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外消旋α-苯乙胺的制备与拆分技术

【摘要】:同时,光学纯α-苯乙胺是一种优良的拆分试剂,也是常用的手性原料,在有机合成中具有重要应用。因此,探索α-苯乙胺的合成与拆分,进而获得光学纯的α-苯乙胺具有重要意义。运用Leuckart反应制备α-苯乙胺,即以苯乙酮和甲酸铵为原料合成α-苯乙胺。外消旋α-苯乙胺属于碱性外消旋体,可用酸性拆分剂酒石酸进行拆分。图3-1(+)-酒石酸拆分α-苯乙胺的实验流程

α-苯乙胺是精细化工常用的重要中间体,其衍生物广泛应用于合成医药、染料、香料及乳化剂等。同时,光学纯α-苯乙胺是一种优良的拆分试剂,也是常用的手性原料,在有机合成中具有重要应用。因此,探索α-苯乙胺的合成与拆分,进而获得光学纯的α-苯乙胺具有重要意义。

高温下,醛或酮与甲酸铵作用生成伯胺的反应称为鲁卡特反应(Leuckart Reaction),是由羰基化合物合成胺的重要方法。运用Leuckart反应制备α-苯乙胺,即以苯乙酮和甲酸铵为原料合成α-苯乙胺。Leuckart反应中,氨首先与酮羰基发生亲核加成,然后脱水形成亚胺,亚胺随后被还原成胺。与还原胺化不同,Leuckart反应使用HCOOH作为还原剂。其反应过程如下:

Leuckart反应中,还原剂甲酸中的氢负离子,可以从亚胺分子平面的两侧等概率进入,因此得到外消旋(±)-α-苯乙胺还原产物,要想获得光学活性α-苯乙胺异构体,还需进行手性拆分。外消旋(±)-α-苯乙胺经拆分后可得到(+)-α-苯乙胺和(-)-α-苯乙胺。光学纯酒石酸在自然界颇为丰富,它是酿酒产生的副产物。外消旋α-苯乙胺属于碱性外消旋体,可用酸性拆分剂酒石酸进行拆分。实验14通过(+)-酒石酸与外消旋α-苯乙胺反应生成两个非对映体的盐,这两个盐在甲醇中的溶解度有显著差异,用分步结晶法可以将其分开,再分别用碱进行解析即可得到光学纯的(+)-α-苯乙胺和(-)-α-苯乙胺。

(+)-酒石酸对外消旋α-苯乙胺拆分的流程如下所示:外消旋α-苯乙胺与(+)-酒石酸反应,形成(+)-胺·(+)-酒石酸盐和(-)-胺·(+)-酒石酸盐。这两种非对映体配合物在甲醇中的溶解度有显著差异。(-)-胺·(+)-酒石酸盐非对映异构体比(+)-胺·(+)-酒石酸盐非对映异构体在甲醇中的溶解度小,故易从溶液中结晶析出。用过量NaOH水溶液处理(-)-胺·(+)-酒石酸盐晶体,其将转化为游离的α-苯乙胺(溶于有机溶剂)和酒石酸二钠(溶于水),通过萃取分离转化为光学纯(-)-α-苯乙胺。母液中含有(+)-胺·(+)-酒石酸盐,原则上经提纯可获得另一非对映异构体盐,经稀碱处理后可得到(+)-α-苯乙胺,流程如图3-1所示。

图3-1 (+)-酒石酸拆分α-苯乙胺的实验流程