D-扁桃酸，英文名為Mandelic acid，常溫常壓下為白色結(jié)晶固體，在水中的溶解度較小，為3.3 g/L（20℃），但易溶于乙醇、乙醚、苯等有機溶劑。D-扁桃酸是手性分子，具有旋光性，在常溫下相對穩(wěn)定，但在陽光下或高溫下易發(fā)生氧化反應(yīng)。在自然界中，D-扁桃酸主要存在于杏仁、苦杏仁、桃子等植物中，是杏仁味的主要成分。在有機合成中，D-扁桃酸可用作有機合成子，用于合成鄰位手性醇羰基類衍生物，在藥物分子和生物活性分子修飾中有一定的應(yīng)用。

圖1 D-扁桃酸的性狀圖

化學(xué)性質(zhì)

D-扁桃酸是一種極性分子，由于其中含有羥基和羧基，使得分子具有一定的親水性。由于D-扁桃酸是一種手性分子，其物理化學(xué)性質(zhì)受到其分子的立體結(jié)構(gòu)的影響。例如，D-扁桃酸具有光學(xué)活性，可以使偏振光的方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這是由于D-扁桃酸分子的手性結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的。此外，D-扁桃酸的酸堿性質(zhì)也受到分子結(jié)構(gòu)的影響，其羧基的酸性較弱，是由于手性碳原子上的羥基取代了一個氫原子，使得負電荷的共振穩(wěn)定性降低。從化學(xué)反應(yīng)的角度來看，D-扁桃酸的手性結(jié)構(gòu)也對其反應(yīng)產(chǎn)物的手性產(chǎn)生影響。這種手性性質(zhì)在有機合成中具有重要意義，可以用于制備手性分子的藥物和化學(xué)品。

合成方法

圖2 D-扁桃酸的合成路線

在一個干燥的反應(yīng)燒瓶中，將( 2R、5R) - 2，5 -二苯基惡唑烷- 4 -酮( 87 mg , 0.36 mmol)溶液置于12 M HCl ( 3.6 m L )中，然后將改反應(yīng)液加熱至100℃，并在這個溫度下攪拌反應(yīng)16小時。反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)冷卻至室溫，再用H2O ( 10 mL )稀釋，用乙酸乙酯萃取該混合物三次，合并的有機物在無水硫酸鎂上干燥。過濾除去干燥劑并將所得的濾液在真空下減壓濃縮，所得的粗品經(jīng)熱CHCl3重結(jié)晶即可得到目標(biāo)產(chǎn)物分子D-扁桃酸。[1]

應(yīng)用

D-扁桃酸具有羧酸的性質(zhì)，在水中可以與氫氧化鈉反應(yīng)，生成鈉鹽。此外，D-扁桃酸還可以和其他有機化合物反應(yīng)，如?；磻?yīng)、縮合反應(yīng)等。在有機官能團轉(zhuǎn)化中，其結(jié)構(gòu)中的羧基可以和醇類化合物在酸的催化作用下進行酯化反應(yīng)，生成相應(yīng)的酯。另外，羧基結(jié)構(gòu)也可以在硼烷的還原作用下轉(zhuǎn)變?yōu)槭中远蓟衔?。D-扁桃酸和其衍生物可以作為手性催化劑，參與不對稱催化反應(yīng)，用于合成手性化合物。D-扁桃酸也是一種天然產(chǎn)物，在生物合成中起到重要的作用，如參與黃酮類化合物的生物合成過程，還被用于生物工程中合成某些有用的代謝產(chǎn)物。

圖3 D-扁桃酸的應(yīng)用

在一個干燥的反應(yīng)器中，將H2SO4 ( 50 mg)加入到D-扁桃酸( 32.9 mmol )的甲醇溶液( 15 m L )中，然后將反應(yīng)混合物在65℃下回流攪拌反應(yīng)2小時。反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)混合物冷卻至室溫，在減壓下濃縮反應(yīng)混合物以蒸發(fā)甲醇。所得的殘渣用40毫升二氯甲烷萃取，再用二氯甲烷 ( 3 × 20m L)洗滌水相，用40 m L鹽水沖洗合并的有機層。在Na2SO4上干燥有機層并將溶劑濃縮，粗品經(jīng)硅膠柱色譜(PE / EtOAc , 5 : 1)進行分離純化即可得到酯化的目標(biāo)產(chǎn)物。[2]

儲存方法

D-扁桃酸化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解，但是分子整體呈弱酸性，容易和堿發(fā)生中和反應(yīng)，因此存放時應(yīng)該盡量避開堿性物質(zhì)，在陰涼干燥的地方保存。在使用和儲存過程中，應(yīng)注意避免光照、氧化、酸堿和濕度等因素，以保證D-扁桃酸的穩(wěn)定性。

參考文獻

[1] Smith, Siobhan R. et al Chemistry - A European Journal, 21(29), 10530-10536; 2015

[2] Liu, Yidong et al Journal of the American Chemical Society, 141(2), 1150-1159; 2019