摘 要:文章探討了天麻素的合成工藝,并且改進了兩步關(guān)鍵的反應:中間體溴代四乙?;咸烟堑暮铣梢约颁宕囊阴;咸烟呛蛯αu基苯甲醛的縮合反應。通過對天麻素工藝的改進,解決了溴代四乙酰基葡萄糖不易分離、發(fā)粘等問題;在縮合反應中,通過嚴格控制縮合反應的反應條件,同時采用雙滴加的方式使反應更加充分,減少了雜質(zhì)的生產(chǎn),大大提高了反應的收率。
關(guān)鍵詞:天麻素;溴代四乙酰基葡萄糖;縮合反應;工藝改進
天麻素(gastrodin,Gas)是名貴中藥天麻的有效單體成分[1-2],具有鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、抗驚厥、抗癲癇、保護神經(jīng)細胞等功能。臨床上現(xiàn)已用于治療神經(jīng)衰弱、肢體麻木、頭痛、眩暈的治療以及癲癇的輔助治療,最近還發(fā)現(xiàn)天麻素對血管性癡呆有療效。
周俊等[3]曾報道了以無水葡萄糖為原料,經(jīng)過乙?;宕?、縮合、硼氫化鉀還原、二次乙?;?、醇解等六步反應制得天麻素,但其收率只有24%(對溴代四乙酰葡萄糖計)。該方法反應步驟比較多,而且收率較低。龐其捷等[4]在上述路線的基礎(chǔ)上進行了工藝改進,用雷尼鎳氫化還原代替了硼氫化鉀還原,簡化了工藝,收率提高到了31.8%。但是仍然用到了液溴等毒性非常大的物質(zhì),對環(huán)境污染非常嚴重,且收率仍然較低。
我們同樣以無水葡萄糖為起始原料,制得溴代四乙?;咸烟?,但是溴化時溴化試劑由液溴換為了三溴化磷,減輕了對生產(chǎn)工人身心的傷害和對環(huán)境的污染破壞。在溴代四乙?;咸烟桥c對羥基苯甲醛縮合時,溶劑由丙酮換為了三氯甲烷和水,且加入相轉(zhuǎn)移催化劑TBAB,大大縮短了反應時間,并且通過嚴格控制反應體系的溫度、酸堿度提高了反應的收率。
1 實驗步驟
1.1 四乙?;咸烟堑暮铣?/p>
于1000mL干凈的三口燒瓶中,加入2.0mol的乙酸酐,2mL高氯酸做催化劑,降溫至10℃以下,分批加入0.4mol的無水葡萄糖,控制最高溫度不超過25℃,大約40分鐘~60分鐘加完,加完后繼續(xù)攪拌3小時,最高溫度不超過25℃,反應結(jié)束,TLC檢測反應終點,乙?;瓿?。反應液降低溫度到10℃以下,攪拌下,向反應瓶中緩慢加入300g純化水,繼續(xù)攪拌20分鐘后有白色結(jié)晶物出現(xiàn),降低溫度至5℃~10℃,靜置析晶2小時,待結(jié)晶物全部析出,過濾分離,50℃~60℃下,常壓干燥3~5小時,稱重得五乙酰基葡萄糖152g,用于下一步反應,收率98%。
1.2 溴代乙酰基葡萄糖的合成
于1000mL干凈的三口燒瓶中,加入0.4mol五乙酰基葡萄糖,400mL三氯甲烷,開啟攪拌,降低溫度至5℃以下,緩慢滴加0.2mol三溴化磷,控制最高溫度不高于25℃,30分鐘~50分鐘滴加完畢,加完后繼續(xù)緩慢滴加0.6mol的純化水,最高溫度不超過25℃,滴加完畢后,室溫下,繼續(xù)反應3小時。TLC檢測反應終點,反應結(jié)束,先將反應體系降溫至10℃以下,然后向反應瓶中緩慢加入150mL的純化水,加完后,室溫下繼續(xù)攪拌30分鐘,靜置分層,分出三氯甲烷層,水層用50g三氯甲烷萃取一次后棄去,合并三氯甲烷層。三氯甲烷層用飽和的NaCO3溶液洗滌至中性,然后用100g飽和食鹽水洗滌一次,然后用100g純化水洗滌一次,最后加入20g的無水硫酸鈉,常溫干燥30~50分鐘,抽濾,濾液即為溴代乙酰基葡萄糖的三氯甲烷溶液,檢測含量折純,待下一步反應用。收率為90%(以五乙?;咸烟怯嫞?。
1.3 縮合反應
1.3.1 對羥基苯甲醛的氫氧化鈉溶液的配制
于1000ml的燒杯中,先加入225g純化水,攪拌下,緩慢加入25g氫氧化鈉制成10%的氫氧化鈉溶液,冷卻放涼至室溫備用。然后攪拌下分批緩慢加入20g(0.16mol)的對羥基苯甲醛,繼續(xù)攪拌30分鐘后,放冷至室溫,待用。
1.3.2 縮合物的制備
于1000mL干凈的四口燒瓶中,加入三氯甲烷50mL,純化水50mL,相轉(zhuǎn)移催化劑TBAB5g,開啟攪拌,加熱至60℃~65℃,同時滴加備用好的溴代乙?;咸烟堑娜燃淄槿芤汉团渲坪玫膶αu基苯甲醛的氫氧化鈉溶液,反應體系溫度控制在65℃左右,PH值控制在6~7之間。并于3小時~3.5小時內(nèi)滴加完畢,滴加完后繼續(xù)保溫反應2小時,TLC檢測反應是否完全。反應完全后,反應液冷卻至室溫,攪拌下加入洗滌用水100mL,繼續(xù)攪拌20分鐘后,靜置分層,分出三氯甲烷層,水層用50g三氯甲烷再次萃取,直到萃取的三氯甲烷層中沒有生成物為止(薄層點板觀察是否有生成物斑點),萃取完全后,合并三氯甲烷層。三氯甲烷層用5%~8%的NaCO3飽和溶液洗滌至中性,然后用100g飽和食鹽水分兩次洗滌,最后用100g純化水洗滌一次。洗滌后的三氯甲烷液再用無水硫酸鈉干燥30~50分鐘,干燥后抽濾,濾去無水硫酸鈉,三氯甲烷液用真空旋轉(zhuǎn)蒸餾儀在35℃~45℃下減壓蒸餾,濃縮至干后,加入100mL無水乙醇,靜置冷凍析晶5小時。抽濾得4-甲酰苯基四乙酰吡喃葡萄糖甙,烘干得白色結(jié)晶物,總收率62%(對葡萄糖計),熔點143~145℃。
2 結(jié)果與討論
天麻素中間體溴代四乙?;咸烟鞘且环N很不穩(wěn)定的中間體,易溶于水,丙酮和二氯甲烷等溶劑,具有左旋和右旋兩種構(gòu)型,在水中易發(fā)生水解,見光易分解,合成時分離困難且容易發(fā)粘,分離后需要低溫避光保存。在天麻素的實際結(jié)晶過程中,易發(fā)生驟聚現(xiàn)象,成稠膏狀,發(fā)粘,無法與溶劑很好的分離。本實驗通過改變實驗的溴代試劑和后處理方式,解決溴代四乙酰基葡萄糖不易分離發(fā)粘等問題。
溴代四乙酰基葡萄糖和對羥基苯甲醛的縮合反應收率比較低,且反應時間較長。本實驗通過改變反應溶劑、嚴格控制反應條件以及加入相轉(zhuǎn)移催化劑的方式,大大縮短了反應時間且提高了反應收率。
參考文獻
[1]馮孝章,等.化學學報,37(3):175~181,1979.
[2]周俊,等.化學學報,37(3):183~189,1979.
[3]周俊,等.化學學報,38(2):162~165,1980.
[4]龐其捷,等.醫(yī)藥工業(yè),(3):3~4,1984.
作者簡介:曹靜(1981,11-),女,河南省商丘市,現(xiàn)職稱:助理工程師,學歷:本科,研究方向:科技創(chuàng)新。