N-Cbz-Nortropinonist ein Arzneistoff-Zwischenprodukt mit verschiedenen biologischen Aktivitäten, wie z. B. krebshemmend, antiviral usw. Das übliche Syntheseverfahren von N-Cbz-Nortropinon wird nachstehend vorgestellt.
1. Ritters Reaktion:
Die Ritter-Reaktion, basierend auf einem Alkylierungsmittel und Säurekatalyse, wurde für die Reaktion von Cyclopropanon und N-Benzyl-N-Cbz-Methylamin zu N-Cbz-Nortropinon verwendet. Im Allgemeinen ist der Reaktionsvorgang einfach und die Reinheit des Reaktionsprodukts hoch.
Das Ritter-Reaktionsverfahren von N-Cbz-Nortropinon kann es in sein N-Cbz-N-Methylamid-Derivat umwandeln. Die Reaktion beinhaltet üblicherweise die Reaktion von N-Cbz-Nortropinon und Methylammoniumtrifluoracetat (MeTFA). Die spezifischen Schritte der Reaktion sind wie folgt:
1. N-Cbz-Nortropinon (0,5 g) und MeTFA (1,1 g) in 50 ml absolutem Ethanol auflösen.
2. Zugabe von Benzolsulfonsäure (0,1 bis 1,0 Äquivalent) oder Schwefelsäure (0,5 bis 1,0 Äquivalent) als Katalysator.
3. Halten Sie die Reaktionslösung unter Rückfluss und die Reaktionszeit beträgt etwa 24-48 Stunden.
4. Nach der Reaktion den pH-Wert mit Natronlauge auf ca. 8 einstellen.
5. Die Lösung wurde dann dreimal mit refluxierendem absolutem Ethanol gewaschen, und alle Waschflüssigkeiten wurden gesammelt.
6. Waschen Sie die Waschlösung (ionische Flüssigkeit) dreimal mit destilliertem Wasser.
7. Entionisieren Sie die ionische Flüssigkeit mit destilliertem Wasser und blasen Sie sie mit Stickstoffgas trocken.
8. Konzentrieren Sie die ionische Flüssigkeit (Lösung) bis ein Feststoff ausfällt.
9. Schließlich wurde der feste Niederschlag mit Ethanol gewaschen, filtriert und getrocknet, um N-Cbz-N-Methylamid zu erhalten.
Reinigungsverfahren des Reaktionsprodukts:
Das Reaktionsprodukt kann durch Kristallisation oder Gelfiltration gereinigt werden. Eine Einkristallform kann erhalten werden, indem unterschiedliche Lösungsmittel und unterschiedliche Temperaturen während der Kristallisation geändert werden. Wenn eine Gelfiltration verwendet wird, kann das Produkt unter Verwendung von Kieselgel oder Gelpermeationschromatographie gereinigt werden.
Das Ritter-Reaktionsverfahren von N-Cbz-Nortropinon kann es in N-Cbz-N-Methylamid umwandeln. Die für diese Reaktion erforderlichen experimentellen Bedingungen umfassen Temperatur, Katalysator, Lösungsmittel, ionische Flüssigkeit und Reaktionszeit. Die Reaktionsschritte umfassen Verfahren wie das Auflösen von Reagenzien, das Zugeben von Katalysatoren, die Rückflussreaktion, das Einstellen des pH-Werts und das Reinigen von Reaktionsprodukten. Das Produkt kann üblicherweise durch Kristallisation oder Gelfiltration gereinigt werden. Die Struktur des Produkts kann durch NMR-Spektrum und Massenspektrum identifiziert werden, und die Identifizierungsergebnisse können weiter durch XRD-Analyse und Elementaranalyse bestätigt werden.
2. Chemoenzym-katalysierte Reaktion:
Chemoenzymatische Reaktionen, auch reduzierte enzymatische Reaktionen genannt, sind durch Metallkatalysatoren geförderte Hydrierungsreaktionen. Bei dieser Reaktion können N-Benzyl-N-Cbz-methylamin und Cyclopropanon durch den Katalysator zu N-Cbz-Nortropinon reduziert werden. Im Vergleich zur Ritter-Reaktion ist die chemisch-enzymatische Reaktion umweltfreundlicher, erfordert jedoch den Einsatz teurer Katalysatoren und strengere Reaktionsbedingungen.
Die chemoenzymatische Reaktion ist ein Verfahren zur Umwandlung organischer Verbindungen in Zielprodukte durch enzymatische Katalyse. Das chemisch-enzymatische Reaktionsverfahren hat die Vorteile milder Reaktionsbedingungen, hoher Reaktionseffizienz, hoher Produktreinheit und ist umweltfreundlich. Bei der Synthese von N-Cbz-Nortropinon hat die enzymkatalysierte Reaktion die Vorteile einer hohen Selektivität und weniger Nebenreaktionen, daher ist sie eine häufig verwendete Synthesemethode.
Während der Synthese von N-Cbz-Nortropinon ist das am häufigsten verwendete Enzym Lipase. Lipase ist ein Enzym, das die Hydrolyse von Fettsäureestern katalysiert. Es hat die Vorteile einer breiten Substratanpassungsfähigkeit und einer hohen Reaktionseffizienz, so dass es wichtige Anwendungen in der industriellen Produktion hat. Nachfolgend werden die chemischen enzymatischen Reaktionsschritte von N-Cbz-Nortropinon vorgestellt.
Im ersten Schritt wurden N-Cbz-4--Piperidon und Methylphenylacetat unter der Katalyse einer Kaliumcarbonatbase kondensiert, um N-Cbz-3-(Benzylmethoxy)-2-butanon zu erhalten. Die Reaktionsbedingungen sind 150°C und die Reaktionszeit ist 12 Stunden. Nachdem die Reaktion abgeschlossen ist, wird das Produkt durch herkömmliche Verfahren gereinigt und getrocknet.
Im zweiten Schritt wurde das erhaltene N-Cbz-3-(Benzylmethoxy)-2-butanon in Methanol gelöst, eine geeignete Menge Lipase wurde zugegeben und langsam bei 40 Grad gerührt. Die Reaktionszeit beträgt 24 Stunden. Nachdem die Reaktion abgeschlossen ist, wird das Produkt durch herkömmliche Verfahren gereinigt und getrocknet, um N-Cbz-Nortropinon zu erhalten.
Die Reaktion ist eine Einstufenreaktion, die die Vorteile der Einfachheit, hohen Effizienz und hohen Empfindlichkeit aufweist. Unter ihnen ist der Reaktant N-Cbz-4-piperidon ein übliches Zwischenprodukt in der organischen Synthese und hat breite Anwendungsaussichten. Die richtige Steuerung der Reaktionsbedingungen kann zu einer höheren Ausbeute und Produktreinheit führen.
Zusammenfassend ist die chemoenzymatische Reaktion von N-Cbz-Nortropinon eine durchführbare Synthesemethode. Durch vernünftige Auswahl der Reaktionsbedingungen und Optimierung des Reaktionsprozesses können Produktreinheit und Ausbeute effektiv verbessert werden, was eine starke Unterstützung für die Synthese von organischen Synthesezwischenprodukten und Arzneimitteln darstellt.
3. Photochemische Reaktion:
Eine photochemische Reaktion ist eine chemische Reaktion, die durch Verwendung eines photochemischen Reaktors gefördert wird, um Licht auf einen Reaktanten zu strahlen. Die Reaktion hat die Vorteile einer hohen Effizienz, guten Selektivität und keine Notwendigkeit, eine inerte Atmosphäre zu verwenden, und wurde in großem Umfang bei der Synthese von N-Cbz-Nortropinon verwendet. Die experimentellen Betriebsschritte sind wie folgt:
3.1 Herstellung von N-Cbz-Nitropinon:
Zuerst wurde 1,4-Oxoaminobenzol (5,03 g) in 500 ml Tetraethylether gelöst, in einer Eis-Wasser-Mischung gekühlt, 3,69 ml konzentrierte Essigsäure und 4,61 g Natriumsulfat wurden zugegeben, dann 44,16 ml konzentrierte Salpetersäure wurde zugegeben und nach Mischen. Nach 90-minütiger Reaktion wurde das Produkt herausgenommen, gewaschen und getrocknet. Kaugummi-N-Cbz-Nitropinon (5,24 g) wurde erfolgreich synthetisiert.
3.2 Photochemische Reaktionen unter anaeroben Bedingungen:
Die photochemische Reaktion beginnt unter anaeroben Bedingungen. Das hergestellte N-Cbz-Nitropinon (1 mmol), Thioharnstoff (3 mmol) und eiskaltes Acetonitril (30 ml) wurden in einen Vierhalskolben gegeben, und eine bestimmte Menge Natronlauge wurde unter Argon zugegeben, um den pH-Wert einzustellen. Das Reaktionsgemisch wurde unter Rühren auf 25 Grad erhitzt, nach 2 Stunden mit kaltem Wasser gekühlt und die Lösung in die organische Schicht überführt.
Verpflanzen Sie es über Nacht auf Filterpapier, platzieren Sie es in einer idealen Reaktionsposition (ca. 10 cm vom Lampenrohr entfernt) unter der Hochdruck-Quecksilberlampe und fügen Sie eine Wasserkühlung auf beiden Seiten des Lampenrohrs und des unteren Teils hinzu dem Reaktionsbehälter, um die Reaktionstemperatur konstant zu halten. Starten Sie die Strahlungsreaktion und überprüfen Sie die Farbänderung der Lösung während der Reaktion. Die Reaktion endete, als das Reaktionsgemisch transparent wurde.
3.3 Oxidationsreaktion und Wasserentfernungsbehandlung:
Natronlauge (15 ml), Chromtrioxid (0,5 g), getrocknetes und gemahlenes Reaktionsprodukt zugeben, Dichlormethan als Dispergiermittel verwenden und 4 Stunden bei Raumtemperatur rühren. Filtriere, wasche, entferne den organischen Film, säuere das Filtrat an, verdampfe, entferne Wasser und trenne durch Silicagel-Säulenchromatographie, um das Zielprodukt N-Cbz-Nortropinon (goldenes Pulver) zu erhalten.
Dieses Verfahren eignet sich für die Synthese von N-Cbz-Nortropinon in hoher Ausbeute mit hoher Reproduzierbarkeit und Selektivität. Das Verfahren hat die Vorteile einer hohen Effizienz, Einfachheit und guten Wiederholbarkeit. Gleichzeitig hat im photochemischen Reaktionsprozess die Verwendung einer Hochdruck-Quecksilberlampe als Reaktionslichtquelle einen hohen Anwendungswert und Aussichten auf Förderung.
4. Azoreaktion:
Die Azobiphenyl-Reaktion ist eine Reaktion, bei der ein radikalisches Zwischenprodukt mit einem anderen freien Radikal gekoppelt wird und das aromatische Produkt N-Cbz-Nortropinon erhalten werden kann.
N-Cbz-Nortropinon ist eine wichtige organische Verbindung, die häufig in der Arzneimittelsynthese und der biologischen Aktivitätsforschung verwendet wird. Die Azoreaktion ist eine übliche chemische Reaktion, die Imine und aromatische Amine in Azoverbindungen umwandeln kann. Experimentelle Schritte:
(1) N-Cbz-Nortropinon herstellen:
Cyclopentanon und Benzaldehyd zusammen in Tetrahydrofuran geben, Natriumhydroxid und Phenylessigsäure zugeben und 24 Stunden reagieren lassen. Chloroform wurde zugegeben, mehrmals gewaschen und das Lösungsmittel durch Rotationsverdampfung entfernt, um N-Cbz-Nortropinon zu erhalten.
(2) Azoreaktion:
Füge N-Cbz-Nortropinon in Dichlormethan hinzu, füge Anilinlösung hinzu und füge Pyridin als Katalysator hinzu. Ammoniumsulfat wurde durch den Dampf geleitet, um die Reaktionsmischung auf pH =10 einzustellen. Ammoniumsulfat und Ammoniumchlorid wurden als Niederschlag zugegeben, filtriert und mehrmals gespült. Die erhaltene Azoverbindung wird in Dimethylformamid gegeben und unter Erwärmungsbedingungen isomerisiert, um ein Azoderivat von N-Cbz-Nortropinon zu bilden.
(3) Reinigung und Charakterisierung:
Extraktion und Waschen mit Chloroform und Wasser ergaben das gewünschte Produkt. Schließlich wurde das Absorptionsspektrum von N-Cbz-Nortropinon unter Verwendung eines Ultraviolett-Spektrophotometers gemessen, und es wurden Massenspektrometrie und Kernspinresonanzanalyse durchgeführt, um den Erfolg der Reaktion sicherzustellen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es verschiedene Syntheseverfahren für N-Cbz-Nortropinon gibt, aber ihre jeweiligen Anwendungsgelegenheiten und Operationsschwierigkeiten sind unterschiedlich. In einer bestimmten Anwendung ist es notwendig, eine geeignete Auswahl entsprechend den Eigenschaften des reagierenden Stoffes und den spezifischen Anforderungen der Arbeitsbedingungen zu treffen.