G.Patton
Expert
- Joined
- Jul 5, 2021
- Messages
- 2,704
- Solutions
- 3
- Reaction score
- 2,857
- Points
- 113
- Deals
- 1
Εισαγωγή
Η L-εφεδρίνη λαμβάνεται από αποξηραμένα φυτά διαφόρων ειδών του γένους Ephedra με αρχική επεξεργασία με αλκάλια και στη συνέχεια με εκχύλιση με οργανικό διαλύτη. Η εκχύλιση, ο καθαρισμός και η απομόνωση αυτών των φαρμάκων είναι χρονοβόρα, δαπανηρή και περιπλέκεται από την παρουσία ανεπιθύμητων παραπροϊόντων. Η L-φαινυλακετυλοκαρβινόλη (L-PAC; (1)), η οποία αποτελεί πρόδρομη ουσία της εφεδρίνης, παράγεται με βιομετασχηματισμό της βενζαλδεΰδης με χρήση καλλιεργειών ζύμης. Η χημική μετατροπή της L-PAC σε εφεδρίνη αποδείχθηκε πιο συμφέρουσα από την οδό εκχύλισης. Η L-PAC µπορεί να µετατραπεί µε χηµική αναγωγική αµίνωση µε µεθυλαµίνη σε οπτικά καθαρή L-εφεδρίνη. Η χρήση της ακτινοβολίας μικροκυμάτων για τη χημική σύνθεση αποκτά ολοένα και μεγαλύτερη σημασία, δεδομένου ότι παρέχει μια απλή εναλλακτική λύση στις κλασικές χημικές διαδρομές με γρήγορες αντιδράσεις που αποδίδουν υψηλή μετατροπή και εκλεκτικότητα. Η παρούσα εργασία αναλήφθηκε για να διερευνηθεί η δυνατότητα διεξαγωγής της σύνθεσης με χρήση μικροκυμάτων ως εναλλακτική λύση σε αυτές τις συνήθεις χημικές συνθετικές αντιδράσεις. Πραγματοποιήθηκε μια απλή συνθετική αντίδραση δύο σταδίων σε ομογενές μέσο αντίδρασης υπό έκθεση σε μικροκύματα. Ένα ομοιογενές μέσο αντίδρασης εξασφαλίζει καλύτερη θερμική ομοιογένεια υπό θέρμανση με μικροκύματα και διευκολύνει την κλιμάκωση της αντίδρασης. Η διαδικασία είναι ανώτερη από τις μεθόδους που περιλαμβάνουν πολύπλοκες διαδικασίες υδρογόνωσης και εκείνες που περιλαμβάνουν αναγωγή προστατευμένων κυανοϋδρινών. Επίσης, μπορείτε να διαβάσετε άλλα θέματα που αφορούν την παρασκευή εφεδρίνης.
Εξοπλισμός και γυάλινα σκεύη.
- Φιάλη στρογγυλού πυθμένα 100 ml,
- Πάγος,
- Χαρτί δείκτη pH,
- Πιπέτα με γουδοχέρι,
- Χωνί στάγδην 100 ml με εξισορρόπηση της πίεσης,
- Στήριγμα και σφιγκτήρας για τη στερέωση της συσκευής,
- Μαγνητικός αναδευτήρας,
- Ποτήρια ζέσεως 100 mL x4; 50 mL x2,
- Χωνί διαχωρισμού 500 mL,
- Σωλήνας χλωριούχου ασβεστίου (CaCl2),
- Κιτχρωματογραφίας φλας (μεσαία στήλη και silica gel 60 ± 120 mesh),
- Φούρνος κουζίνας νετρονίων IFB (έξοδος 760 W και 2450 MHz frerequest),
- Πηγή κενού,
- Γυάλινη ράβδος και σπάτουλα,
- Μηχανή Rotovap,
- Εργαστηριακή ζυγαριά (0,01-100 g είναι κατάλληλη) [εξαρτάται από το φορτίο σύνθεσης],
- Κύλινδρος μέτρησης, 100 ml.
Αντιδραστήρια.
- L-PAC (0,03 mol, 4,5 g) [αριθμός CAS 1798-60-3],
- Αιθανόλη (EtOH) ~150 mL,
- Υδροχλωρικό οξύ conc. (HCl) aq. διάλυμα ~20 mL,
- Διάλυμα μεθυλαμίνης 40% (v/v) (CH3NH2) 9 mL,
- Διαιθυλαιθέρας (Et2O) 200 mL,
- Διττανθρακικό νάτριο (NaHCO3) ~50 g,
- Αποσταγμένο νερό, 65 mL,
- Θειικό νάτριο άνυδρο (Na2SO4) ή θειικό μαγνήσιο (MgSO4) ~100 g,
- Οξικός αιθυλεστέρας (EtOAc) ~500 mL,
- Τολουόλιο ~400 mL
- Βορειοϋδρίδιο του νατρίου (NaBH4) 0,09 mol, 3,24 g.
Διαδικασία
Μετατροπή της L -φαινυλακετυλοκαρβινόλης (L -PAC) (B) σε 2-(μεθυλιμινο)-1-φαινυλο-1-προπανόλη (2)Η L -PAC (0,03 moles, 4,5 g) τοποθετήθηκε σε στρογγυλοπυθμένη φιάλη 100 mL που περιέχει 10 mL αιθανόλης, ψύχθηκε σε θρυμματισμένο πάγο και το pH ρυθμίστηκε στο 4, με σταγονική προσθήκη conc. HCl. Τρία mL διαλύματος μεθυλαμίνης 40% (v/v) προστέθηκαν σταγονίδια με συνεχή ανάδευση. Το μείγμα της αντίδρασης οδηγήθηκε σε θερμοκρασία περιβάλλοντος (30 +/- 2 °C) και ακτινοβολήθηκε για 3 λεπτά σε ισχύ 50 % σε τροποποιημένο οικιακό φούρνο μικροκυμάτων* σε προηγούμενη φιάλη με σωλήνα CaCl2 (σύνδεση με ατμόσφαιρα). Η αντίδραση συνεχίστηκε περαιτέρω για 6 λεπτά (δύο κύκλοι των 3 λεπτών σε ισχύ 50 %) με προσθήκη 3 mL διαλύματος μεθυλαμίνης 40 % κατά τη διάρκεια κάθε κύκλου ακτινοβόλησης. Μετά την έκθεση στα μικροκύματα, το μείγμα της αντίδρασης ψύχθηκε σε θρυμματισμένο πάγο με προσθήκη 10 mL νερού. Το pH του μείγματος αντίδρασης ρυθμίστηκε σε 4 και το μείγμα αντίδρασης πλύθηκε με αιθέρα (25 mL x 3) για τη συλλογή της L-PAC (1) που δεν αντέδρασε. Το υδατικό στρώμα εξουδετερώθηκε με NaHCO3 και η τιμή του pH ρυθμίστηκε μεταξύ 7 και 8. Το υδατικό στρώμα εκχυλίστηκε με αιθέρα (25 mL x 3) και τα συνδυασμένα στρώματα αιθέρα πλύθηκαν εκ νέου με 15 mL κρύου νερού. Το στρώμα του αιθέρα ξηράνθηκε με διέλευση από άνυδρο θειικό νάτριο (Na2SO4)- ο αιθέρας απομακρύνθηκε σε ροταβάπα και το προϊόν (2 ) προέκυψε ως κίτρινο έλαιο. Το έλαιο αυτό καθαρίστηκε περαιτέρω με χρωματογραφία στήλης (flash ) silica gel (60 ± 120 mesh) χρησιμοποιώντας οξικό αιθυλεστέρα και τολουόλιο (6:4) ως εκλυτικό. Απόδοση 55 %.
*Για τιςχημικές αντιδράσεις με ακτινοβολία μικροκυμάτων χρησιμοποιήθηκε τροποποιημένος φούρνος κουζίνας IFB Neutron (760 W εξόδου και 2450 MHz frerequest).
*Για τιςχημικές αντιδράσεις με ακτινοβολία μικροκυμάτων χρησιμοποιήθηκε τροποποιημένος φούρνος κουζίνας IFB Neutron (760 W εξόδου και 2450 MHz frerequest).
2-(μεθυλαμινο)-1-φαινυλο-1-προπανόλη (3) (εφεδρίνη)
Η ιμίνη (2) 2-(μεθυλαμίνη)-1-φαινυλ-1-προπανόλη (0,03 mol, 4,89 g) τοποθετήθηκε σε φιάλη στρογγυλού πυθμένα 100 ml που περιείχε 10 ml αιθανόλης. Σε αυτό το διάλυμα προστέθηκε NaBH4 (0,09 mol, 3,24 g) σε βήματα των 0,02 mol για κάθε ακτινοβόληση μικροκυμάτων διάρκειας 2 λεπτών σε ισχύ 50 %. Ο συνολικός χρόνος αντίδρασης υπό έκθεση σε μικροκύματα ήταν 10 λεπτά (2 λεπτά x πέντε κύκλοι ισχύος 50 %). Μετά την έκθεση στα μικροκύματα, το μείγμα της αντίδρασης ψύχθηκε σε πάγο και αποσβέστηκε με την προσθήκη 10 mL παγωμένου νερού και μερικών κομματιών πάγου. Το διάλυμα αυτό εκχυλίστηκε στη συνέχεια με αιθέρα (25 mL x 3). Τα συνδυασμένα στρώματα αιθέρα πλύθηκαν δύο φορές με 15 mL κρύου νερού σε διαχωριστικό χωνί και ξηράνθηκαν με διέλευση από άνυδρο θειικό νάτριο (Na2SO4) σε ποτήρι ζέσεως. Το στρώμα του αιθέρα απομακρύνθηκε σε ροταβάνι για να παραχθεί το προϊόν που περιέχει έλαιο και η μη αντιδρώσα ιμίνη (2). Το μείγμα διαχωρίστηκε με χρωματογραφία στήλης χρησιμοποιώντας silica gel (60 ± 120 mesh) και οξικό αιθυλεστέρα±τολουόλιο (8:2) ως εκλυτικό. Το αποµονωµένο προϊόν που προέκυψε µετά την έκλουση της στήλης ανακρυσταλλώθηκε σε θερµή αιθανόλη και ξηράνθηκε για να δώσει εφεδρίνη. Απόδοση 64 %.
Η ιμίνη (2) 2-(μεθυλαμίνη)-1-φαινυλ-1-προπανόλη (0,03 mol, 4,89 g) τοποθετήθηκε σε φιάλη στρογγυλού πυθμένα 100 ml που περιείχε 10 ml αιθανόλης. Σε αυτό το διάλυμα προστέθηκε NaBH4 (0,09 mol, 3,24 g) σε βήματα των 0,02 mol για κάθε ακτινοβόληση μικροκυμάτων διάρκειας 2 λεπτών σε ισχύ 50 %. Ο συνολικός χρόνος αντίδρασης υπό έκθεση σε μικροκύματα ήταν 10 λεπτά (2 λεπτά x πέντε κύκλοι ισχύος 50 %). Μετά την έκθεση στα μικροκύματα, το μείγμα της αντίδρασης ψύχθηκε σε πάγο και αποσβέστηκε με την προσθήκη 10 mL παγωμένου νερού και μερικών κομματιών πάγου. Το διάλυμα αυτό εκχυλίστηκε στη συνέχεια με αιθέρα (25 mL x 3). Τα συνδυασμένα στρώματα αιθέρα πλύθηκαν δύο φορές με 15 mL κρύου νερού σε διαχωριστικό χωνί και ξηράνθηκαν με διέλευση από άνυδρο θειικό νάτριο (Na2SO4) σε ποτήρι ζέσεως. Το στρώμα του αιθέρα απομακρύνθηκε σε ροταβάνι για να παραχθεί το προϊόν που περιέχει έλαιο και η μη αντιδρώσα ιμίνη (2). Το μείγμα διαχωρίστηκε με χρωματογραφία στήλης χρησιμοποιώντας silica gel (60 ± 120 mesh) και οξικό αιθυλεστέρα±τολουόλιο (8:2) ως εκλυτικό. Το αποµονωµένο προϊόν που προέκυψε µετά την έκλουση της στήλης ανακρυσταλλώθηκε σε θερµή αιθανόλη και ξηράνθηκε για να δώσει εφεδρίνη. Απόδοση 64 %.
Last edited by a moderator: