Úvod
L-Efedrin se získává ze sušených rostlin různých druhů rodu Ephedra počáteční úpravou alkálií a následnou extrakcí organickým rozpouštědlem. Extrakce, čištění a izolace těchto drog je časově náročná, nákladná a komplikovaná přítomností nežádoucích vedlejších produktů. L-fenylacetylkarbinol (L-PAC; (1)), který je prekurzorem efedrinu, se vyrábí biotransformací benzaldehydu pomocí kvasinkových kultur. Chemická přeměna L-PAC na efedrin se ukázala být výhodnější než extrakční cesta. L-PAC lze převést chemickou reduktivní aminací s methylaminem na opticky čistý L-efedrin. Využití mikrovlnného záření pro chemickou syntézu má stále větší význam, protože poskytuje jednoduchou alternativu ke klasickým chemickým cestám s rychlými reakcemi, které poskytují vysokou konverzi a selektivitu. Tato práce byla provedena s cílem prozkoumat možnost provedení syntézy pomocí mikrovln jako alternativy k těmto rutinním chemickým syntetickým reakcím. Dvoustupňová jednoduchá syntetická reakce byla provedena v homogenním reakčním prostředí za působení mikrovln. Homogenní reakční prostředí zajišťuje lepší tepelnou homogenitu při mikrovlnném ohřevu a usnadňuje rozšíření reakce. Tento postup je lepší než metody zahrnující složité hydrogenační postupy a metody zahrnující redukci chráněných kyanohydrinů. Můžete si také přečíst další témata týkající se výroby efedrinu.
Vybavení a sklo.
- 100 ml baňka s kulatým dnem;
- Led;
- pH indikátorový papír;
- pipeta;
- 100 ml odkapávací nálevka s vyrovnávacím tlakem;
- Retortový stojan a svorka pro upevnění přístroje;
- Magnetické míchadlo;
- 100 ml x4; 50 ml x2 kádinky;
- 500 ml Oddělovací nálevka;
- Zkumavka s chloridem vápenatým (CaCl2);
- Sada probleskovou chromatografii (střední kolona a silikagel 60 ± 120 ok);
- IFB Neutronová kuchyňská pec (výkon 760 W a frekvence 2450 MHz);
- Vakuový zdroj;
- Skleněná tyčinka a špachtle;
- Rotovap stroj;
- Laboratorní váhy (vhodné 0,01-100 g) [závisí na zatížení syntézy];
- Odměrný válec, 100 ml.
Reagencie.
- L-PAC (0,03 molu, 4,5 g) [číslo CAS 1798-60-3];
- Ethanol (EtOH) ~ 150 ml;
- vodný roztok kyseliny chlorovodíkové (HCl) ~20 ml;
- 40% (v/v) roztok methylaminu (CH3NH2) 9 ml;
- Diethylether (Et2O) 200 ml;
- Hydrogenuhličitan sodný (NaHCO3) ~50 g;
- destilovaná voda, 65 ml;
- bezvodý síran sodný (Na2SO4) nebo síran hořečnatý (MgSO4) ~100 g;
- Ethylacetát (EtOAc) ~500 ml;
- Toluen ~400 ml
- Borohydrid sodný (NaBH4) 0,09 molu, 3,24 g.
Postup
Převod L -fenylacetylkarbinolu (L -PAC) (B) na 2-(methylimino)-1-fenyl-1-propanol (2)L -PAC (0,03 molu, 4,5 g) byl umístěn do 100 ml baňky s kulatým dnem obsahující 10 ml ethanolu, ochlazen v drceném ledu a pH bylo upraveno na 4 po kapkách přidáním koncentrované HCl. Za stálého míchání byly po kapkách přidány 3 ml 40% (v/v) roztoku methylaminu. Reakční směs byla uvedena na teplotu okolí (30 +/- 2 °C) a byla ozařována po dobu 3 min při 50 % výkonu v modifikované domácí mikrovlnné troubě* v předchozí baňce s trubicí CaCl2 (spojení s atmosférou). Reakce dále pokračovala 6 min (dva cykly po 3 min při 50 % výkonu) s přídavkem 3 ml 40 % roztoku methylaminu během každého ozařovacího cyklu. Po působení mikrovln byla reakční směs ochlazena v drceném ledu s 10 ml přidané vody. pH reakční směsi bylo upraveno na 4 a reakční směs byla promyta etherem (25 ml x 3), aby se zachytil nezreagovaný L-PAC (1). Vodná vrstva byla neutralizována pomocí NaHCO3 a hodnota pH byla upravena na 7 až 8. Vodná vrstva byla extrahována etherem (25 ml x 3) a spojené etherové vrstvy byly opět promyty 15 ml studené vody. Eterová vrstva byla vysušena průchodem přes bezvodý síran sodný (Na2SO4); ether byl odstraněn v rotačním odpařovači, čímž byl získán produkt (2) ve formě žlutého oleje. Tento olej byl dále přečištěn silikagelovou (60 ± 120 ok) sloupcovou (flash) chromatografií za použití ethylacetátu a toluenu (6:4) jako eluentu. Výtěžek 55 %.
*Prochemické reakce s použitím mikrovlnného záření byla použita modifikovaná neutronová kuchyňská trouba IFB (výkon 760 W a kmitočet 2450 MHz).
*Prochemické reakce s použitím mikrovlnného záření byla použita modifikovaná neutronová kuchyňská trouba IFB (výkon 760 W a kmitočet 2450 MHz).
2-(methylamino)-1-fenyl-1-propanol (3) (efedrin)
Imin (2 ) 2-(methylamin)-1-fenyl-1-propanol (0,03 molu, 4,89 g) byl umístěn do 100 ml baňky s kulatým dnem obsahující 10 ml ethanolu. K tomuto roztoku byl přidán NaBH4 (0,09 molu, 3,24 g) v přírůstcích po 0,02 molu pro každé mikrovlnné ozařování po dobu 2 min při 50 % výkonu. Celková doba reakce při mikrovlnném záření byla 10 min (2 min x pět cyklů při 50 % výkonu). Po expozici mikrovlnami byla reakční směs ochlazena v ledu a zchlazena přidáním 10 ml ledové vody a několika kousků ledu. Tento roztok byl poté extrahován etherem (25 ml x 3). Spojené etherové vrstvy byly dvakrát promyty 15 ml studené vody v dělící nálevce a vysušeny průchodem přes bezvodý síran sodný (Na2SO4) v kádince. Eterová vrstva byla odstraněna rotavátorem za vzniku oleje obsahujícího produkt a nezreagovaný imin (2). Směs byla separována sloupcovou chromatografií s použitím silikagelu (60 ± 120 ok) a ethylacetátu±toluenu (8:2) jako eluentu. Izolovaný produkt získaný po eluci z kolony byl rekrystalizován v horkém ethanolu a vysušen za vzniku efedrinu. Výtěžek 64 %.
Imin (2 ) 2-(methylamin)-1-fenyl-1-propanol (0,03 molu, 4,89 g) byl umístěn do 100 ml baňky s kulatým dnem obsahující 10 ml ethanolu. K tomuto roztoku byl přidán NaBH4 (0,09 molu, 3,24 g) v přírůstcích po 0,02 molu pro každé mikrovlnné ozařování po dobu 2 min při 50 % výkonu. Celková doba reakce při mikrovlnném záření byla 10 min (2 min x pět cyklů při 50 % výkonu). Po expozici mikrovlnami byla reakční směs ochlazena v ledu a zchlazena přidáním 10 ml ledové vody a několika kousků ledu. Tento roztok byl poté extrahován etherem (25 ml x 3). Spojené etherové vrstvy byly dvakrát promyty 15 ml studené vody v dělící nálevce a vysušeny průchodem přes bezvodý síran sodný (Na2SO4) v kádince. Eterová vrstva byla odstraněna rotavátorem za vzniku oleje obsahujícího produkt a nezreagovaný imin (2). Směs byla separována sloupcovou chromatografií s použitím silikagelu (60 ± 120 ok) a ethylacetátu±toluenu (8:2) jako eluentu. Izolovaný produkt získaný po eluci z kolony byl rekrystalizován v horkém ethanolu a vysušen za vzniku efedrinu. Výtěžek 64 %.
Last edited by a moderator:
