Introduktion
L-efedrin udvindes fra tørrede planter af forskellige arter af slægten Ephedra ved indledende behandling med alkali efterfulgt af ekstraktion med organisk opløsningsmiddel. Ekstraktion, oprensning og isolering af disse stoffer er tidskrævende, dyrt og kompliceret af tilstedeværelsen af uønskede biprodukter. L-Phenylacetylcarbinol (L-PAC; (1)), som er en forløber for efedrin, produceres ved biotransformation af benzaldehyd ved hjælp af gærkulturer. Den kemiske omdannelse af L-PAC til efedrin har vist sig at være mere fordelagtig end ekstraktionsmetoden. L-PAC kunne omdannes ved en kemisk reduktiv amination med methylamin til optisk rent L-ephedrin. Brugen af mikrobølgebestråling til kemisk syntese er af stigende betydning, da det giver et enkelt alternativ til klassiske kemiske ruter med hurtige reaktioner, der giver høj konvertering og selektivitet. Det nuværende arbejde blev udført for at undersøge muligheden for at udføre syntesen ved hjælp af mikrobølger som et alternativ til disse rutinemæssige kemiske syntesereaktioner. En simpel syntetisk reaktion i to trin blev udført i et homogent reaktionsmedium under eksponering for mikrobølger. Et homogent reaktionsmedium sikrer bedre termisk homogenitet under mikrobølgeopvarmning og gør det lettere at opskalere reaktionen. Proceduren er bedre end metoder, der involverer komplekse hydrogeneringsprocedurer og dem, der involverer reduktion af beskyttede cyanohydriner. Du kan også læse andre emner om fremstilling af efedrin.
Udstyr og glasvarer.
- 100 mL rundbundet kolbe;
- Is;
- pH-indikatorpapir;
- Pasterpipette;
- 100 mL dryptragt med trykudligning;
- Retortstativ og klemme til fastgørelse af apparatur;
- Magnetisk omrører;
- 100 mL x4; 50 mL x2 bægerglas;
- 500 mL skilletragt;
- Rør med calciumklorid (CaCl2);
- Flash-kromatografisæt (midterste kolonne og silicagel 60 ± 120 mesh);
- IFB Neutron køkkenovn (760 W output og 2450 MHz frerequest);
- Vakuumkilde;
- Glasstang og spatel;
- Rotovap-maskine;
- Laboratorievægt (0,01-100 g er passende) [afhænger af syntesebelastning];
- Målecylinder, 100 mL.
Reagenser.
- L-PAC (0,03 mol, 4,5 g) [CAS-nummer 1798-60-3];
- Ethanol (EtOH) ~150 mL;
- Koncentreret saltsyre (HCl) aq. opløsning ~20 mL;
- Methylamin 40% (v/v) opløsning (CH3NH2) 9 mL;
- Diethylether (Et2O) 200 mL;
- Natriumbicarbonat (NaHCO3) ~50 g;
- Destilleret vand, 65 mL;
- Natriumsulfat vandfrit (Na2SO4) eller magnesiumsulfat (MgSO4) ~100 g;
- Ethylacetat (EtOAc) ~500 mL;
- Toluen ~400 mL
- Natriumborhydrid (NaBH4) 0,09 mol, 3,24 g.
Fremgangsmåde
Omdannelse af L-phenylacetylcarbinol (L-PAC) (B) til 2-(methylimino)-1-phenyl-1-propanol (2)L-PAC (0,03 mol, 4,5 g) blev anbragt i en 100 mL rundbundet kolbe indeholdende 10 mL ethanol, afkølet i knust is og pH justeret til 4 ved dråbevis tilsætning af konc. HCl. Tre ml af en 40 % (v/v) opløsning af methylamin blev tilsat dråbevis under konstant omrøring. Reaktionsblandingen blev bragt til omgivelsestemperatur (30 +/- 2 °C) og blev bestrålet i 3 minutter ved 50 % effekt i en modificeret mikrobølgeovn* til husholdningsbrug i en tidligere kolbe med CaCl2-rør (forbindelse med atmosfære). Reaktionen blev fortsat i 6 minutter (to cyklusser på 3 minutter ved 50 % effekt) med tilsætning af 3 ml 40 % methylaminopløsning under hver bestrålingscyklus. Efter eksponering for mikrobølgerne blev reaktionsblandingen afkølet i knust is med 10 ml tilsat vand. Reaktionsblandingens pH blev justeret til 4, og reaktionsblandingen blev vasket med ether (25 mL x 3) for at opsamle ureageret L-PAC ( 1). Det vandige lag blev neutraliseret med NaHCO3, og pH-værdien blev justeret til mellem 7 og 8. Det vandige lag blev ekstraheret med ether (25 mL x 3), og de kombinerede etherlag blev vasket igen med 15 mL koldt vand. Etherlaget blev tørret ved at passere gennem vandfrit natriumsulfat (Na2SO4); ether blev fjernet i en rotavap for at opnå produktet ( 2) som en gul olie. Denne olie blev yderligere oprenset ved hjælp af silikagel (60 ± 120 masker) kolonne (flash) kromatografi ved hjælp af ethylacetat og toluen (6:4) som elueringsmiddel. Udbytte 55 %.
* Tilkemiske reaktioner med mikrobølgebestråling blev der anvendt en modificeret IFB Neutron køkkenovn (760 W output og 2450 MHz frerequest).
* Tilkemiske reaktioner med mikrobølgebestråling blev der anvendt en modificeret IFB Neutron køkkenovn (760 W output og 2450 MHz frerequest).
2-(methylamino)-1-phenyl-1-propanol (3) (efedrin)
Iminen ( 2 ) 2-(methylimin)-1-phenyl-1-propanol (0,03 mol, 4,89 g) blev anbragt i en 100 mL rundbundet kolbe indeholdende 10 mL ethanol. Til denne opløsning blev NaBH4 (0,09 mol, 3,24 g) tilsat i trin på 0,02 mol for hver mikrobølgebestråling på 2 minutter ved 50 % effekt. Den samlede reaktionstid under mikrobølgeeksponering var 10 minutter (2 minutter x fem cyklusser med 50 % effekt). Efter eksponering for mikrobølgerne blev reaktionsblandingen afkølet i is og slukket ved at tilsætte 10 mL iskoldt vand og nogle isstykker. Denne opløsning blev derefter ekstraheret med ether (25 mL x 3). De kombinerede etherlag blev vasket to gange med 15 ml koldt vand i en skilletragt og tørret ved at passere gennem vandfrit natriumsulfat (Na2SO4) i et bægerglas. Etherlaget blev fjernet i en rotavap for at give det olieholdige produkt og ureageret imin ( 2). Blandingen blev adskilt ved søjlekromatografi under anvendelse af silicagel (60 ± 120 mesh) og ethylacetat ± toluen (8:2) som elueringsmiddel. Det isolerede produkt, der blev opnået efter eluering af søjlen, blev omkrystalliseret i varm ethanol og tørret for at give efedrin. Udbytte 64 %.
Iminen ( 2 ) 2-(methylimin)-1-phenyl-1-propanol (0,03 mol, 4,89 g) blev anbragt i en 100 mL rundbundet kolbe indeholdende 10 mL ethanol. Til denne opløsning blev NaBH4 (0,09 mol, 3,24 g) tilsat i trin på 0,02 mol for hver mikrobølgebestråling på 2 minutter ved 50 % effekt. Den samlede reaktionstid under mikrobølgeeksponering var 10 minutter (2 minutter x fem cyklusser med 50 % effekt). Efter eksponering for mikrobølgerne blev reaktionsblandingen afkølet i is og slukket ved at tilsætte 10 mL iskoldt vand og nogle isstykker. Denne opløsning blev derefter ekstraheret med ether (25 mL x 3). De kombinerede etherlag blev vasket to gange med 15 ml koldt vand i en skilletragt og tørret ved at passere gennem vandfrit natriumsulfat (Na2SO4) i et bægerglas. Etherlaget blev fjernet i en rotavap for at give det olieholdige produkt og ureageret imin ( 2). Blandingen blev adskilt ved søjlekromatografi under anvendelse af silicagel (60 ± 120 mesh) og ethylacetat ± toluen (8:2) som elueringsmiddel. Det isolerede produkt, der blev opnået efter eluering af søjlen, blev omkrystalliseret i varm ethanol og tørret for at give efedrin. Udbytte 64 %.
Last edited by a moderator:
