(S)-苄氧甲基环氧乙烷的化学转化

发布日期:2023/9/18 16:32:07

(S)-苄氧甲基环氧乙烷，英文名为(S)-(+)-Benzyl glycidyl ether，常温常压下为无色透明油状液体，不溶于水但是可溶于常见的有机溶剂。(S)-苄氧甲基环氧乙烷是一种手性有机合成试剂，其结构中的环氧乙烷单元可在亲核试剂的进攻下发生开环官能团化反应，常用作手性原料应用于多种手性有机功能分子的结构修饰与合成过程中。值得说明的是，该物质在进行常见的开环官能团化反应时，它的手性特点可以较好地转移到产物结构中。

理化性质

(S)-苄氧甲基环氧乙烷具有极其高的化学反应活性，其对酸性物质和碱性物质都不稳定。在酸性条件下，环氧乙烷结构中的氧原子会被质子化，质子化之后的三元环很容易被亲核试剂例如醇类化合物，胺类化合物或者水进攻得到开环官能团化的衍生物。而在碱性条件下，环氧乙烷容易受到氢氧根离子的亲核进攻得到相应的醇类衍生物。在这些反应条件下，(S)-苄氧甲基环氧乙烷的手性中心将会保留。由于手性中心的存在，开环官能团化反应或生成醇类衍生物时，产物将保留手性。这使得(S)-苄氧甲基环氧乙烷在手性有机合成中具有重要的应用价值。

化学转化

(S)-苄氧甲基环氧乙烷的开环官能团化反应

图1 (S)-苄氧甲基环氧乙烷的开环官能团化反应

往一个装有冷凝器和滴液漏斗的三颈烧瓶中装入2.69 g镁粉(111 mmol, 1.95 eq)和15 ml干燥的四氢呋喃。将15.1 g (4-溴丁-1-炔基)三甲基硅烷(73.7 mmol, 1.30 eq)溶液滴加到85毫升干燥的四氢呋喃中，用碘化钾活化镁后将反应混合物加热至回流。将悬浮液在60 ℃下搅拌反应30 min。通过一个套管将混合物转移到另一个烧瓶中，将反应混合物冷却至-40 °C，然后向反应混合物中加入碘化亚铜(540 mg, 2.84 mmol, 0.05eq)。将所得的反应混合物继续搅拌反应15 min，将市售的14.2 g (S)-苄氧甲基环氧乙烷(86.2 mmol, 1.00 eq)溶解于50ml干燥的四氢呋喃中，将该溶液缓慢地滴加到上述棕色悬浮液中，反应体系在-40 ℃下反应30分钟。用TLC点板监测反应进度，反应结束后用饱和的氯化铵水溶液和水( 150毫升)在-10 ℃下淬灭反应，将两相混合物分离后，用乙醚(3×100 ml)萃取水相三次。分离出有机层并将其用盐水(100 ml)洗涤合并的有机层。将有机层在无水MgSO4上进行干燥处理，过滤除去干燥剂并将所得的滤液在真空下进行浓缩。所得的残余物通过硅胶柱色谱法(环己烷/EtOAc = 6/1)分离纯化即可得到目标产物分子。[1]

应用

由于环氧乙烷的高化学反应活性，(S)-苄氧甲基环氧乙烷常用作手性有机合成中间体和手性原料，这种手性原料在有机合成中非常有用，可以引入手性元素，控制产物的立体化学性质，并合成具有特定手性的化合物，可用于多种手性医药中间体的合成。(S)-苄氧甲基环氧乙烷可以被亲核试剂如醇、胺等进攻开环，形成一个新的官能团。这个开环反应是一个重要的转化步骤，在手性有机合成中经常被使用。需要说明的是该物质在进行开环官能团化反应或生成醇类衍生物的过程中，它的手性性质将保持不变，这种手性保留对于手性有机合成非常重要，可有效地帮助合成带有特定构型的手性分子。