
當前位(wei)置(zhi):首頁 > 技(ji)術(shu)文章 > 從實驗室(shi)到(dao)手術室(shi):探索丙泊酚連續(xu)合(he)成之(zhi)旅
摘(zhai) 要(yao)
丙泊酚廣(guang)泛應用於(yu)全(quan)身麻(ma)醉(zui)以及(ji)誘導和(he)維(wei)持麻醉(zui)。由於(yu)其起(qi)效(xiao)快(kuai)、作用時間(jian)短、副(fu)作(zuo)用小及(ji)適用(yong)範圍(wei)廣(guang)的(de)特(te)性,丙泊酚在臨(lin)床手(shou)術(shu)中(zhong)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛使用(yong)。在疫(yi)情(qing)中曾(zeng)發揮(hui)過巨大的(de)作(zuo)用。
法(fa)國(guo)國(guo)家科學(xue)研(yan)究中(zhong)心(CNRS)的(de)Thomas Poisson教授團隊(dui)報道了(le)壹種(zhong)連續(xu)流動(dong)過程(cheng)用(yong)於(yu)合成(cheng)丙泊酚,請和(he)小(xiao)編(bian)壹起(qi)看看作(zuo)者(zhe)如何(he)通(tong)過兩步(bu)連續(xu)反(fan)應實現丙泊酚的(de)安全(quan)高效(xiao)合成(cheng)。

文末有答(da)題抽獎活(huo)動(dong)



方(fang)案(an)1. 路線(a):丙泊酚的(de)初(chu)步(bu)合成。路線(b):根(gen)據(ju)Pramanik的(de)修(xiu)改的(de)丙泊酚
路線(a):最初(chu)的(de)丙泊酚合成工藝是(shi)在高溫高壓、Lewis酸(suan)條(tiao)件下,通(tong)過苯(ben)酚與丙烯或(huo)異丙醇(chun)進行(xing)F-C烷(wan)基化反應,這導致了(le)大量雜(za)質的(de)產(chan)生(sheng)。
路線(b):為(wei)了(le)解決雜(za)質問(wen)題,研究人(ren)員(yuan)通(tong)過改變初(chu)始原料和(he)反(fan)應條件,成(cheng)功(gong)獲得(de)了(le)更(geng)高純度(du)的(de)丙泊酚。然而,這個(ge)過程(cheng)在每(mei)個(ge)步驟(zhou)中(zhong)都(dou)需要進行(xing)酸(suan)堿中和(he),這給(gei)工業生(sheng)產(chan)中帶(dai)來(lai)很(hen)多(duo)弊(bi)端(duan)。

為(wei)了(le)解決傳統工藝路線多次酸(suan)堿中和(he)的(de)問(wen)題,作者(zhe)采用了(le)甲苯(ben)/水混合物(方(fang)案(an)1b),通(tong)過消(xiao)除酸(suan)-堿中和(he)過(guo)程(cheng),從(cong)而簡(jian)化(hua)了(le)分離(li)和(he)純(chun)化(hua)步(bu)驟(zhou)。

在丙泊酚的(de)合(he)成研究中(zhong),作(zuo)者以(yi)4-羥基苯(ben)甲酸(suan)為(wei)起(qi)始物,通(tong)過Friedel–Crafts烷(wan)基化反應引入兩個(ge)異丙基取(qu)代基。
要實現該(gai)反應的(de)連續(xu)化(hua):
首先解決初(chu)始溶(rong)劑混(hun)合物的(de)溶(rong)解(jie)度(du)問(wen)題;
設(she)計(ji)了(le)壹種(zhong)雙(shuang)進料(QA和(he)QB)的(de)PFA連續(xu)反(fan)應器(qi);
經(jing)過(guo)預熱和(he)流速(su)的(de)優(you)化,作者成(cheng)功(gong)地以(yi)較(jiao)高的(de)產(chan)率(84%)得(de)到(dao)了(le)產(chan)品;
在擴(kuo)大(da)反應規模後,產(chan)品的(de)純(chun)度(du)和(he)產(chan)率均(jun)得到(dao)了(le)保(bao)證(zheng)。
表1. 在流動(dong)系(xi)統中(zhong)合(he)成化(hua)合物2a


a 反應器(qi)由PFA管(ID=1.6mm)、AFRTM Corning ®模塊泵(beng),T型(xing)混(hun)合(he)器(qi),洗脫(tuo)系(xi)統H2SO4/H2O(9:1).b 使(shi)用(yong)MeNO2作為(wei)內(nei)標(biao)的(de)NMR產(chan)率. c分(fen)離收率d.200mmol/27.6g 規模 Q=流速(su)。

在優(you)化(hua)4-羥基苯(ben)甲酸(suan)到(dao)化合物2的(de)雙(shuang)烷(wan)基化條件後,便(bian)開(kai)始研究第(di)二步脫(tuo)羧(suo)反(fan)應。
作者進行(xing)重新(xin)設(she)計(ji)以適應連續(xu)體系(xi),將無(wu)機(ji)堿切(qie)換(huan)成有機堿,常見(jian)的(de)如TEA、DIPEA和(he)TMEDA,並(bing)於(yu)不同溶(rong)劑體系(xi)中進行(xing)研(yan)究(表(biao)2)。
表(biao)2 化合(he)物2連續(xu)流動(dong)脫(tuo)羧(suo)成(cheng)丙泊酚a


a 在加(jia)熱(re)至(zhi)T = 150°C的(de)Vapourtec® R4和(he)R2S設(she)備(bei)中執(zhi)行,設(she)備(bei)配(pei)備(bei)有壹個(ge)銅反應器(qi)(內(nei)徑= 1 mm,反(fan)應器(qi)容積(ji) = 10 mL,Q = 56 µL·min−1,tR = 3 h)。b 使用(yong)MeNO2作(zuo)為(wei)內(nei)部(bu)標(biao)準(zhun)的(de)核(he)磁共振產(chan)率。c 在甲苯(ben)/2-乙(yi)氧(yang)基乙(yi)醇(chun)(3:1)中(zhong)為(wei)0.5M。d 在甲苯(ben)/2-乙(yi)氧(yang)基乙(yi)醇(chun)(1:1)中(zhong)為(wei)0.5M。e 在DMF中(zhong)為(wei)0.5M。f 在2-乙(yi)氧(yang)基乙(yi)醇(chun)中(zhong)為(wei)0.5M。g 在2-丁氧(yang)基乙(yi)醇(chun)中(zhong)為(wei)0.5M,以流速(su)Q = 334 µL·min−1在200°C下(xia)執(zhi)行,tR = 0.5 h。
在脫(tuo)羧(suo)反(fan)應的(de)合(he)成過程(cheng)中(zhong),作(zuo)者(zhe)設(she)計(ji)了(le)壹個(ge)單(dan)股進料的(de)連續(xu)流裝(zhuang)置(zhi):
通(tong)過優化溶(rong)劑和(he)反(fan)應條件,成(cheng)功(gong)提高了(le)產(chan)率並(bing)縮短(duan)了(le)反應時間;
采用經(jing)濟(ji)有效(xiao)的(de)TEA作(zuo)為(wei)堿,並(bing)在200°C的(de)條(tiao)件下,在200°C下(xia)只(zhi)需0.5小時(shi)反應就能得(de)到(dao)69%的(de)產(chan)率;
對比傳統反(fan)應條件150°C下(xia)3小時(shi)的(de)反(fan)應時間,連續(xu)流工藝更(geng)具(ju)吸(xi)引力(li)。
這表(biao)明(ming),在流動(dong)反應條件下(xia),產(chan)率和(he)反(fan)應時間是(shi)影響(xiang)生(sheng)產(chan)效(xiao)率的(de)重要(yao)因素(su)。
通(tong)過氣相(xiang)色(se)譜分析(xi)丙泊酚的(de)純(chun)度(du)結(jie)果顯(xian)示,即使在沒(mei)有(you)進壹步純化的(de)情(qing)況下(xia),原(yuan)始混合物的(de)純(chun)度(du)已經(jing)非(fei)常(chang)高。

圖1. 脫(tuo)羧(suo)步(bu)驟(zhou)粗(cu)混(hun)合(he)物的(de)氣相(xiang)色(se)譜圖 (表(biao)2,條(tiao)目11). 異丙酚:tR=13.643min,在2-丁氧(yang)基乙(yi)醇(chun)存(cun)在下(xia)(tR=6.095min 和(he)6.913min)

本(ben)研(yan)究首(shou)次(ci)報道(dao)了(le)連續(xu)流合(he)成(cheng)丙泊酚的(de)策(ce)略。
高效(xiao)連續(xu)流合(he)成(cheng):在70min內(nei)完(wan)成(cheng)兩步(bu)反(fan)應,總產(chan)率為(wei)58%,接(jie)近(jin)批(pi)量反(fan)應的(de)64%,且(qie)最終產(chan)品純(chun)度(du)優良;
連續(xu)流合(he)成(cheng)方(fang)法(fa)比傳統的(de)分(fen)批(pi)合成(cheng)方(fang)法(fa)更(geng)安全(quan)、高效(xiao),並(bing)且適合(he)規模化生(sheng)產(chan);
作者(zhe)改進了(le)丙泊酚合成過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)酸(suan)堿中和(he)問(wen)題,通(tong)過使用連續(xu)流反(fan)應器(qi)和(he)溫(wen)和(he)的(de)酸(suan)堿中和(he)方(fang)法(fa),成(cheng)功(gong)降低了(le)操作(zuo)人(ren)員(yuan)接(jie)觸濃(nong)硫酸(suan)的(de)風(feng)險,並(bing)提高了(le)過程(cheng)的(de)安全(quan)性(xing)和(he)實用性;
連續(xu)流工藝改(gai)善(shan)了(le)脫(tuo)羧(suo)反(fan)應的(de)熱(re)傳遞效(xiao)率,使(shi)得反(fan)應時間縮(suo)短到(dao)30分鐘,進壹步提高了(le)合成(cheng)的(de)效(xiao)率和(he)速(su)度(du);
這項(xiang)研(yan)究為(wei)將這種(zhong)合(he)成方(fang)法(fa)從(cong)實驗室(shi)規(gui)模擴展到(dao)高產(chan)量連續(xu)流生(sheng)產(chan)奠定(ding)了(le)基礎(chu),具(ju)有(you)非(fei)常(chang)好(hao)的(de)應用前景。


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