專利名稱:(1r,2r)-或(1s,2s)-1-(4'-取代-1',8'-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷及其制法 ...的制作方法
技術領域:
本發(fā)明公開了一類新型的手性溶解劑(1R,2R)-或(1S,2S)-1-(4’-取代-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷及其制備方法,屬于手性溶解劑的制備技術領域,該手性溶解劑用于手性化合物的對映體純度測定,涉及手性化合物對映體的分離、分析領域。
背景技術:
手性藥物就物理化學性質而言,對映體之間僅僅是旋光性的不同,其他均無區(qū)別。在許多情況下,手性化合物的一對對映體在生物體內的藥理活性、代謝過程、代謝速度及毒性等方面卻存在顯著的差異。因此,為了能準確地了解藥效和安全用藥,急需發(fā)展和建立簡單快速的手性藥物對映體的分離分析方法,用于臨床研究和醫(yī)藥質量控制。手性羧酸是許多天然產物和藥物分子的重要結構單元,是一類具有重大經濟效益和科學意義的手性化合物,快速地測定其對映體純度,鑒定其絕對構型,對于醫(yī)藥,不對稱催化等領域的發(fā)展具有重要的作用。
在諸多的手性識別研究方法中,核磁共振(NMR)技術以其快速、準確、簡便、用量少、可確定化合物的空間構象及提供分子間相互作用的動力學信息等優(yōu)點,迅速成為一種被廣泛認可和應用的手性識別研究的工具。其中選用合適的NMR手性溶解劑可迅速準確地測定對映體的純度和含量,對于藥物的開發(fā),手性催化劑的快速篩選,特別是與產物的數量和結構多樣性的組合化學聯用,具有其獨特的優(yōu)點。
目前有許多關于手性溶解劑(CSAs)的文獻報道,但適合于手性羧酸類化合物對映體識別的CSAs仍較少。光學活性的胺常被用作測定手性羧酸的手性溶解劑,其中以1-芳基乙胺類化合物的應用最為廣泛(手性化合物的現代研究方法,1993年,中國科學技術大學出版社)。該類化合物在極性較弱的非質子溶劑中都有較好的溶解性能,且都具有一個直接連在不對稱中心上的芳基。當CSAs與一對對映體分子相互作用時,形成一對非對映體締合物,這對非對映體的探針基團與CSAs上芳基的取向和平均距離不同引起芳基對探針基團的選擇性抗磁屏蔽,從而使探針基團產生化學位移不等價(ΔΔδ)。但有時因被測物的化學位移不等價(ΔΔδ)較小而使其應用受到限制。這就需要我們去研究開發(fā)新型的對手性羧酸類化合物具有更好的手性識別效果的手性溶解劑。
發(fā)明內容
本發(fā)明所解決的問題是提供一類制備簡單,成本低廉的具有較好手性識別效果的手性溶解劑(1R,2R)-或(1S,2S)-1-(4’-取代-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷化合物及其制備方法和用途。
本發(fā)明提供的技術方案是(1R,2R)-或(1S,2S)-1-(4’-取代-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷,其結構式為 或 1R=H 4R=H2R=Br 5R=Br3R=N(CH3)26R=N(CH3)2(1R,2R)-或(1S,2S)-1-(4’-取代-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷的制備方法將(1R,2R)-或(1S,2S)-環(huán)己二胺與4-取代-1,8萘二甲酸酐在乙醇,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或乙醇/DMF(1∶2)溶液中,氮氣保護條件下回流4-5個小時,倒入冰水中,即有大量固體析出,最后用乙醇或乙腈重結晶兩次,得到目標化合物。上述4-取代-1,8萘二甲酸酐為1,8萘二甲酸酐、4-溴-1,8萘二甲酸酐或4-(N,N-二甲氨基)-1,8萘二甲酸酐。
(1R,2R)-或(1S,2S)-環(huán)己二胺可按照文獻(Acta Chem.Scand.1972,26,3605-3611)的方法拆分外消旋的環(huán)己二胺得到。
以下是制備本發(fā)明所述化合物的反應歷程
光學純的反式環(huán)己二胺可以由外消旋的環(huán)己二胺用(+)-酒石酸拆分得到,其拆分操作簡單,原料價廉易得。對于目標化合物來說,環(huán)己烷結構的存在使得環(huán)己烷的兩個手性中心上的取代基的空間構象非常的穩(wěn)定,這一點對于手性溶解劑的對映體選擇性識別是非常有利的。同時氨基與羧基的成鹽作用在主客體相互作用時也扮演著重要的角色。我們結合這些特點設計合成了這類新型的手性溶解劑(1R,2R)-或(1S,2S)-1-(4’-取代-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷,通過1H NMR,13C NMR,MS,IR和元素分析對其進行了結構表征。該類化合物具有較好的溶解性能。本發(fā)明所公開的這類新型的手性溶解劑對于十幾種手性有機羧酸,如一些手性藥物分子(異丁基布洛芬,酮基布洛芬,萘普森),氨基酸的衍生物,α-甲氧基苯乙酸,二苯甲酰酒石酸等,都表現了較好的對映體選擇性識別效果(最大的化學位移不等價值(ΔΔδ)達到了100Hz以上)。例如對于α-甲氧基苯乙酸的對映體識別(主客體的摩爾比為1∶1),α-手性氫作為探針基團,化合物1-3作為手性溶解劑,化學位移不等價值(ΔΔδ)分別等于15.3Hz,16.5Hz和47.1Hz;而市銷的手性溶解劑,5-氨基-4-苯基-2,2-二甲基-1,3-二氧六環(huán)卻不能對α-甲氧基苯乙酸的手性氫有選擇性識別(TetrahedronAsymmetry,1999,10,323-326);對于丙氨酸的幾種磺?;苌铮袖N的手性溶解劑光學純的苯乙胺對它們就沒有較好的識別效果,而我們所合成的化合物1-6卻表現出較好的對映體識別效果,使客體分子的手性氫信號都實現了基線的分離,進而可進行對映體純度的測定。因此本發(fā)明所述的這類化合物將有可能成為新一代的手性羧酸類化合物的NMR手性溶解劑和手性衍生化試劑,對于手性化合物對映體純度的測定,手性化合物的分離分析,手性催化劑的篩選和組合化學等領域的發(fā)展有很好的促進作用。
本發(fā)明制備的這類新型的手性溶解劑具有以下特點1.該類化合物的手性中心上分別連有氨基和取代的萘酰亞胺基,其中氨基可以和羧基通過成鹽來相互作用,是一個重要的作用位點;取代的萘酰亞胺基具有較大的芳香體系,可通過π-π作用與客體分子相結合,同時,也可對客體分子的探針基團產生選擇性抗磁屏蔽作用,成為了另一個重要的作用位點,因此,該類化合物特別適合于作為含芳基的手性羧酸類化合物的手性溶解劑。
2.該類化合物由于環(huán)己烷結構的存在使得相鄰兩個手性中心上連接的氨基和取代的萘酰亞胺基在空間上具有非常穩(wěn)定的構象,這一點有利于該類化合物的對映體選擇性識別。
3.該類化合物在極性較弱的非質子溶劑中具有較好的溶解性,如CDCl3,CD2Cl2,CCl4,C6D6等等,使其非常適合于作為核磁共振的手性溶解劑。
4.(1R,2R)-或(1S,2S)-1-(4’-(N,N-二甲氨基)-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷對一些手性羧酸如二苯甲酰酒石酸,氨基酸的衍生物在熒光光譜上表現出對映體選擇性識別效果,使其可作為一些手性羧酸化合物對映體識別的熒光探針。
5.該類化合物的合成簡單,操作簡便,成本低廉。
具體實施例方式
以下結合具體的實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明實施例1(1R,2R)-1-(1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷1的制備將240ml的環(huán)己二胺加入400ml的蒸餾水中,加熱到75℃,然后在攪拌的條件下,控制溫度在80-90℃,先分批加入150g(1mol)的(+)-酒石酸,再分批加入100ml(1.7mol)的冰醋酸,調至pH值約等于6。繼續(xù)攪拌,用冰浴冷卻2小時,抽濾,用80ml冰水洗,再用250×4ml甲醇洗,在空氣中干燥,得白色晶體{(-)chxnH2}{(+)tart}144g,[α]D20=12.6°(c=2,H2O)[文獻值[α]D20=12.2°(c=1,H2O)(Acta Chem.Scand.1972,26,3605-3611)]。
將上述母液加熱至80℃,攪拌下,加入375g(2.5mol)的(+)-酒石酸,室溫下攪拌過夜,析出沉淀,過濾,40ml冰水洗,250×4ml甲醇洗,在空氣中干燥,得白色晶體{(+)chxnH2}{H(+)tart}2·H2O 179g,[α]D20=25.4°(c=2,H2O)[文獻值[α]D20=25.8°(c=1,H2O)(Acta Chem.Scand.1972,26,3605-3611)]。
稱取{(-)chxnH2}{(+)tart}115g放入500ml的分液漏斗中,加入含100g KOH(1.8mol)的70ml水溶液,搖勻,趁熱分離,分出有機層,置于500ml的圓底燒瓶中,接一個帶有KOH干燥管的回流冷凝管,加入250ml無水乙醚。加入過量的鈉,回流過夜,倒出胺相,再加入過量的鈉,回流過夜,再倒出胺相,用活性碳處理,在氮氣保護下過濾。將該濾液置于室溫的水浴中,用水泵減壓濃縮,見有固體析出,停止?jié)饪s,放入冰箱中冷凍,即有大量的白色固體析出,趁冷過濾,用冰乙醚洗2次,得光學純的(1R,2R)-環(huán)己二胺30g,母液可再次濃縮,冷凍得另一部分產物5g,[α]D20=-25.2°(c=5,1N HCl)[文獻值[α]D20=-25°(c=5,1N HCl)(Aldrich,2001,p505)]。
在一只250ml的三口圓底燒瓶中加入3.96g(0.02mol)1,8-萘二甲酸酐和150ml的DMF溶液,氮氣保護條件下,加熱回流使1,8-萘二甲酸酐溶解,加入2.74g(0.024mol)(1R,2R)-環(huán)己二胺的50ml DMF溶液,回流半小時,溶液變澄清,再回流反應4-5小時,趁熱倒入1400ml的冰水中,即有大量的固體析出,抽濾,水洗,真空干燥箱干燥,用乙醇或乙腈重結晶兩次,得淺黃色針狀晶體,為目標化合物1,產率93.5%;m.p.230-233℃;[α]D20=2.28°(c=2.5,CHCl3);1H NMR(300MHz,CDCl3)δ=7.75-8.55(m,6H,6ArH),4.72-4.81(td,1H,3Jae=3.3Hz,3Jaa=10.8Hz,CHN),3.71-3.80(td,1H,3Jae=3.6Hz,3Jaa=11.1Hz,CHNH2),1.19-2.54(m,10H,4CH2,2NHH);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ=165.7,164.6,133.8,131.7,131.0,128.5,127.1,123.5,122.8,61.2,50.7,37.6,29.0,26.5,25.8;IR(KBr/cm-1)3436,2933,2859,1690,1657,1625,1588,1342,1238,777;MS(FAB)m/z295[M+1]+;元素分析C18H18N2O2,理論值(%)C,73.45;N,6.16;H,9.52;實測值(%)C,73.04;N,6.21;H,10.23。
實施例2(1R,2R)-1-(4’-溴-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷2的制備光學純的環(huán)己二胺的拆分同上。
在一只250ml的三口圓底燒瓶中加入2.77g(0.01mol)4-溴-1,8-萘二甲酸酐和90mlDMF/乙醇(2∶1)的溶液,氮氣保護條件下,加熱回流使4-溴-1,8-萘二甲酸酐溶解,再加入1.37g(0.012mol)(1R,2R)-環(huán)己二胺的30ml DMF/乙醇(2∶1體積比)溶液,回流半小時,溶液變澄清,再回流反應4-5小時,趁熱倒入1000ml的冰水中,即有大量的固體析出,抽濾,水洗,真空干燥箱干燥,用乙醇或乙腈重結晶兩次,得淺黃色固體,為目標化合物2,產率95.0%;m.p.211-214℃;[α]D20=-12.8°(c=0.0625,CHCl3);1H NMR(300MHz,CDCl3)δ=7.78-8.59(m,5H,5ArH),4.69-4.77(td,1H,3Jae=3.3Hz,3Jaa=11.1Hz,CHN),3.68-3.77(td,1H,3Jae=3.9Hz,3Jaa=10.8Hz,CHNH2),1.20-2.53(m,10H,4CH2,2NHH);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ=165.1,164.0,133.1,132.6,131.9,131.2,130.6,130.1,129.3,128.3,123.3,122.8,61.3,50.7,37.8,29.0,26.5,25.8;IR(KBr/cm-1)3436,3089,3070,2932,2854,1700,1661,1587,1405,1344,1237,1186,780;MS(FAB)m/z375[M+1]+;元素分析C18H17BrN2O2,計算值(%)C,57.92;N,4.59;H,7.51;實測值(%)C,58.37;N,4.61;H,7.66。
實施例3(1R,2R)-1-(4’-(N,N-二甲氨基)-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷3的制備光學純的環(huán)己二胺的拆分同上。
在一只250ml的三口圓底燒瓶中加入1.2g(0.005mol)4-(N,N-二甲氨基)-1,8-萘二甲酸酐和100ml乙醇溶液,氮氣保護條件下,加熱回流使4-(N,N-二甲氨基)-1,8-萘二甲酸酐溶解,再加入0.68g(0.006mol)(1R,2R)-環(huán)己二胺的30ml乙醇溶液,回流半小時,溶液變澄清,再回流反應4-5小時,趁熱倒入500ml的冰水中,即有大量的固體析出,抽濾,水洗,真空干燥箱干燥,用乙醇或乙腈重結晶兩次,得亮黃色針狀晶體,為目標化合物3,產率92.5%;m.p.183-184℃;[α]D20=-16.0°(c=0.025,CHCl3);1H NMR(300MHz,CDCl3)δ=7.10-8.55(m,5H,5ArH),4.73-4.80(t,1H,3J=9.9Hz,CHN),3.73-3.82(td,1H,3Jae=3.9Hz,3Jaa=10.2Hz,CHNH2),3.098(s,6H,2CH3)1.19-2.54(m,10H,4CH2,2NHH);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ=166.2,165.5,133.3,132.5,131.6,131.2,130.9,130.6,125.3,125.1,113.5,60.9,50.7,45.1,37.3,29.0,26.5,25.8;IR(KBr/cm-1)3381,2926,2852,2798,1690,1643,1587,1389,1359,1241,1132,1082,1002,784,760;MS(FAB)m/z338[M+1]+;元素分析C20H23N3O2,計算值(%)C,71.19;N,6.87;H,12.45;實測值(%)C,70.73;N,7.15;H,12.41。
實施例4(1S,2S)-1-(1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷4的制備稱取{(+)chxnH2}{H(+)tart}2·H2O 177g放入500ml的分液漏斗中,加入含100g KOH(1.8mol)的50ml水溶液,搖勻,趁熱分離,分出有機層,置于500ml的圓底燒瓶中,接一個帶有KOH干燥管的回流冷凝管,加入250ml無水乙醚。加入過量的鈉,回流過夜,倒出胺相,再加入過量的鈉,回流過夜,再倒出胺相,用活性碳處理,在氮氣保護下過濾。將該濾液置于室溫的水浴中,用水泵減壓濃縮,見有固體析出,停止?jié)饪s,放入冰箱中冷凍,即有大量的白色固體析出,趁冷過濾,用冰乙醚洗2次,得光學純的(1S,2S)-環(huán)己二胺29g,母液可再次濃縮,冷凍得另一部分產物8g,[α]D20=+25.2°(c=5,1N HCl)[文獻值[α]D20=+25°(c=5,1N HCl)(Aldrich,2001,p505)]。
在一只250ml的三口圓底燒瓶中加入3.96g(0.02mol)1,8-萘二甲酸酐和150ml的DMF溶液,氮氣保護條件下,加熱回流使1,8-萘二甲酸酐溶解,加入2.74g(0.024mol)(1S,2S)-環(huán)己二胺的50ml DMF溶液,回流半小時,溶液變澄清,再回流反應4-5小時,趁熱倒入1400ml的冰水中,即有大量的固體析出,抽濾,水洗,真空干燥箱干燥,用乙醇或乙腈重結晶兩次,得淺黃色針狀晶體,為目標化合物1,產率90.5%;m.p.230-233℃;[α]D20=-2.28°(c=2.5,CHCl3);1H NMR(300MHz,CDCl3)δ=7.75-8.55(m,6H,6ArH),4.72-4.81(td,1H,3Jae=3.3Hz,3Jaa=10.8Hz,CHN),3.71-3.80(td,1H,3Jae=3.6Hz,3Jaa=11.1Hz,CHNH2),1.19-2.54(m,10H,4CH2,2NHH);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ=165.7,164.6,133.8,131.7,131.0,128.5,127.1,123.5,122.8,61.2,50.7,37.6,29.0,26.5,25.8;IR(KBr/cm-1)3436,2933,2859,1690,1657,1625,1588,1342,1238,777;MS(FAB)m/z295[M+1]+;元素分析C18H18N2O2,理論值(%)C,73.45;N,6.16;H,9.52;實測值(%)C,73.15;N,6.30;H,9.83。
實施例5(1S,2S)-1-(4’-溴-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷5的制備光學純的環(huán)己二胺的拆分同上。
在一只250ml的三口圓底燒瓶中加入2.77g(0.01mol)4-溴-1,8-萘二甲酸酐和90mlDMF/乙醇(2∶1)的溶液,氮氣保護條件下,加熱回流使4-溴-1,8-萘二甲酸酐溶解,再加入1.37g(0.012mol)(1S,2S)-環(huán)己二胺的30ml乙醇溶液,回流半小時,溶液變澄清,再回流反應4-5小時,趁熱倒入1000ml的冰水中,即有大量的固體析出,抽濾,水洗,真空干燥箱干燥,用乙醇或乙腈重結晶兩次,得淺黃色固體,為目標化合物5,產率93.5%;m.p.211-214℃;[α]D20=+12.8°(c=0.0625,CHCl3);1H NMR(300MHz,CDCl3)δ=7.78-8.59(m,5H,5ArH),4.69-4.77(td,1H,3Jae=3.3Hz,3Jaa=11.1Hz,CHN),3.68-3.77(td,1H,3Jae=3.9Hz,3Jaa=10.8Hz,CHNH2),1.20-2.53(m,10H,4CH2,2NHH);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ=165.1,164.0,133.1,132.6,131.9,131.2,130.6,130.1,129.3,128.3,123.3,122.8,61.3,50.7,37.8,29.0,26.5,25.8;IR(KBr/cm-1)3436,3089,3070,2932,2854,1700,1661,1587,1405,1344,1237,1186,780;MS(FAB)m/z375[M+1]+;元素分析C18H17BrN2O2,計算值(%)C,57.92;N,4.59;H,7.51;實測值(%)C,58.09;N,4.78;H,7.34。
實施例6(1S,2S)-1-(4’-(N,N-二甲氨基)-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷6的制備光學純的環(huán)己二胺的拆分同上。
在一只100ml的三口圓底燒瓶中加入1.2g(0.005mol)4-(N,N-二甲氨基)-1,8-萘二甲酸酐和50ml DMF溶液,氮氣保護條件下,加熱回流使4-(N,N-二甲氨基)-1,8-萘二甲酸酐溶解,再加入0.68g(0.006mol)(1S,2S)-環(huán)己二胺的30ml DMF溶液,回流半小時,溶液變澄清,再回流反應4-5小時,趁熱倒入500ml的冰水中,即有大量的固體析出,抽濾,水洗,真空干燥箱干燥,用乙醇或乙腈重結晶兩次,得亮黃色針狀晶體,為目標化合物6,產率90.8%;m.p.183-184℃;[α]D20=+16.0°(c=0.025,CHCl3);1H NMR(300MHz,CDCl3)δ=7.10-8.55(m,5H,5ArH),4.73-4.80(t,1H,3J=9.9Hz,CHN),3.73-3.82(td,1H,3Jae=3.9Hz,3Jaa=10.2Hz,CHNH2),3.098(s,6H,2CH3)1.19-2.54(m,10H,4CH2,2NHH);13CNMR(75MHz,CDCl3)δ=166.2,165.5,133.3,132.5,131.6,131.2,130.9,130.6,125.3,125.1,113.5,60.9,50.7,45.1,37.3,29.0,26.5,25.8;IR(KBr/cm-1)3381,2926,2852,2798,1690,1643,1587,1389,1359,1241,1132,1082,1002,784,760;MS(FAB)m/z338[M+1]+;元素分析C20H23N3O2,計算值(%)C,71.19;N,6.87;H,12.45;實測值(%)C,70.94;N,7.03;H,11.89。
應用實施例所有的NMR實驗均采用CDCl3為溶劑,在Varian Mercury VX300 FT-NMR上進行測試,以TMS為內標。等摩爾比的主、客體(本發(fā)明的產物1、2、3、4、5或6為主體)加入核磁管,加入0.5ml CDCl3配成濃度為20mM的溶液,在25℃條件下,置于核磁儀上測試??腕w分子的α-手性氫和α-甲基的化學位移不等價值(ΔΔδ)列于表1。
表1.客體分子的α-氫和α-甲基的化學位移不等價值(ΔΔδ)
權利要求
1.(1R,2R)-1-(4’-取代-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷,結構式為 式中R=H、Br或N(CH3)2;或(1S,2S)-1-(4’-取代-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷,結構式為 式中R=H、Br或N(CH3)2。
2.權利要求1所述(1R,2R)-或(1S,2S)-1-(4’-取代-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷的制備方法,其特征是將光學純的(1R,2R)-或(1S,2S)-環(huán)己二胺與4-取代-1,8萘二甲酸酐在乙醇、N,N-二甲基甲酰胺或乙醇/N,N-二甲基甲酰溶液中,氮氣保護條件下回流4-5個小時,倒入冰水中,即有固體析出,用乙醇或乙腈重結晶,即得(1R,2R)-或(1S,2S)-1-(4’-取代-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷。
3.權利要求1所述(1R,2R)-或(1S,2S)-1-(4’-取代-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷用作核磁共振(NMR)的手性溶解劑,手性衍生化試劑或用于手性化合物的分離、分析。
全文摘要
本發(fā)明公開了一類新型的手性溶解劑(1R,2R)-或(1S,2S)-1-(4’-取代-1’,8’-萘酰亞胺基)-2-氨基環(huán)己烷,其結構式為如右,其制備方法為首先拆分外消旋的環(huán)己二胺分別得到兩種光學純的反式(1R,2R)-或(1S,2S)-環(huán)己二胺,然后與4-取代-1,8萘二甲酸酐在乙醇,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或乙醇/DMF溶液中,氮氣保護條件下回流4-5個小時,倒入冰水中,即有大量固體析出,最后用乙醇或乙腈重結晶兩次,即得目標化合物。這類化合物在作為NMR手性溶解劑時,對于一些含芳基的手性羧酸,都表現了較好的對映體識別效果。該類化合物具有合成簡單,操作簡便,成本低廉,對映體識別效果好,適用范圍較廣等特點。
文檔編號C07B57/00GK1660814SQ20041006135
公開日2005年8月31日 申請日期2004年12月15日 優(yōu)先權日2004年12月15日
發(fā)明者楊雪梅, 傅恩琴 申請人:武漢大學