(S)-缩水甘油的合成与应用

(S)-缩水甘油，英文名为(S)-Oxiranemethanol，常温常压下为无色至淡黄色液体，(S)-缩水甘油属于环氧类化合物，在有机合成中常通过其结构中环氧开环反应合成手性医药中间体。此外，(S)-缩水甘油可用于构建列环素和前列腺素分子骨架。

合成方法

图1 (S)-缩水甘油的合成路线

方法一

往1.2升二氯甲烷中，加入200克(S)-3-氯-1,2-丙二醇(99.5%ee)和419克磷酸钾，得到的混合溶液在搅拌下回流反应3小时，然后将所得溶液冷却到室温并过滤除去不溶性固体沉淀，然后在减压下蒸发二氯甲烷，通过分馏（66度/19毫米汞柱）的方法提纯残余物即可得到122克目标化合物：（S）-缩水甘油，产量：122克，91.0% 化学纯度：99.0% 光学纯度（GC）99.5% ee.[1]

方法二

在室温条件下，将碳酸钾（75.0克，0.543摩尔）加入到(S)-3-氯-1，2-丙二醇（40.0克，0.362摩尔）在二氯甲烷（500毫升）中的溶液，得到的混合物在室温下搅拌20小时，等到反应结束后将得到的悬浮液通过硅藻土过滤（用二氯甲烷洗涤），并在真空中浓缩滤液，通过蒸馏的方法纯化残余物即可得到目标化合物（S）-缩水甘油。[2]

用途

(S)-缩水甘油可作为手性有机合成中间体应用于药物分子和化妆品相关分子的合成，例如应用于构建列环素和前列腺素分子的基本骨架。在有机合成转化中,环氧结构和常见的亲核试剂反应得到开环官能团化的产物，例如和醇反应得到相应的手性醚类产物，和胺类物质反应得到手性氨基醇类产物。

图2 (S)-缩水甘油的应用转化

实验步骤：

在氩气氛围下，在零度下向(S)-缩水甘油(1.00 g,13.5 mmol, 0.9 mL)在23 mL 二氯甲烷和四氢呋喃的混合溶液 (1 : 2, v/v)中加入MgBr2（4.20 g, 23.0 mmol），反应15分钟后通过TLC监测起始材料的转化情况，等待原料消耗完毕，往反应体系中加入3毫升的氯化铵水溶液（10%）以淬灭反应，然后用二氯甲烷萃取所得混合物，用无水硫酸镁上干燥有机相并过滤除去硫酸镁固体，然后在减压下除去挥发物即可得到产物（S）-3-溴丙烷-1，2-二醇。[3]

核磁数据

H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 2.46 (dd, 1H, J = 6.6, 6.6 Hz), 2.75–2.77 (m, 1H), 2.82–2.83 (m, 1H), 3.16–3.19 (m, 1H), 3.59 (dd, 1H, J = 12.4, 6.4 Hz), 3.96 (ddd, 1H, J = 12.4, 6.4, 1.9 Hz); 13C NMR (125 MHz, CDCl3) δ 44.2, 52.3, 61.9 [2]

参考文献

[1] Lee, Ho-Seong et al PCT Int. Appl., 2006019202, 23 Feb 2006

[2] Morita, Masao et al Organic Letters, 17(22), 5634-5637; 2015

[3] Bethge, Lucas et al Organic & Biomolecular Chemistry, 8(10), 2439-2448; 2010