[发明专利](4R)-4-甲基-2-羰基戊酸酯化合物、合成方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一类带有甲基手性官能团的(4R)-4-甲基-2-羰基戊酸酯化合物及其制备方法。它们是从含(2R，4R)-2，5-二羟基-4-甲基戊酸盐的甾体皂甙元氧化降解废弃物中经溶剂提取，化学转化而得。制备的原料易得，操作方法简便。

技术背景

具有手性甲基侧链的双官能团结构特征的手性合成试剂，在有机合成中有广泛的用途。它们具有进一步延伸的双官能团，可以比较容易地得到其它手性合成子，由于其在生物活性物质和功能材料合成上的重要性及其应用的广泛性，它们的制备方法受到了特别的重视。

具有手性甲基侧链的双官能团手性合成试剂可以通过不对称合成技术制备，也可从天然生物体中提取。不对称合成常需要使用手性辅基试剂，手性催化剂等特殊试剂。它们一般价格昂贵，操作条件也较为苛刻，故仅限于实验室微量到小量合成应用，不适用于大量制备。天然手性源获取手性化合物是一种较为有效的方法，但是具有手性甲基侧链的天然试剂香茅醇和香茅醛，它们的碳链较长(C＞7)、利用效率不高。故发展高效实用地合成具有手性甲基侧链的双官能团结构特征的手性合成试剂的方法仍然十分必要。

近年来，本课题组一直致力于研究利用双氧水降解甾体皂甙元的方法(中国专利CN03141641.1)研究。在深入研究中，发现甾体皂甙元氧化降解反应母液中含有手性化合物(2R，4R)-2，5-二羟基-4-甲基戊酸盐。

氧化降解甾体皂甙元获取孕甾酮醇之后，收集其母液浓缩作为原料。母液浓缩物里面含有有机杂质和无机盐，需要要解决的问题就是通过反应让它转化成便于利用的、结构单一的化合物。它经酸化，提取得到(2R，4R)-2，5-二羟基-4-甲基戊酸。以(2R，4R)-2，5-二羟基-4-甲基戊酸为原料，经化学转化给出相应的(4R)-4-甲基-2-羰基戊酸酯类化合物。

发明内容

本发明解决的技术方案是提供一类(4R)-4-甲基-2-羰基戊酸酯化合物。

本发明的另一个解决的技术方案是提供合成上述(4R)-4-甲基-2-羰基戊酸酯化合物的方法。

本发明还提供上述化合物的用途，可以合成(2S)-2-甲基-1-丙醛化合物。

本发明所述的(4R)-4-甲基-2-羰基-戊酸酯化合物的结构如下：

R₁为OBn、OPMB、OONB、OPNB、OTmb、ODmb、ODMPM，R₂为C_1～3的烃基；其中，

Bn为苄基、PMB为对甲氧基苄基、ONB为2-硝基苄基、PNB为对硝基苄基、Tmb为2，4，6-三甲基苄基、Dmb为2，4-二甲氧基苄基、DMPM为3，4-二甲氧基苄基。

本发明所述的(4R)-4-甲基-2-羰基戊酸酯化合物通过步骤1)～3)合成；

本发明所述的(4R)-4-甲基-2-羰基戊酸酯化合物通过步骤4)～5)可以合成(2S)-2-甲基-1-丙醛化合物，具体合成路线如下：

其中，R₁为OBn、OPMB、OONB、OPNB、OTmb、ODmb、ODMPM，R₂为C_1～3的烃基，R₃为OTMS、OTES、OTBS。

具体步骤如下：

1)甾体皂甙元氧化降解后母液浓缩物(含20～30％化合物2)溶解在醇类溶剂中，在-10℃～室温下用浓盐酸酸化至PH＝1～3，过滤除去固体，蒸去母液后，加入非质子性溶剂溶解，无水硫酸钠干燥，减压蒸去溶剂，得到黑色油状液体(含有化合物3)；

2)在非质子性溶剂中，在碱作用下，含有化合物3黑色油状液体与芳基卤代试剂在70℃～回流温度下反应5～20小时，冷却后加水溶解体系，用非质子性溶剂提取有机杂质，水相用浓硫酸酸化至PH＝1～3，用非质子性溶剂提取有机相，减压除去溶剂后，用醇类溶液溶解，与浓硫酸在-10℃～室温下反应8～15小时，加水稀释，减压蒸去醇类溶剂，水相用非质子性溶剂提取，合并提取液，减压蒸去溶剂，得到化合物4；化合物3与碱、芳基卤代及浓硫酸的摩尔比为1∶1～5∶1～5∶0.01～0.2；所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢化钠；所述的芳基卤代试剂为苄卤(BnX)、对甲氧基苄卤(PMBX)、2-硝基苄卤(ONBX)、对硝基苄卤(PNBX)、2，4，6-三甲基苄卤(TmbX)、2，4-二甲氧基苄卤(DmbX)、3，4-二甲氧基苄卤(DMPMX)；所述的卤素(X)为Cl、Br或I；