伯胺参与的莽草酸芳构化的方法学研究

• 作 者: 吴伟
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 莽草酸 3-脱氢莽草酸甲酯 伯胺类化合物 芳构化方法 串联反应

八角茴香(Illicium verum Hook.f.)属木兰科八角属植物，主要分布在广西、云南，其产量占世界总产量的85％以上，是我国一种特色战略资源。八角中所含脂溶性组分主要为茴香脑(Anethole)，所含水溶性组分主要为莽草酸(Shikimic Acid)，它们均属重要的可再生生物质资源。从茴香脑出发可以合成茴香醛、茴香氰、大茴香羧酸酯、覆盆子酮等数十种精细化学品;而莽草酸作为合成药物“达菲”的关键原料，在人类与禽流感的斗争中发挥着独特的作用。　　
目前，莽草酸既可从植物的叶、枝、果（而非茎、根和树皮）中提取获得(其在干果中的含量可高达12-14％)，也可以葡萄糖为原料通过生物技术转化获得。因此，其大量获取是有保证的。但是，莽草酸作为可持续、可再生和非粮生物质资源的应用潜力尚未被充分挖掘。为实现可再生生物质资源的高值化、多样化利用，在由莽草酸经酯化和IBX氧化制备得到3-脱氢莽草酸甲酯的基础上，本论文对伯胺类化合物参与的3-脱氢莽草酸甲酯的芳构化进行了探索。　　
研究发现，3-脱氢莽草酸甲酯可与伯胺类化合物发生脱水缩合，进而分别经脱水或脱氢（氧化）芳构化得到二级芳胺类化合物。其中，芳香伯胺类化合物与3-脱氢莽草酸甲酯反应得到3-芳胺基-4-羟基苯甲酸甲酯类化合物（脱水芳构化）;而脂肪伯胺类化合物与3-脱氢莽草酸甲酯反应得到3，4-二羟基-5-烷氨基苯甲酸甲酯类化合物（脱氢或氧化芳构化）。进一步的研究还证实，在氧化剂Cu(OAc)2的存在下，芳香伯胺类化合物与3-脱氢莽草酸甲酯也可经脱氢或氧化芳构化得到3，4-二羟基-5-芳氨基苯甲酸甲酯类化合物。对于邻苯二胺与3-脱氢莽草酸甲酯的反应，还可进一步发生串联反应得到吩嗪类衍生物。有趣的是，肼类化合物与3-脱氢莽草酸甲酯的反应可得到保留莽草酸手性中心的、具有特殊结构类型的不完全芳构化或非芳构化产物。　　
本工作探索了伯胺参与的莽草酸芳构化的方法学，实现了在温和条件下且无需贵金属催化剂参与的C-N键形成，展示了莽草酸衍生物作为一种N-芳基化试剂的应用潜力。为这一可再生非粮生物质资源的高值化、多样化利用提供了新的思路。