Boc-L-脯氨酸甲酯的合成与应用

简述

L-脯氨酸及其衍生物是一类优良的催化剂，不对称催化Aldol反应，Michael加成和Mannich反应等，获得了良好不对称催化效果[1]。Boc-L-脯氨酸甲酯众多衍生物中的一种，其分子式为C₁₁H₁₉NO₄，分子量为229.27，常表现为白色至米色固体粉末。

合成工艺

Boc-L-脯氨酸甲酯是由Boc-L-脯氨酸于甲醇酯化反应所得产物。首先，将L-脯氨酸，氢氧化钠或碳酸钠其中一种的水溶液混合，分批加入(Boc)₂O，通过控制反应条件即可高产率获得Boc-L-脯氨酸。该方法具有成本低廉，方法简便，操作安全，污染小，产率高，容易实现工业化生产等优点，为后续生产Boc-L-脯氨酸甲酯提供了优质原料[2]。接着，参照Boc-L-羟基脯氨酸甲酯的制备，在反应器中加入无水甲醇,控温-8～-10℃左右，搅拌下滴加亚硫酞氯，在此温度下搅拌反0.8～1.5h，冷却条件下加入Boc-L-脯氨酸后升温至室温搅拌2.5～3.5h，然后加热回流60～70℃下反应7～9h。反应结束后减压蒸馏，将残余物冷却结晶，真空抽滤，用无水甲醇一乙醚重结晶，制得Boc-L-脯氨酸甲酯[3]。

应用与研究

无机空心介孔材料，尤其是金属氧化物空心介孔纳米材料，通常能够提供大的比表面积及刚性的孔结构，是均相催化剂的优良载体。在非均相不对称有机催化反应中，有机手性催化剂通常以共沉淀的方式引入到无机材料中，难以保持或控制其形貌及孔结构。基于此，通过后功能化的策略，将有机手性催化剂引入到无机空心介孔骨架材料中，是制备形貌及孔结构可控的无机空心介孔材料负载有机手性催化剂的重要途径。研究发现，以Boc-L-脯氨酸甲酯为原料，通过格氏反应，偶联反应，水解反应可以合成带有膦酸锚点的有机催化剂Pro-PO₃H₂，利用膦酸盐溶度积小的特性，通过拓扑交换，能够实现其在空心介孔氧化锆，氧化钛及其杂化氧化物上的锚定，从而制备空心ZrO₂/TiO₂纳米微球负载有机手性催化剂[4]。

参考文献

[1]滕少聪.聚合物微球支载脯氨酸类手性催化剂的合成及催化研究[D].湖北大学,2013.

[2]郑果.一种制备Boc-L-脯氨酸的方法:CN 201410611009[P].

[3]张明宝.BOC-L-羟基脯氨酸甲酯的制备方法:CN200910027275.3[P].

[4]向燕霓.空心ZrO₂/TiO₂纳米微球负载有机手性催化剂的制备,表征及应用[D].西南大学,2021.