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·1148· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷
表 1 反应时间对产物Ⅲ产率的影响 表 3 反应温度对产物Ⅲ产率的影响
Table 1 Effect of reaction time on the yield of compoundⅢ Table 3 Effect of reaction temperature on the yield of compound
Ⅲ
反应时间/h
反应温度/ ℃
10 15 20 25 30
25 35 45 50
产率/% 65 70 75 74 73
产率/% 73 75 69 64
一般而言,化学反应随着反应时间的延长,反
应产率提高,但是反应时间过长往往会导致副产物 氢化反应的速率随着反应温度的升高而加快,
的产生,生成的副产物和目标产物混在一起,增加 有的氢化反应只有达到一定的温度才有足够的能量
了分离纯化的难度,降低了产率。由表 1 可知,。反 越过反应壁垒,促使反应进行,而有些氢化反应在
应时间从 10 h 逐渐增加到 20 h 时,随着原料之间的 不同温度时反应的方向和选择性也不同。此外,催
接触越来越充分,产物Ⅲ的产率逐渐增加;反应时 化剂的活性和寿命也与反应温度有关,Pd、Pt 等贵
金属催化剂的活性随着温度的升高会有所下降。由
间为 20 h 时产率最高,为 75%;之后随着时间的推
表 3 可知,当反应温度为 35 ℃时,产物Ⅲ的产率最
移,可能发生副反应生成副产物使产率略有下降,
高,为 75%。氢化反应的速率会随着温度的升高而
而且使反应耗能增加。因此,反应时间为 20 h 时较
加快,但温度过高会降低 Pd、Pt 等贵重金属催化剂
佳。
的活性。而且,温度升高也可能影响反应原料和产
2.4.2 Pd/C 催化剂用量对产率的影响
物的稳定性,使产率降低。所以,反应温度选择 35 ℃。
当原料Ⅰ和原料Ⅱ的摩尔比为 1∶1,以体积分
数 80%的甲醇水溶液为溶剂,反应温度为 35 ℃,反 3 结论
应时间为 20 h,分别测定 Pd/C 催化剂用量为反应物
总重的 2.5%、5%、7.5%、10%、12.5%时,产物Ⅲ 以 3-环己基-L-丙氨酸、Boc-L-天冬氨酸-4-苄酯
的产率,结果见表 2。 两种氨基酸为原料合成二肽,以 3-羟基-4-甲氧基苯
甲醛为原料合成 3-羟基-4-甲氧基苯丙醛,然后二肽
表 2 Pd/C 催化剂用量对产物Ⅲ产率的影响
Table 2 Effect of Pd/C catalyst dosage on the yield of compound 与 3-羟基-4-甲氧基苯丙醛在 H 2 、Pd/C 催化作用下
Ⅲ 进行还原氨化反应,得到目标产物 N-[3-(3-羟基-4-
甲氧基苯基)丙基]-α-L-天冬氨酰-3-环己基-L-丙氨
Pd/C 催化剂质量分数/%
酸-1-甲酯,总产率为 47%。采用 IR、NMR、HRMS
2.5 5 7.5 10 12.5
对中间产物和终产物进行了结构表征,表明设计的
产率/% 50 65 71 74 73
合成路线是可行的。合成终产物的最佳工艺条件为:
Pd/C 作为催化剂时,比较温和且具有一定的选 n(Ⅱ)∶n(Ⅰ)=1∶1,Pd/C 催化剂用量为反应物总重
择性,适用于多种化合物的选择性氢化。在温和条 的 10%,以体积分数 80%的甲醇水溶液为溶剂,反
件下,对肽键、苯环、羧基、酯基等基团中的双键 应温度为 35 ℃,反应时间为 20 h。经感官评价,验
还原没有活性,而对 C==N、C==C 双键的还原活性 证其甜度约为蔗糖的 25000 倍,其成功合成对二肽
最高。由表 2 可知,当 Pd/C 催化剂用量为反应物总 类甜味剂的开发具有积极意义。
重的 10%以下时,产物Ⅲ的产率随催化剂用量的增 合成新型二肽突破了以阿斯巴甜为底物合成二
加而提高的比较明显,但反应产率的增加幅度不断 肽甜味剂的传统思路,在二肽的多样性上有所拓展。
3-羟基-4-甲氧基苯丙醛的合成采用 Witting 反应,与
减慢。当 Pd/C 催化剂用量为反应物总重的 10%时,
常用的羟醛缩合反应相比,反应产率明显提高,合
产物Ⅲ的产率最高,为 74%,以后略有下降,基本
成方式有明显的优势。本文的合成工艺在二肽甜味
保持不变。考虑到 Pd/C 催化剂为贵金属催化剂,价
剂的工业生产中极具发展潜力。
格昂贵,所以 Pd/C 催化剂用量为反应物总重的 10%
比较合理。 参考文献:
2.4.3 反应温度对产率的影响 [1] Schiffman S S, Sattely M, Elizabeth A. Sensory properties of
当原料Ⅰ和原料Ⅱ的摩尔比为 1∶1、Pd/C 催化 neotame: comparison with other sweeteners[J]. ACS Symposium
Series, 2008, 979(2): 511-529.
剂用量为反应物总重的 10%、体积分数 80%的甲醇 [2] Satyavathi K, Raju P B, Bupesh K V, et al. Neotame: High intensity
水溶液为溶剂、反应时间为 20 h 时,分别测定反应 low caloric sweetener[J]. Asian Journal of Chemistry, 2010, 22 (7):
5792-5796.
温度为 25、35、45、50 ℃时,产物Ⅲ的产率,结果
见表 3。 (下转第 1158 页)