一種螺環胺基酸酯類化合物及其製備方法和應用與流程
2023-08-22 09:03:11 2
本發明屬於有機化學合成領域，具體涉及一種螺環胺基酸酯類化合物及其製備方法。
背景技術：
兩個單環共用一個碳原子的多環化合物稱為螺環化合物，共用的碳原子稱為螺原子。合成螺環化合物的方法很多，簡單螺環化合物合成通常採用1,3-偶極環加成反應，縮醛酮法，丙二酸酯與季戊四溴(氯)反應，酸酐與雙格氏試劑的反應等等。螺環化合物具有剛性穩定結構，特別是手性螺環化合物有較大的比旋光度，在不對稱催化、醫藥、發光材料、農藥等方面有重要應用。諸如，Srivastava和Kumar報導了用光學活性螺[4.4]壬烷-1,6-二醇修飾四氫化鋁鋰後用於當量還原芳香酮，ee值最高達98％，充分顯示了螺環骨架優良的不對稱誘導效果。Goekjian等人利用亞甲基葡萄糖衍生物與芳腈氧化物反應，製備了螺環葡萄糖衍生物。該類化合物可作為葡萄糖磷酸苷的抗體。2007年Tominaga等合成了一系列螺環結構化合物，發現該類物質相對分子質量大於600，熔點高於150℃的物質有較好的熱穩定性能和光致變色性能。Baker等發現性成熟的雌果蠅性腺分泌物中包含有螺環縮酮化合物，此外，在果蠅的雄性腺體中也存在螺環縮酮。螺環縮酮不僅作為性信息素組分存在於許多果蠅腺體中，而且作為結構單元存在許多複雜的有強烈生理活性的天然產物中，例如抗生素Okadaic acid和強效抗癌物質Spongistatin中都含有螺環縮酮結構單元。1979年Nunzio R等人製備了螺[1-環丙烷基-1'-茚基]-2-甲酸-α-氰基-3,3一二甲基(3-苯氧苄基)酯，該化合物與PVC混合，具有明顯的除蟎作用，且對哺乳動物具有低毒性。
對於胺基酸酯類化合物其合成通常為酸催化法、酯交換法，三光氣法等等。胺基酸酯類化合物具有特殊的理化性質，在化工、醫藥、農藥等方面有著越來越廣泛的應用。孫建軍等以穀氨酸和月桂醇為原料，用固體超強酸ZrO2-SO42-作催化劑合成穀氨酸月桂醇酯表面活性劑；曾益良等篩選出來一種N-甲基烷基取代苯基氨基甲酸酯化合物，該化合物對多種蚜蟲防治藥效優良，對哺乳動物低毒，使用安全，原料易得，成本低；B.Ramamurthy報導了胺基酸酯衍生物具有抗結核活性。然而，對於既有螺環又有胺基酸酯基團的化合物報導很少，尤其是目標產物：具有螺環的雙胺基酸酯基團，至今還未見被報導過。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種方法簡單，經一鍋法反應，即可得到既具有螺環結構又含有胺基酸酯基團的新型螺環胺基酸酯類化合物。
為實現上述目的，本發明採用的技術方案是：一種螺環胺基酸酯類化合物，具有式(Ⅰ)的結構式：
上述的螺環胺基酸酯類化合物的製備方法，方法如下：以苄胺、碳酸鹽，四溴季戊醇為原料，於極性溶劑中，130-150℃下冷凝回流，得到目標產物。
上述的螺環胺基酸酯類化合物的製備方法，所述的極性溶劑是DMF。
上述的螺環胺基酸酯類化合物的製備方法，所述的碳酸鹽是碳酸鉀。
上述的螺環胺基酸酯類化合物的製備方法，按投料摩爾比，苄胺:碳酸鹽:四溴季戊醇＝4:1.5:2。
上述的螺環胺基酸酯類化合物的製備方法，冷凝回流12-16小時。
本發明的有益效果是：
1.本發明，以苄胺、碳酸鉀和四溴季戊醇做為原料，經一鍋法反應，即可得到目標產物，這種化合物既具有螺環結構又含有胺基酸酯基團，是一種新型的螺環胺基酸酯類化合物。
2.本發明合成的螺環胺基酸酯類化合物為含1-氧-3-氮-2-酮結構單元的化合物，該結構類化合物具有廣泛的生物活性，被作為合成活性藥物的中間體，該活性藥物可被用於治療老年痴呆症。
3.本發明合成的螺環胺基酸酯類化合物為含1-氧-3-氮-2-酮結構單元的化合物，該結構類化合物被廣泛用於各種作物的除草劑，不僅除草效果顯著，而且具有很好的作物雜草選擇性，尤其是被用作水稻除草。
4.本發明合成的螺環胺基酸酯類化合物為含1-氧-3-氮-2-酮結構單元的化合物，該結構類化合物是11-β-羥基類固醇脫氫酶1的抑制劑，用於治療代謝類疾病，諸如代謝綜合症、糖尿病、肥胖和血脂異常。
5.本發明方法操作簡單、生產周期相對較短、易於提純，有望在工業、農業，醫藥方面得到廣泛應用。
附圖說明
圖1是實施例製備的目標產物的MS(CH2Cl2)圖。
圖2是實施例製備的目標產物的1HNMR(CDCl3)圖。
圖3是實施例製備的目標產物的IR(KBr)圖。
圖4是實施例製備的目標產物的單晶熱橢球圖。
具體實施方式
為了更好的理解本發明，下面通過實施例對本發明做進一步說明。
實施例
(一)製備方法：
在100ml三口瓶中加入0.776g(2mmol)四溴代季戊醇、0.429g(4mmol)苄胺、0.207g(1.5mmol)碳酸鉀以及10ml的DMF，140°條件下冷凝回流12h。反應後，濾除無機鹽，再減壓蒸餾出DMF。加入無水乙醇，結晶，得到白色針狀晶體0.099g。
(二)結果
1.產物的熔點190-191℃。
2.圖1為目標產物的MS(CH2Cl2)圖。如圖1所示，目標產物的ESI-MS：Calculated M：366.4Found[M+Na]+：389.3。
3.圖2為目標產物的1HNMR(CDCl3)圖，由圖2可見，1H NMR(CDCl3,300MHz)δ:2.96(2H,d,CH2),3.10(2H,d,CH2),3.97(2H,d,CH2),4.09(2H,d,CH2),4.44(4H,t,CH2),7.35(10H,m,Ar-H)。
4.圖3為目標產物的IR(KBr)圖，由圖3可見，IR(KBr)，λmax/cm-1：3367.59cm-1，3032.67cm-1，2921.28cm-1，1689.59cm-1，1492.44cm-1，1437.25cm-1，1369.44cm-1，1266.93cm-1，1229.08cm-1，1184.92cm-1，1095.02cm-1，1031.94cm-1，749.64cm-1，713.37cm-1，694.45cm-1。
5.圖4為目標產物的單晶熱橢球圖，目標產物的結構分析如下：晶體屬於單斜晶系，Cc空間群，晶胞參數為，β＝96.157(5)°。Z＝4，實驗式為C20H20NO2，相對分子質量為306.37，測算出的晶體密度為Dc＝1.110g/cm-3。主要鍵長鍵角為：∠O2-C6-N1＝119.60°，∠C6-N1-C3＝123.97°，∠C6-O2-C2＝118.78°。∠C4-N2-C7＝123.55°，∠N2-C7-O4＝119.73°，∠C7-O4-C5＝120.30°。