Úvod
L-efedrín sa získava zo sušených rastlín rôznych druhov rodu Ephedra prvotnou úpravou alkáliou, po ktorej nasleduje extrakcia organickým rozpúšťadlom. Extrakcia, čistenie a izolácia týchto drog je časovo náročná, nákladná a komplikovaná prítomnosťou nežiaducich vedľajších produktov. L-fenylacetylkarbinol (L-PAC; (1)), ktorý je prekurzorom efedrínu, sa vyrába biotransformáciou benzaldehydu pomocou kvasinkových kultúr. Chemická premena L-PAC na efedrín sa ukázala byť výhodnejšia ako extrakčná cesta. L-PAC by sa mohol premeniť chemickou reduktívnou amináciou s metylamínom na opticky čistý L-efedrín. Využitie mikrovlnného žiarenia na chemickú syntézu má čoraz väčší význam, pretože poskytuje jednoduchú alternatívu ku klasickým chemickým cestám s rýchlymi reakciami, ktoré prinášajú vysokú konverziu a selektivitu. Táto práca bola vykonaná s cieľom preskúmať možnosť uskutočnenia syntézy pomocou mikrovĺn ako alternatívy k týmto rutinným chemickým syntetickým reakciám. Dvojstupňová jednoduchá syntetická reakcia sa uskutočnila v homogénnom reakčnom prostredí pod vplyvom mikrovĺn. Homogénne reakčné prostredie zabezpečuje lepšiu tepelnú homogenitu pri mikrovlnnom ohreve a uľahčuje rozšírenie reakcie. Tento postup je lepší ako metódy zahŕňajúce zložité hydrogenačné postupy a metódy zahŕňajúce redukciu chránených kyanohydrínov. Môžete si prečítať aj ďalšie témy týkajúce sa výroby efedrínu.
Zariadenie a sklenené nádoby.
- 100 ml banka s okrúhlym dnom;
- Ľad;
- pH indikátorový papier;
- pipeta;
- 100 ml kvapkací lievik s vyrovnávacím tlakom;
- Stojan na retort a svorka na upevnenie prístroja;
- Magnetické miešadlo;
- 100 ml x4; 50 ml x2 kadičky;
- 500 ml Oddeľovací lievik;
- Skúmavka na chlorid vápenatý (CaCl2);
- Súprava nableskovú chromatografiu (stredná kolóna a silikagél 60 ± 120 ok);
- IFB Neutrónová kuchynská pec (výkon 760 W a frekvencia 2450 MHz);
- Vákuový zdroj;
- Sklenená tyčinka a špachtľa;
- Rotovap stroj;
- Laboratórne váhy (vhodné 0,01 - 100 g) [závisí od zaťaženia syntézou];
- Odmerný valec, 100 ml.
Reagencie.
- L-PAC (0,03 mólu, 4,5 g) [číslo CAS 1798-60-3];
- Etanol (EtOH) ~ 150 ml;
- Koncentrovaný vodný roztok kyseliny chlorovodíkovej (HCl) ~20 ml;
- 40 % (v/v) roztok metylamínu (CH3NH2) 9 ml;
- dietyléter (Et2O) 200 ml;
- Hydrogenuhličitan sodný (NaHCO3) ~50 g;
- Destilovaná voda, 65 ml;
- bezvodý síran sodný (Na2SO4) alebo síran horečnatý (MgSO4) ~100 g;
- Etylacetát (EtOAc) ~500 ml;
- Toluén ~400 ml
- Borohydrid sodný (NaBH4) 0,09 mólu, 3,24 g.
Postup
Konverzia L-fenylacetylkarbinolu (L -PAC) (B) na 2-(metylimino)-1-fenyl-1-propanol (2)L -PAC (0,03 mólu, 4,5 g) sa umiestnil do 100 ml banky s okrúhlym dnom obsahujúcej 10 ml etanolu, ochladil sa v drvenom ľade a pH sa upravilo na 4 po kvapkách pridaním koncentrovanej HCl. Za stáleho miešania sa po kvapkách pridali tri ml 40 % (v/v) roztoku metylamínu. Reakčná zmes sa upravila na teplotu okolia (30 +/- 2 °C) a ožarovala sa 3 minúty pri 50 % výkone v modifikovanej domácej mikrovlnnej rúre* v predchádzajúcej banke s trubicou CaCl2 (spojenie s atmosférou). Reakcia ďalej pokračovala 6 min (dva cykly po 3 min pri 50 % výkone) s pridaním 3 ml 40 % roztoku metylamínu počas každého cyklu ožarovania. Po pôsobení mikrovĺn sa reakčná zmes ochladila v drvenom ľade s 10 ml pridanej vody. pH reakčnej zmesi sa upravilo na 4 a reakčná zmes sa premyla éterom (25 ml x 3), aby sa zachytil nezreagovaný L-PAC (1). Vodná vrstva sa neutralizovala NaHCO3 a hodnota pH sa upravila na 7 až 8. Vodná vrstva sa extrahovala éterom (25 ml x 3) a spojené éterové vrstvy sa opäť premyli 15 ml studenej vody. Eterová vrstva sa vysušila prechodom cez bezvodý síran sodný (Na2SO4); éter sa odstránil v rotačnej parnej nádobe, čím sa získal produkt (2) ako žltý olej. Tento olej sa ďalej čistil silikagélovou (60 ± 120 očiek) stĺpcovou (flash) chromatografiou s použitím etylacetátu a toluénu (6:4) ako eluentu. Výťažok 55 %.
*Nachemické reakcie s použitím mikrovlnného žiarenia sa použila modifikovaná neutrónová kuchynská pec IFB (výkon 760 W a frekvencia 2450 MHz).
*Nachemické reakcie s použitím mikrovlnného žiarenia sa použila modifikovaná neutrónová kuchynská pec IFB (výkon 760 W a frekvencia 2450 MHz).
2-(metylamino)-1-fenyl-1-propanol (3) (efedrín)
Imin (2 ) 2-(metylamín)-1-fenyl-1-propanol (0,03 mólu, 4,89 g) sa umiestnil do 100 ml banky s okrúhlym dnom obsahujúcej 10 ml etanolu. K tomuto roztoku sa pridával NaBH4 (0,09 mólu, 3,24 g) v prírastkoch po 0,02 mólu pre každé mikrovlnné ožarovanie trvajúce 2 min pri 50 % výkone. Celkový reakčný čas pri mikrovlnnom žiarení bol 10 min (2 min x päť cyklov pri 50 % výkone). Po pôsobení mikrovĺn sa reakčná zmes ochladila v ľade a ochladila pridaním 10 ml ľadovej vody a niekoľkých kúskov ľadu. Tento roztok sa potom extrahoval éterom (25 ml x 3). Spojené éterové vrstvy sa dvakrát premyli 15 ml studenej vody v oddeľovacom lieviku a vysušili sa prechodom cez bezvodý síran sodný (Na2SO4) v kadičke. Eterová vrstva sa odstránila v rotavape, čím sa získal olej obsahujúci produkt a nezreagovaný imín (2). Zmes sa oddelila stĺpcovou chromatografiou s použitím silikagélu (60 ± 120 ok) a etylacetátu ± toluénu (8:2) ako eluentu. Izolovaný produkt získaný po elúcii z kolóny sa rekryštalizoval v horúcom etanole a vysušil, čím sa získal efedrín. Výťažok 64 %.
Imin (2 ) 2-(metylamín)-1-fenyl-1-propanol (0,03 mólu, 4,89 g) sa umiestnil do 100 ml banky s okrúhlym dnom obsahujúcej 10 ml etanolu. K tomuto roztoku sa pridával NaBH4 (0,09 mólu, 3,24 g) v prírastkoch po 0,02 mólu pre každé mikrovlnné ožarovanie trvajúce 2 min pri 50 % výkone. Celkový reakčný čas pri mikrovlnnom žiarení bol 10 min (2 min x päť cyklov pri 50 % výkone). Po pôsobení mikrovĺn sa reakčná zmes ochladila v ľade a ochladila pridaním 10 ml ľadovej vody a niekoľkých kúskov ľadu. Tento roztok sa potom extrahoval éterom (25 ml x 3). Spojené éterové vrstvy sa dvakrát premyli 15 ml studenej vody v oddeľovacom lieviku a vysušili sa prechodom cez bezvodý síran sodný (Na2SO4) v kadičke. Eterová vrstva sa odstránila v rotavape, čím sa získal olej obsahujúci produkt a nezreagovaný imín (2). Zmes sa oddelila stĺpcovou chromatografiou s použitím silikagélu (60 ± 120 ok) a etylacetátu ± toluénu (8:2) ako eluentu. Izolovaný produkt získaný po elúcii z kolóny sa rekryštalizoval v horúcom etanole a vysušil, čím sa získal efedrín. Výťažok 64 %.
Last edited by a moderator:
