Wprowadzenie
L-efedryna jest otrzymywana z suszonych roślin różnych gatunków z rodzaju Ephedra poprzez wstępną obróbkę alkaliami, a następnie ekstrakcję rozpuszczalnikiem organicznym. Ekstrakcja, oczyszczanie i izolacja tych leków jest czasochłonna, kosztowna i skomplikowana ze względu na obecność niepożądanych produktów ubocznych. L-fenyloacetylokarbinol (L-PAC; (1)), który jest prekursorem efedryny, jest wytwarzany w procesie biotransformacji benzaldehydu przy użyciu kultur drożdży. Chemiczna konwersja L-PAC do efedryny okazała się bardziej korzystna niż droga ekstrakcji. L-PAC może być przekształcony przez chemiczne aminowanie redukcyjne z metyloaminą do optycznie czystej L-efedryny. Zastosowanie promieniowania mikrofalowego do syntezy chemicznej ma coraz większe znaczenie, ponieważ stanowi prostą alternatywę dla klasycznych szlaków chemicznych z szybkimi reakcjami dającymi wysoką konwersję i selektywność. Niniejsza praca została podjęta w celu zbadania możliwości przeprowadzenia syntezy przy użyciu mikrofal jako alternatywy dla tych rutynowych chemicznych reakcji syntetycznych. Dwuetapowa prosta reakcja syntetyczna została przeprowadzona w jednorodnym środowisku reakcyjnym pod wpływem mikrofal. Jednorodne środowisko reakcyjne zapewnia lepszą jednorodność termiczną podczas ogrzewania mikrofalowego i ułatwia skalowanie reakcji. Procedura ta jest lepsza niż metody obejmujące złożone procedury uwodornienia i te obejmujące redukcję chronionych cyjanohydryn. Możesz również przeczytać inne tematy dotyczące produkcji efedryny.
Sprzęt i szkło.
- Kolba okrągłodenna o pojemności 100 ml;
- Lód;
- Papier wskaźnikowy pH;
- Pipeta do odmierzania;
- Lejek kroplowy 100 ml z wyrównaniem ciśnienia;
- Statyw retortowy i zacisk do mocowania aparatury;
- Mieszadło magnetyczne;
- 100 mL x4; 50 mL x2 Zlewki;
- Lejek rozdzielający 500 mL;
- Probówka z chlorkiem wapnia (CaCl2);
- Zestaw dochromatografii błyskawicznej (kolumna środkowa i żel krzemionkowy 60 ± 120 mesh);
- Piec kuchenny IFB Neutron (moc wyjściowa 760 W i częstotliwość 2450 MHz);
- Źródło próżni;
- Szklany pręt i szpatułka;
- Maszyna Rotovap;
- Waga laboratoryjna (odpowiednia 0,01-100 g) [w zależności od obciążenia syntezy];
- Cylinder miarowy, 100 ml.
Odczynniki.
- L-PAC (0,03 mola, 4,5 g) [numer CAS 1798-60-3];
- Etanol (EtOH) ~150 mL;
- Kwas solny (HCl) w roztworze ~20 ml;
- 40% (v/v) roztwór metyloaminy (CH3NH2) 9 mL;
- Eter dietylowy (Et2O) 200 ml;
- Wodorowęglan sodu (NaHCO3) ~50 g;
- Woda destylowana, 65 ml;
- Bezwodny siarczan sodu (Na2SO4) lub siarczan magnezu (MgSO4) ~100 g;
- Octan etylu (EtOAc) ~500 mL;
- Toluen ~400 ml
- Dwuwodzian sodu (NaBH4) 0,09 mola, 3,24 g.
Procedura
Konwersja L-fenyloacetylokarbinolu (L-PAC) (B) do 2-(metyloimino)-1-fenylo-1-propanolu (2)L-PAC (0,03 mola, 4,5 g) umieszczono w kolbie okrągłodennej o pojemności 100 ml zawierającej 10 ml etanolu, schłodzono w kruszonym lodzie i dostosowano pH do 4, dodając kroplami stężony HCl. Trzy ml 40% (v/v) roztworu metyloaminy dodawano kroplami przy ciągłym mieszaniu. Mieszaninę reakcyjną doprowadzono do temperatury otoczenia (30 +/- 2 °C) i napromieniowywano przez 3 minuty przy 50% mocy w zmodyfikowanej domowej kuchence mikrofalowej* w poprzedniej kolbie z rurką CaCl2 (połączenie z atmosferą). Reakcję kontynuowano przez 6 minut (dwa cykle po 3 minuty przy 50% mocy) z dodatkiem 3 ml 40% roztworu metyloaminy podczas każdego cyklu naświetlania. Po ekspozycji na mikrofale mieszaninę reakcyjną schłodzono w kruszonym lodzie z dodatkiem 10 ml wody. pH mieszaniny reakcyjnej dostosowano do 4, a mieszaninę reakcyjną przemyto eterem (25 mL x 3) w celu zebrania nieprzereagowanego L-PAC (1). Warstwę wodną zneutralizowano za pomocą NaHCO3, a wartość pH dostosowano do 7-8. Warstwę wodną ekstrahowano eterem (25 mL x 3), a połączone warstwy eterowe przemyto ponownie 15 mL zimnej wody. Warstwę eterową wysuszono przez przepuszczenie przez bezwodny siarczan sodu (Na2SO4); eter usunięto w rotavap, otrzymując produkt (2) w postaci żółtego oleju. Olej ten poddano dalszemu oczyszczaniu metodą chromatografii kolumnowej (flash ) na żelu krzemionkowym (60 ± 120 oczek) z użyciem octanu etylu i toluenu (6:4) jako eluentu. Wydajność 55 %.
*Doreakcji chemicznych wykorzystujących promieniowanie mikrofalowe użyto zmodyfikowanej kuchenki IFB Neutron (moc wyjściowa 760 W i częstotliwość 2450 MHz).
*Doreakcji chemicznych wykorzystujących promieniowanie mikrofalowe użyto zmodyfikowanej kuchenki IFB Neutron (moc wyjściowa 760 W i częstotliwość 2450 MHz).
2-(metyloamino)-1-fenylo-1-propanol (3) (efedryna)
Iminę ( 2) 2-(metyloamino)-1-fenylo-1-propanolu (0,03 mola, 4,89 g) umieszczono w kolbie okrągłodennej o pojemności 100 ml zawierającej 10 ml etanolu. Do tego roztworu dodano NaBH4 (0,09 mola, 3,24 g) w przyrostach 0,02 mola dla każdego naświetlania mikrofalami przez 2 minuty przy 50% mocy. Całkowity czas reakcji pod wpływem mikrofal wynosił 10 minut (2 minuty x pięć cykli 50% mocy). Po ekspozycji na mikrofale mieszaninę reakcyjną schłodzono w lodzie i schłodzono przez dodanie 10 ml lodowatej wody i kilku kawałków lodu. Następnie roztwór ekstrahowano eterem (25 mL x 3). Połączone warstwy eteru przemyto dwukrotnie 15 ml zimnej wody w rozdzielaczu i wysuszono przepuszczając bezwodny siarczan sodu (Na2SO4) w zlewce. Warstwę eterową usunięto za pomocą rotavapu, uzyskując olej zawierający produkt i nieprzereagowaną iminę (2). Mieszaninę rozdzielono metodą chromatografii kolumnowej z użyciem żelu krzemionkowego (60 ± 120 mesh) i octanu etylu-toluenu (8:2) jako eluentu. Wyizolowany produkt otrzymany po elucji z kolumny rekrystalizowano w gorącym etanolu i wysuszono, otrzymując efedrynę. Wydajność 64%.
Iminę ( 2) 2-(metyloamino)-1-fenylo-1-propanolu (0,03 mola, 4,89 g) umieszczono w kolbie okrągłodennej o pojemności 100 ml zawierającej 10 ml etanolu. Do tego roztworu dodano NaBH4 (0,09 mola, 3,24 g) w przyrostach 0,02 mola dla każdego naświetlania mikrofalami przez 2 minuty przy 50% mocy. Całkowity czas reakcji pod wpływem mikrofal wynosił 10 minut (2 minuty x pięć cykli 50% mocy). Po ekspozycji na mikrofale mieszaninę reakcyjną schłodzono w lodzie i schłodzono przez dodanie 10 ml lodowatej wody i kilku kawałków lodu. Następnie roztwór ekstrahowano eterem (25 mL x 3). Połączone warstwy eteru przemyto dwukrotnie 15 ml zimnej wody w rozdzielaczu i wysuszono przepuszczając bezwodny siarczan sodu (Na2SO4) w zlewce. Warstwę eterową usunięto za pomocą rotavapu, uzyskując olej zawierający produkt i nieprzereagowaną iminę (2). Mieszaninę rozdzielono metodą chromatografii kolumnowej z użyciem żelu krzemionkowego (60 ± 120 mesh) i octanu etylu-toluenu (8:2) jako eluentu. Wyizolowany produkt otrzymany po elucji z kolumny rekrystalizowano w gorącym etanolu i wysuszono, otrzymując efedrynę. Wydajność 64%.
Last edited by a moderator:
