N-Boc-D-丙氨醇的制备

背景及概述

手性氨基醇是一类由 α-氨基酸经过手性源还原得到的具有光学活性的氨基醇。目前，手性氨基醇已广泛用于医药、精细化工、材料和不对称催化的有机合成中。在医药领域主要应用在多肽类药物和喹诺酮类手性药物中，在不对称催化领域手性氨基醇以其来源广泛，结构多样化而备受关注，主要用作金属手性配体和手性助剂的手性源。因此，研究手性氨基醇的制备对建立低成本、规模制备手性氨基醇，具有很强的实际应用价值。N-Boc-D-丙氨醇英文名称：N-Boc-D-alaninol，CAS号：106391-86-0，分子式：C8H17NO3，分子量：175.23。

制备

以D-丙氨酸为起始物料，经甲酯化、二碳酸二叔丁酯的N保护，还原制备目标化合物N-Boc-D-丙氨醇[1]。其合成反应式如下图：

图1 N-Boc-D-丙氨醇的合成反应式

实验操作：

D-丙氨酸甲酯的合成

取 350ml 无水甲醇于烧瓶中，加入 0.2mol D-丙氨酸，室温搅拌下通入干燥的氯化氢，直至饱和。搅拌过夜，TLC（展开剂 V(正丁醇):V(冰醋酸)=2:1的饱和水溶液）检测，反应至酸点消失，Rf＝0.7，蒸出甲醇，并用甲醇－乙醚重结晶，真空干燥得氨基酸甲酯盐酸盐；向氨基酸甲酯盐酸盐的水溶液中，加入饱和 NaHCO3 溶液，至 PH=8,用无水乙醚等溶剂萃取 4 次，无水 MgSO4 干燥，减压蒸出溶剂，得D-丙氨酸甲酯，油状物。

N-Boc-D-丙氨酸甲酯的合成

在 500ml 三口烧瓶中，加入干燥 200ml THF、2(12.67g，64.3mmol)和新蒸Et3N(19ml，138mmol)。N 2 保护，冰水浴，滴加 Boc 2 O(14.3g，64.3mol)的 100ml THF 溶液。滴完，继续搅拌 10min 后，移走冰水浴，室温反应 14h，然后升温至50℃，反应 3h。过滤后，减压蒸发掉溶剂，残余物中加入 200ml 乙醚和 250ml饱和 NaHCO3 ，分出有机相，液相用 150ml 乙醚萃取 3 次，合并有机相，Na2SO4干燥。减压蒸出乙醚，再高真空蒸馏得黄色油。

N-Boc-D-丙氨醇的合成

取N-Boc-D-丙氨酸甲酯（0.2mol）溶于 600ml 无水甲醇中，加入 24.2g(0.4mol)氯化锂，搅拌使之溶解。分批加入 NaBH4 (15.2g，0.4mol)，室温搅拌，TLC(展开剂 V(丙酮):V(苯)= 2:1)检测至酯点消失。加入 64ml 水中止反应，以浓盐酸调至 PH＝1，蒸出大部分溶剂，用 7.5M NaOH 中和至 PH=12，过虑掉沉淀，用 CH2Cl2 (20ml)洗涤沉淀 3 次，接着对水相用 CH2Cl2 (150ml)萃取 4 次，合并 CH2Cl2 液，用饱和NaCl 溶液（100ml）洗，无水 Na2SO4 干燥，蒸出 CH2Cl2 ，并用乙酸乙酯－正己烷重结晶，真空干燥得N-Boc-D-丙氨醇。

参考文献

[1] Koskinen A.M.P. Asymmetry: to make a distinction[J]. Pure Appl. Chem. 1995, 67:1031-1036