芦竹碱, 又名禾草碱, 化学名为3-二甲胺基甲基吲哚, 作为一种重要的化工中间体被广泛用于医药、农药领域。芦竹碱传统的合成方法有三种。方法一:可由3-吲哚甲醛经还原胺基化后制得。方法二:以吲哚、二甲胺、甲醛为原料, 在冰乙酸催化下通过经典的曼尼希反应缩合, 在50~60℃条件下反应10h得到。[1]方法三:用方法二的原料, 以无水乙醇为溶剂, 路易斯酸Zn Cl2为催化剂, 于室温或冰水浴中反应1.5~10h得到。[2]经文献查的, 经方法一合成芦竹碱, 产率仅为50%左右, 且因产物当中有明显的副产物3-吲哚甲醇, 使后续的分离纯化变得困难。因此本文通过实验对方法二和方法三合成芦竹碱 (1) 及其类两种似物 (2、3) (见图1) 进行了比较研究。
1 材料与方法
1.1 冰醋酸催化法
(1) 材料与仪器、所用药品、试剂均为分析纯。紫外线分析, 磁力搅拌器, 油浴锅, 真空干燥箱。
(2) 实验方法:在装有搅拌器, 温度计和分液漏斗的250m L三颈瓶中, 投入不同类型的仲胺0.1mol (1:二甲胺;2:二乙胺;3:哌啶) , 冰浴降温到5℃以下, 加入冰醋酸14g (0.23mol) , 分液漏斗滴加36%-37%甲醛8.33 g (0.1mol) , 再分批加入吲哚11.7g (0.1mol) , 油浴升温至50-60℃反应10h后, 以甲醇-二氯甲烷 (1:5) 为展开剂, 监测反应已进行完全, 体系冷却到室温, 滴加20%Na OH中和至p H=11, 抽滤固体并且冰水洗至中性, 95%乙醇重结晶, 真空干燥得芦竹碱及其类似物精品, 计算收率, 测定熔点并与文献比较。
1.2 Zn Cl2催化法
(1) 材料与仪器、所用药品、试剂均为分析纯。磁力搅拌器, 旋转蒸发仪, 真空干燥箱。
(2) 实验方法:150m L的圆底烧瓶中, 加入不同类型的仲胺20mmol, 无水乙醇30m L, 无水氯化锌4.01g (30mmol) , 36%-37%甲醛1.67g (20mmol) , 吲哚2.34g (20mmol) , 室温下搅拌反应90min, 薄层监测反应已进行完全, 用70m L冰水稀释, 用20%Na OH调节p H约为11, 乙酸乙酯萃取 (100m L×3) , 合并萃取液, 旋转蒸发仪减压蒸干乙酸乙酯, 得到芦竹碱及其类似物, 粗品用95%乙醇重结晶, 真空干燥得精品, 计算收率, 测定熔点并与文献比较。
2 实验结果
2.1 冰醋酸催化合成芦竹碱及其类似物
表格1方法二合成芦竹碱及其类似物的结果
2.2 Zn Cl2催化法合成芦竹碱
表格2方法三合成芦竹碱及其类似物的结果
3 结语
以吲哚、不同类型的仲胺 (二甲胺、二乙胺、哌啶) 、甲醛为原料, 通过路易斯酸Zn Cl2代替常用的冰乙酸催化曼尼希胺甲基化反应得到芦竹碱及其类似物时, 产率提高, 反应时间由10个小时的缩短到90min, 反应在室温下进行, 因此该法为合成芦竹碱及其类似物的一个好方法。
摘要：目的 比较两种方法合成芦竹碱及其类似物的优缺点。方法 分别用两种方法合成芦竹碱及其两种类似物。结果用氯化锌催化后, 产率提高, 反应时间由10个小时缩短到90min, 反应温度由50~60摄氏度变为室温下进行。
关键词：芦竹碱,吲哚,合成
参考文献
[1] 王天桃, 张应阔.芦竹碱合成新工艺的研究[J].化工时刊, 2002, l6 (3) :49~50.
[2] Hong-Guang Dai, Ji-Tai Li, and Tong-Shuang Li.Efficient and Practical Synthesis of Mannich Bases Related to Gramine Mediated by Zinc Chloride[J].Synthetic Communications, 2006, 36 (13) :1829-1835.