

Abstract This ester by transesterification of linalool for chiral source and acetoacetate is asymmetric b-keto ester. when sodium borohydride reacts with the ester , Sodium borohydride for the most part attacks from steric smaller end of b- keto esters,its product analysis through Chiral column, To be S-(+) configuration over the b-hydroxybutyrate, ee%to 58%, 82% yield.
Keywords chiral source, linalool, transesterification, asymmetric reaction, b-hydroxybutyrate

以芳樟醇为手性源的b-羟基丁酸的不对称合成

葛军英¹ 陈慧宗² 刘芳³
(¹宜春学院化生学院, 江西宜春 336000; ²江西师范大学化学学院, 南昌330022; ³万里学院, 浙江 315101)

2008年10月18日收稿；国家自然科学基金资助项目(20662005)

摘要 以具有手性的芳樟醇为手性源,与乙酰乙酸乙酯进行酯交换反应, 得到具有手性的b-酮酯, 此酯与硼氢化钠反应时, 硼氢化钠主要从空间位阻较小的一端对b-酮酯进行进攻, 其产物用手性柱进行分析,得到以S-（+）构型过量的b-羟基丁酸, ee%为58%，产率为82%。
关键词 手性源，芳樟醇，酯交换，不对称反应，b-羟基丁酸

    芳樟醇为天然芳樟油、伽罗木油、玫瑰木油等的主成分,是一种重要的香料,是各种人造精油的调合原料,也大量用于制造芳樟醇的各种酯。其香气类似新鲜铃兰花香,天然制成,香气新鲜纯正持久，因此用于化妆品.肥皂.洗涤济.食品等香精的配置,及医药工业调香。芳樟醇及基酯类的香水等化妆品配方中占有重要的地位。芳樟醇也是重要的化工原料，由于芳樟醇的活泼化学性能,所以能制成名目繁多的衍生物，本文利用其与乙酰乙酸乙酯在一定条件下反应生成不对称酯^[1]，该酯再与硼氢化钠反应生成S-构型过量的具有旋光性的b-羟基丁酸，其反应如下：

反应1 为乙酰乙酸乙酯与芳樟醇进行酯交换反应

（过量）

反应2 为乙酰乙酸芳樟酯与硼氢化钠进行反应

1 实验部分
1.1 试剂及仪器
    所用试剂：右旋芳樟醇、乙酰乙酸乙酯、无水乙醚、无水乙醇、单质碘、硼氢化钠、氢氧化钠、碳酸钠、氯化钠、无水硫酸镁、无水氯化钙、浓硫酸（均为分析纯）。
    测试仪器：日本岛津GC-17A型气相色谱仪，校正峰面积归一化法计算各组分含量，分析条件为：手性色谱柱.WCOT Fused Silica 30m×0.25mm×0.25mm film thickness，氢焰检测器 ，柱温120℃(保温2min)再以5℃/min速度升温至200℃（保温10min）气化室温度200℃，检测器温度220℃，分流比为50:1，进样量为0.1mL,红外光谱：德国Perkin-Elmer SP OneFT-IR光谱仪，KBr压片；瑞士Bruker Vance400MHz型核磁共振仪（氘代CDCl₃为溶剂,TMS为内标）；旋光仪：美国POL-341型；熔点仪：北京X-4数字显示显微熔点测定仪。
1.2 酯交换反应
    向100ml三颈瓶中加入乙酰乙酸乙酯和芳樟醇各10ml，加I₂ 0.2g，于油浴中回流加热两个半小时，然后把回流改为蒸馏装置，并同时由恒压滴液漏斗滴加芳樟醇于反应液中，控制蒸馏速度与芳樟醇的滴加速度近于相等，直至用气相色谱法检验瓶中反应液无乙酰乙酸乙酯存在，停止滴加芳樟醇，冷却，用饱和Na₂SO₃溶液洗涤反应液，再用饱和NaCl溶液洗至中性，分出有机层，经减压蒸馏后即得产品乙酰乙酸芳樟酯。
1.3 b-羟基丁酸的合成
    将10mmol乙酰乙酸芳樟醇用无水甲醇溶解，加入20mmol的CaCl₂固体^[2]，冰水浴下在带有冷凝管和干燥管的三颈烧瓶中慢慢加入20mmol NaBH₄的甲醇溶液，一小时后用20%的硫酸水解，使溶液PH=6，加乙醚萃取三次,分出有机层，去乙醚后加入20%的NaOH溶液使反应液pH=8.在磁力搅拌下升温至80℃进行皂化反应，6h后停止反应。加入20%的H₂SO₄溶液使反应液PH=6，乙醚萃取三次后用无水MgSO₄干燥，去乙醚即得产物b-羟基丁酸。

2 产物测试

    绿色固体 mp 49-50℃ (文献值 mp 49-50℃), [a]_D¹⁶ +14.44°(c 1 in EtOH) (文献值[a]_D¹⁶ +24.9°c 1 in EtOH)
¹HNMR(D₂O,400MHZ) d:1.039-1.055(d,J=6.4Hz,3H)2.310-2.330(d,J=8Hz,2H)4.005-4.085(m,1H),¹³CNMR(D₂O,100MHZ)d:175.99 64.40 42.92 21.74,IR(KBr压片) d:2977 1715 1404 1297 1091 95

3 结果与讨论
    由于芳樟醇碳原子数多，空间位阻大，酯化反应活化能较高，酯化能力弱，酸难以与其反应，因此绝大多数合成方法常用酯交换法，酯交换法反应条件相对比较温和，对设备的要求不高，所用的催化剂也易得到。
    b-酮酸酯与醇在I₂催化下，可以较好地发生酯交换反应^[3]。此实验用酯交换法制得乙酰乙酸芳樟酯。当硼氢化钠与乙酰乙酸芳樟酯的甲醇溶液反应时^[4]，羰基酸酯的优势构象是两个羰基是平行的、共平面的，大基团处于两个羰基所在的平面中，BH₄^-主要从空阻较小的-CH₃基团所在一方即纸面下方进攻羰基，水解后选择性的得到以S-（+）构型过量的b-羟基丁酸，ee%为58%，产率为82%。

REFERENCES
[1] 叶秀林.立体化学.北京：高等教育出版社,1982,389.
[2] Hi deaki Fujii. Tetrahedron Letters, 1991, 32(43): 6147-6150
[3]Chavan,S.P.;Kale,R.R.;shivasamkar,K et al.Synthesis, 2003,2695.
[4] Fujita M, HiyamaT. J.Am.Chem.Soc. 1985,107, 8294-8296