视黄醇的化学合成图解
视黄醇(维生素A1,retinol)的化学合成有多种路线,以下是两种经典的合成策略及对应的关键步骤图解说明:
1. β-紫罗兰酮路线(工业常用方法)
这是工业上生产视黄醇的主流方法,以β-紫罗兰酮(β-ionone)为起始原料,通过以下步骤合成:
合成步骤:
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β-紫罗兰酮 → C14醛
β-紫罗兰酮与乙炔钠反应,延长碳链生成C14炔醇,随后部分氢化并重排为C14醛。 -
Wittig反应构建侧链
C14醛与三苯基膦盐(如C5-Wittig试剂,来自β-甲酰基巴豆酸酯)反应,形成视黄醇的共轭多烯结构。 -
还原反应
最终产物为视黄醛(retinal),进一步还原(如NaBH₄)得到视黄醇。
简化反应式:
β-ionone → C14-aldehyde + C5-Wittig reagent → retinal → retinol (NaBH₄)
关键结构转换:
β-紫罗兰酮 │ (乙炔化/氢化) C14醛 │ (Wittig反应) 视黄醛 │ (还原) 视黄醇
2. 柠檬醛路线(生物启发合成)
以柠檬醛(citral)为原料,通过缩合反应构建碳骨架:
合成步骤:
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柠檬醛与丙酮缩合
在碱性条件下,柠檬醛与丙酮发生羟醛缩合,生成假紫罗兰酮(pseudoionone)。 -
环化生成β-紫罗兰酮
假紫罗兰酮在酸性条件下环化,形成β-紫罗兰酮,后续步骤与上述工业路线一致。
关键反应:
柠檬醛 + 丙酮 → 假紫罗兰酮 → β-紫罗兰酮 → (接β-紫罗兰酮路线)
3. 全合成示例(图示说明)
以下是β-紫罗兰酮路线的关键反应图示(文字描述):
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β-紫罗兰酮的延伸
β-ionone + HC≡CNa → HO-C≡C-C14-intermediate → C14-aldehyde
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Wittig反应
C14-aldehyde + Ph3P=CH-CH=CH-COOR → retinal ester → retinal
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最终还原
retinal + NaBH4 → retinol
注意事项
- 立体选择性:视黄醇的侧链为全反式构型(生物活性最高),合成中需控制双构型。
- 保护基:羟基可能需要保护(如乙酰化)以避免副反应。
- 工业优化:实际生产会使用催化剂(如Pd/C氢化)和温和条件提高收率。
如果需要更详细的反应机制或具体文献方法,可参考《Journal of Organic Chemistry》或《Advanced Synthesis & Catalysis》中的经典合成论文。