用D-甘露醇为原料合成光学活性C3合成子-------(+)-D-甘油醇缩丙酮;研究反应方法及反应产物的控制及查测。(+)-D-甘油醇缩丙酮是合成多种化合物的重要中间体如:药物左旋羟苯哌啶、普萘洛尔、手性冠醚等。同时也可以作为一种廉价的手性诱导化合物用于手性合成之中。我国有着丰富的D-甘露醇资源。本实验是在用不同催化剂(如:硫酸、强酸性阳离子树脂、有机酸PTS或丙二酸、Lewis酸)作用下将D-甘露醇用丙酮选择性保护1,2和5,6位羟基,通过NaIO4等氧化断链、NaBH4负氢离子可以得D构型保持的目标化合物(+)-D-甘油醇缩丙酮。通过合成方法的研究确定D-甘露醇与丙酮缩合反应的最佳催化剂。反应产物可以通过GC或GC-MS测试确定。本实验是在研究合成治疗脑损伤药物--D-甘油-磷酰-L丝氨酸(GPS)基础上提炼出来的。是该项目中的一个手性中间体(C3手性性合成子)。通过GC-MS对反应中生成的产物的副产物分析研究。已经对丙酮与D-甘露醇之间的缩合反应的方法与条件进行了系统的的研究,发现产物的组成随温度和酸度、水量敏感性。提出了副产物产生的机理的减少副产物的方法。1.通过D-甘露醇与丙酮缩合实验,对分子使学生对酮与多元醇之间的形成缩的的原理与条件有个感性认识;2.通过实验研究,使学生掌握GC-MS对实验产物的分析。3.对丙酮与D-甘露醇的缩合反应进行合成方法学与反应工艺学的研究:酸催化剂(硫酸、强酸性阳离子树脂、有机酸PTS或丙二酸、Lewis酸)对反应的影响、反应时间与温度与反应产物的关系(GC-MS监控反应进程)4.研究不同的氢负离子还原剂(LiAlH4,LiBH4,NaBH4)对醛基还原反应的影响。1.试剂如丙酮的纯度及含水量的检测与控制。2.反应条件与产物分析。通过产物分析???究确定反应机理,提出控制副反应的方法与措施。1、了解三步反应(丙酮与多元醇的缩合反应、氧化反应、氢负离还原反应)的反应原理与操作关键。2、了解GC-MS的操作条件并学会分析GC-MS图谱。3、了解手性合成子的概念,和题示化合物在药物合成中的作为手性源的意义与应用。从D-甘露醇通过三步反应得到C3合成子-------(+)-D-甘油醇缩丙酮:反应式如下(Scheme1):HOHOCH2OHHHHOHHOHCH2OHCH3COCH3HOHHOOHHOHOONaIO4OOCHONaBH4OOCH2OHD-mannitol145对于(+)-D-甘油醇缩丙酮()的合成来说,1,2,5,6-甘露醇二缩酮()是关键的中间体。为了使1,2∶5,6-甘露醇二缩酮的产率高,应用GC-MS对化合物()的制备进行监控。有两种可能副产物和化合物()一起生成:1,2∶3,4∶5,6-甘露醇三缩酮()和1,2∶3,6∶4,5-甘露醇三缩酮()。不同的反应时间、反应温度???酸催化剂是提高主要产物反关键。在最优化条件下:产率可达65%。更高的温度和更长的反应时间下化合物()的产率下降。图A为1,2∶5,6-甘露醇二缩酮和副产物的气相色谱(1为1,2,5,6-甘露醇二缩酮---目标化合物、2:为1,2∶3,4∶5,6-甘露醇三缩酮、3为1,2∶3,6∶4,5-甘露醇三缩酮);B为1,2∶5,6-甘露醇二缩酮的质谱图;C为1,2∶3,4∶5,6-甘露醇三缩酮的质谱图;D为1,2∶3,6∶4,5-甘露醇三缩酮的质谱图。以下谱图可供参考。Fig.1GC-MS125,6-本实验成绩可作为开放性实验,要求学生在查阅资料的基础上,提出自己的实验方案。最后引导学生在硫酸、强酸性阳离子树脂、有机酸PTS或丙二酸、Lewis酸选择催化剂分成四个大组实验,然每个大组又分成若干个小组考察反应温度对反就产物的影响,反应时间对产物的影响可以取不同反应时间的反应液通过GC-MS测定组成确定。选择三种氢负离还原剂(),学生分成三组研究其对化合还原为的方法学研究。1.除本实验提供的方法外,请设计另外一种方法合成(+)-D-甘油醇缩丙酮,并与本实验的方法进行比较。(本方法最大的优点是不需要进行手性拆分就可以得到手性源)2.通过查阅文献用(+)-D-甘油醇缩丙酮为合成子设计合成一药物或药物中间体。[1]TANGRuiren,YANZier,LUOYiming,AnewefficientsynthesisofL-α-Glycerylphosphoryl-L-serine2005,NO.6(inPress)[2]FlorenceT,VéroniqueS,FrancoisJR.AnotherLinkbetweenPhospholipidtransmembranemigrationandABCtransportergenefamily,inferredfromarareinheriteddisorderofphospha