视黄醇的化学合成
视黄醇(维生素A醇,Retinol)的化学合成通常以β-紫罗兰酮(β-ionone)为关键起始原料,通过多步反应构建其侧链和功能基团。以下是经典的工业合成路线及关键步骤:
1. C15 + C5 合成法(Roche法)
(1) β-紫罗兰酮的延长(C15醛的制备)
-
反应1:Wittig反应延伸侧链
β-紫罗兰酮与乙炔格氏试剂反应,生成C14炔醇,经部分氢化得到C14烯醇,再氧化为C14醛。 -
反应2:与C5膦酸酯缩合
C14醛与三苯基膦乙酰基衍生物(C5单元)通过Wittig-Horner反应连接,形成视黄醇的碳骨架(C20)。
(2) 官能团修饰
- 选择性还原羰基为羟基,得到视黄醇。
- 可能的保护/脱保护步骤以避免副反应。
2. C20直接合成法(BASF法)
(1) 假紫罗兰酮环化
- 柠檬醛与丙酮缩合生成假紫罗兰酮,再环化为β-紫罗兰酮。
(2) 侧链构建
- β-紫罗兰酮与氯乙酸酯反应,经Darzens缩合形成环氧酸酯,开环、脱羧、重排得到C20醛(视黄醛)。
- 视黄醛还原为视黄醇(NaBH₄或催化氢化)。
关键反应机理
- Wittig反应:醛/酮与磷叶立德反应形成烯烃,用于构建多烯链。
- Darzens缩合:α-卤代酯与羰基化合物生成环氧酯,重排后延长碳链。
- 选择性还原:需控制条件以避免多烯结构的异构化或过度还原。
注意事项
- 立体控制:视黄醇的4个双键均为反式(全反式构型),需避免顺式异构体生成。
- 保护基策略:羟基可能需乙酰化保护以提高中间体稳定性。
- 工业优化:现代工艺常使用钯或铑催化缩短步骤,提高收率。
简化合成路线示例
- β-紫罗兰酮 → C14醛(乙炔化/部分氢化/氧化)
- C14醛 + (C₆H₅)₃P=CHCOOCH₃ → 视黄酸甲酯
- 视黄酸甲酯 → LiAlH₄还原 → 视黄醇
如需具体文献或某步详细机理,可进一步提供扩展说明。