二酸化炭素を炭素源とするβ－アミノ酸の金属フリーな環境調和型電解合成

以二氧化碳为碳源的无金属、环保电解合成β-氨基酸

基本信息

批准号：
22K05182
负责人：
仙北久典
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05182/
关键词：
電解カルボキシル化反応二酸化炭素有機電解合成 α-フェニル-β-アラニン β-フェニル-β-アラニンアスパラギン酸誘導体芳香族置換エナミド環境調和型合成二酸化炭素固定 β-アミノ酸資源の再利用

项目摘要

アセトフェノンより文献既知の手法によって相当する芳香族エナミド（α-アセチルアミノスチレン）を合成した。合成したエナミドを基質として支持電解質を含むDMF中、白金陰極とマグネシウム陽極を備えた一室型セルを用いて常温にて二酸化炭素をバブリングしながら定電流電解を行った。その結果、エナミドのアルケン部位の炭素原子それぞれに二酸化炭素が固定化されたジカルボン酸であるアスパラギン酸誘導体が生成していることを確認することができた。生成物の水溶性が比較的高いため分液操作での水を用いる洗浄が十分に行えないため、生成物はDMFならびに支持電解質であるBu4NBF4との混合物として得られた。種々反応条件を検討した結果、1H NMRにおいて内部標準を用いた収率は79%であった。その他、各種芳香族メチルケトンより合成したエナミド類に関しても同様の電解反応により相当するアスパラギン酸が得られることを確認したが、ジカルボン酸として単離精製することは困難であった。そのため、生成したジカルボン酸を無水酢酸で処理することにより相当する酸無水物とすることで単離精製を試みている。一方、2-アミノ-1-フェニルエタノールから既知法により2段階で得られるN-Boc-2-フェニルアジリジンを二酸化炭素存在下に電解還元するとβ-アミノ酸であるα-フェニル-β-アラニン誘導体が得られるが、出発物質のアジリジン合成には強塩基性条件が必要であることや原子効率が低いことなどを考慮し、2-アミノ-1-フェニルエタノールのアミノ基をBocで保護しアルコールをアセチル化した基質を用いて電解カルボキシル化を行ったが相当するカルボン酸の収率は低かった。アセチル基をトリフルオロアセチル基に変えて反応条件を精査したところ、収率77%で相当するβ-アミノ酸であるα-フェニル-β-アラニン誘導体が得られることを見出した。

通过文献中已知的方法由苯乙酮合成相应的芳香族烯酰胺(α-乙酰氨基苯乙烯)。在室温下，使用合成的烯酰胺作为底物，在含有支持电解质的DMF中进行恒流电解，同时使用配备有铂阴极和镁阳极的单室电池鼓泡二氧化碳。结果，确认生成了天冬氨酸衍生物，其是在烯酰胺的烯部分的各碳原子上固定有二氧化碳的二羧酸。由于产物的水溶性较高，在分离操作过程中用水洗涤不能充分进行，因此得到产物与DMF和支持电解质Bu4NBF4的混合物。考察各种反应条件，结果，使用1H NMR内标的收率为79％。此外，已证实可以通过相同的电解反应获得与由各种芳香族甲基酮合成的烯酰胺相对应的天冬氨酸，但难以将其作为二羧酸分离和纯化。因此，已经尝试通过用乙酸酐处理生成的二羧酸以将其转化为相应的酸酐来分离和纯化。另一方面，当通过已知方法由2-氨基-1-苯基乙醇分两步获得的N-Boc-2-苯基氮丙啶在二氧化碳存在下电解还原时，β-氨基酸α-然而，生产苯基-β-丙氨酸衍生物的起始原料是氮丙啶合成。考虑到需要强碱性条件和较低的原子效率，使用Boc保护2-氨基-1-苯基乙醇的氨基并将醇乙酰化的底物进行电羧化，但相应的羧酸的产率较低。很低。当乙酰基变为三氟乙酰基并检查反应条件时，发现可以以77％的产率得到相应的β-氨基酸α-苯基-β-丙氨酸衍生物。