Introducere
L-efedrina se obține din plante uscate din diferite specii ale genului Ephedra prin tratare inițială cu alcaline, urmată de extracție cu solvent organic. Extracția, purificarea și izolarea acestor medicamente necesită mult timp, sunt costisitoare și complicate de prezența subproduselor nedorite. L-fenilacetilcarbinolul (L-PAC; (1)), care este un precursor al efedrinei, este produs prin biotransformarea benzaldehidei folosind culturi de drojdie. Conversia chimică a L-PAC în efedrină s-a dovedit a fi mai avantajoasă decât calea extracției. L-PAC a putut fi transformată prin aminare chimică reductivă cu metilamină în L-efedrină optic pură. Utilizarea iradierii cu microunde pentru sinteza chimică este din ce în ce mai importantă, deoarece oferă o alternativă simplă la rutele chimice clasice, cu reacții rapide care produc conversie și selectivitate ridicate. Lucrarea de față a fost întreprinsă pentru a explora posibilitatea de a efectua sinteza utilizând microundele ca alternativă la aceste reacții chimice de sinteză de rutină. O reacție de sinteză simplă în două etape a fost efectuată într-un mediu de reacție omogen sub expunerea la microunde. Un mediu de reacție omogen asigură o mai bună omogenitate termică sub încălzirea cu microunde și facilitează extinderea reacției. Procedura este superioară metodelor care implică proceduri complexe de hidrogenare și celor care implică reducerea cianohidrinelor protejate. Deasemenea, puteți citi alte subiecte referitoare la fabricarea efedrinei.
Echipament și sticlărie.
- Balon cu fund rotund de 100 ml;
- Gheață;
- Hârtie indicatoare de pH;
- Pipete Paster;
- Pâlnie de picurare de 100 mL cu egalizare a presiunii;
- Suport pentru retortă și clemă pentru fixarea aparatului;
- Agitator magnetic;
- Pahare de 100 mL x4; 50 mL x2;
- 500 mL Pâlnie de separare;
- Tub de clorură de calciu (CaCl2);
- Kit decromatografie flash (coloană de mijloc și silicagel 60 ± 120 mesh);
- Cuptor de bucătărie pentru neutroni IFB (760 W ieșire și 2450 MHz frerequest);
- Sursă de vid;
- Tijă de sticlă și spatulă;
- Aparat Rotovap;
- Balanță de laborator (0,01-100 g este adecvată) [depinde de sarcina de sinteză];
- Cilindru de măsurare, 100 ml.
Reactivi.
- L-PAC (0,03 moli, 4,5 g) [Număr CAS 1798-60-3];
- Etanol (EtOH) ~150 mL;
- Acid clorhidric conc. (HCl) soluție aq. ~20 mL;
- Metilamină 40% (v/v) soluție (CH3NH2) 9 mL;
- Eter dietilic (Et2O) 200 mL;
- Bicarbonat de sodiu (NaHCO3) ~50 g;
- Apă distilată, 65 mL;
- Sulfat de sodiu anhidru (Na2SO4) sau sulfat de magneziu (MgSO4) ~100 g;
- Acetat de etil (EtOAc) ~500 mL;
- Toluen ~400 mL
- Borohidridă de sodiu (NaBH4) 0,09 moli, 3,24 g.
Procedură
Conversia L -fenilacetilcarbinolului (L -PAC) (B) în 2-(metilimino)-1-fenil-1-propanol (2)L -PAC (0,03 moli, 4,5 g) a fost introdus într-un balon cu fund rotund de 100 mL conținând 10 mL de etanol, răcit în gheață pisată și pH-ul ajustat la 4, prin adăugarea picăturilor de HCl conc. Trei ml de soluție de 40% (v/v) de metilamină s-au adăugat picătură cu picătură, cu agitare constantă. Amestecul de reacție a fost adus la temperatura ambiantă (30 +/- 2 °C) și a fost iradiat timp de 3 min la o putere de 50 % într-un cuptor domestic modificat cu microunde* în balonul anterior cu tub de CaCl2 (conexiune cu atmosfera). Reacția a fost continuată timp de 6 min (două cicluri de 3 min la 50 % putere) cu adăugarea a 3 ml soluție de metilamină 40 % în timpul fiecărui ciclu de iradiere. După expunerea la microunde, amestecul de reacție a fost răcit în gheață pisată cu 10 mL de apă adăugată. pH-ul amestecului de reacție a fost ajustat la 4 și amestecul de reacție a fost spălat cu eter (25 mL x 3) pentru a colecta L-PAC (1) care nu a reacționat. Stratul apos a fost neutralizat cu NaHCO3 și pH-ul a fost ajustat la o valoare cuprinsă între 7 și 8. Stratul apos a fost extras cu eter (25 mL x 3), iar straturile eterice combinate au fost spălate din nou cu 15 mL de apă rece. Stratul eteric a fost uscat prin trecere prin sulfat de sodiu anhidru (Na2SO4); eterul a fost îndepărtat într-un rotavap pentru a obține produsul (2) sub formă de ulei galben. Acest ulei a fost purificat ulterior prin cromatografie pe coloană (flash) cu gel de siliciu (60 ± 120 ochiuri) folosind acetat de etil și toluen (6:4) ca eluent. Randament 55 %.
*Pentrureacțiile chimice care utilizează iradierea cu microunde, s-a utilizat un cuptor de bucătărie Neutron IFB modificat (760 W putere și 2450 MHz frerequest).
*Pentrureacțiile chimice care utilizează iradierea cu microunde, s-a utilizat un cuptor de bucătărie Neutron IFB modificat (760 W putere și 2450 MHz frerequest).
2-(metilamino)-1-fenil-1-propanol (3) (efedrină)
Imina (2) 2-(metilamino)-1-fenil-1-propanol (0,03 moli, 4,89 g) a fost introdusă într-un balon cu fund rotund de 100 mL care conținea 10 mL de etanol. La această soluție s-a adăugat NaBH4 (0,09 moli, 3,24 g) în trepte de 0,02 moli pentru fiecare iradiere cu microunde de 2 min la 50 % putere. Durata totală a reacției la expunerea la microunde a fost de 10 min (2 min x cinci cicluri de 50 % putere). După expunerea la microunde, amestecul de reacție a fost răcit în gheață și stins prin adăugarea a 10 ml de apă rece și a unor bucăți de gheață. Această soluție a fost apoi extrasă cu eter (25 mL x 3). Straturile combinate de eter au fost spălate de două ori cu 15 mL de apă rece într-o pâlnie de separare și uscate prin trecere prin sulfat de sodiu anhidru (Na2SO4) într-un pahar de laborator. Stratul eteric a fost îndepărtat într-un rotavap pentru a obține produsul care conține ulei și imina care nu a reacționat (2). Amestecul a fost separat prin cromatografie pe coloană folosind gel de siliciu (60 ± 120 mesh) și acetat de etil±toluen (8:2) ca eluent. Produsul izolat obținut după eluția coloanei a fost recristalizat în etanol fierbinte și uscat pentru a obține efedrină. Randament 64 %.
Imina (2) 2-(metilamino)-1-fenil-1-propanol (0,03 moli, 4,89 g) a fost introdusă într-un balon cu fund rotund de 100 mL care conținea 10 mL de etanol. La această soluție s-a adăugat NaBH4 (0,09 moli, 3,24 g) în trepte de 0,02 moli pentru fiecare iradiere cu microunde de 2 min la 50 % putere. Durata totală a reacției la expunerea la microunde a fost de 10 min (2 min x cinci cicluri de 50 % putere). După expunerea la microunde, amestecul de reacție a fost răcit în gheață și stins prin adăugarea a 10 ml de apă rece și a unor bucăți de gheață. Această soluție a fost apoi extrasă cu eter (25 mL x 3). Straturile combinate de eter au fost spălate de două ori cu 15 mL de apă rece într-o pâlnie de separare și uscate prin trecere prin sulfat de sodiu anhidru (Na2SO4) într-un pahar de laborator. Stratul eteric a fost îndepărtat într-un rotavap pentru a obține produsul care conține ulei și imina care nu a reacționat (2). Amestecul a fost separat prin cromatografie pe coloană folosind gel de siliciu (60 ± 120 mesh) și acetat de etil±toluen (8:2) ca eluent. Produsul izolat obținut după eluția coloanei a fost recristalizat în etanol fierbinte și uscat pentru a obține efedrină. Randament 64 %.
Last edited by a moderator:
