[發(fā)明專利]一種以氫氧根離子型的堿為催化劑進行脫酰基化的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410252339.0
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104098615A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設計）人: 董海;任博
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C07H1/00
• 分類號: C07H1/00;C07H3/02;C07H5/10;C07H15/04
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 夏惠忠

技術領域

本發(fā)明屬于基本有機化工鄰域，涉及的脫酰基方法無論在實驗室還是工業(yè)裝置中應用都非常廣泛。

背景技術

在有機合成技術中，對于有多個相似反應活性位點的反應物，選擇性保護/脫保護往往是一種重要和常用的技巧。而酰基由于其既易保護又易脫除，是其中一類最為常用的保護基團。目前脫酰基常用的Zmplen方法已成為一種業(yè)內(nèi)的標準方法(Zempl′en,G.and?Kuntz,A.,Ber.,1924,57B,1357；Zemple′n,G.；Pacsu,E.Ber.Dtsch.Chem.Ges.1929,62,1613)。其具體作法是使用催化劑量的甲醇鈉或乙醇鈉在甲醇或乙醇溶液中，使酰基保護的底物發(fā)生酰基的交換反應，從而幾乎完全脫除了酰基(Garc′1a-L′opez,J.J.；Hern′andez-Mateo,F.；Isac-Garc′1a,J.；Kim,J.M.；Roy,R.；Santoyo-Gonz′alez,F.and?Vargas-Berenguel,A.,J.Org.Chem.,1999,64,522；Crich,D.and?Li,H.M.,J.Org.Chem.,2000,65,801；)。通常認為使用氫氧化鉀或氫氧化鈉這類氫氧根離子型的堿時，由于在脫酰基反應中會被中和掉，故必須使用與酰基等當量的堿。這對于在反應結束后需用離子交換的方法除掉陽離子是十分不便的。這是實驗室或工業(yè)裝置都在廣泛采用Zmplen方法的根本原因。盡管Zmplen方法中使用催化劑量的甲醇鈉，但在后期產(chǎn)物的分離中，無論是在實驗室還是工業(yè)裝置中，仍然需要用氫離子交換的方法將溶液中的金屬離子脫除。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務是提供一種以氫氧根離子型的堿為催化劑進行脫酰基化的方法，使其具有環(huán)境友好，操作簡便，綠色環(huán)保，催化劑廉價易得等特點。

本發(fā)明提供的脫酰基方法包括以下步驟：

步驟一：將含有一個或兩個以上羥基被酰基保護的有機化合物溶于醇類溶劑，溶劑的用量為1-4毫升/毫摩爾底物；

步驟二：接著加入氫氧根離子型的堿為催化劑，或加入任意中強堿為催化劑，氫氧根離子型的堿與酰基的摩爾比為0.01-0.5：1，對乙酰基優(yōu)選為0.02：1；0～50oC反應1～24小時，優(yōu)選為室溫反應，反應結束后，除去催化劑，減壓除溶劑，即可得到酰基被完全脫除的含有一個或兩個以上羥基的產(chǎn)物。

上述步驟一所述的醇類溶劑優(yōu)選為甲醇或乙醇，所述的酰基具有以下的化學通式：

上式中：R是任意有機官能團。

上述步驟二中所使用的氫氧根離子的堿具有以下的化學通式：

M⁺OH^-

上式中：M⁺是金屬離子，胺離子和胺離子樹脂。

本發(fā)明專利申請的發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)上認為氫氧根離子型的堿不能用作脫酰基反應的催化劑的觀念是錯誤的。通過對比實驗，我們發(fā)現(xiàn)，在甲醇溶液中脫除乙酰基，使用甲醇鈉做催化劑和使用氫氧化鈉做催化劑完全是等效的。例如，使用0.02摩爾/每摩爾酰基的氫氧化鈉或氫氧化鉀為催化劑于甲醇溶液中來脫除五乙酰葡萄糖的乙酰基，半小時內(nèi)，乙酰基就已經(jīng)被完全脫除。研究表明碳酸鈉、碳酸鉀、氧化鈉、氧化鈣及硫化鈉這類堿性較強的物質(zhì)都可被用作脫酰基的催化劑。特別是氫氧根離子型的樹脂可以被用作脫酰基的催化劑，其優(yōu)點在于，脫酰基反應結束后，只需簡單過濾，無需再經(jīng)過氫離子交換，濾液經(jīng)蒸除溶劑后，就可得到純凈的脫除酰基的產(chǎn)物。氫氧根離子樹脂無需額外處理，就可反復循環(huán)使用。理論上樹脂的循環(huán)使用次數(shù)沒有限制。這種方法反應條件溫和、操作簡便、催化劑既綠色環(huán)保又廉價易得，在實驗室和工業(yè)上都具有廣泛的應用價值。

我們認為氫氧根離子可用作脫酰基的催化劑是因為其與甲醇的羥基生成了氫鍵絡合物，該氫鍵絡合物催化了酰基交換反應，機理如下：

基于上述機理，任何陰離子只要具有足夠強的堿性，可與醇羥基生成足夠強的氫鍵絡合物，都可被用作脫酰基反應的催化劑。反應的溶劑理論上可以是任何醇類物質(zhì)，任何可以被甲醇鈉催化脫除的酰基都應該可以被氫氧根離子型的堿脫除。