背景及概述

蘆竹堿(gramine)，化學(xué)名N,N-二甲基-3-甲基吲哚，作為一種已知的天然產(chǎn)物廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥化工領(lǐng)域。目前，蘆竹堿及其衍生物在抗腫瘤方面有較好的作用，其類似物具有廣譜殺菌效果，而它作為一種常見的化工原料，也可以用于制備色氨酸。

圖1 蘆竹堿性狀圖

制備方法

蘆竹堿的常見合成方法有3-吲哚甲醛還原胺化法、曼尼希反應(yīng)法和路易斯(Lewis)酸催化法[1]。

3-吲哚甲醛還原胺化法，即將3-吲哚甲醛置于醇溶液中用硼氫化鈉還原，該方法產(chǎn)率較低，僅有50%左右。

曼尼希反應(yīng)法是以吲哚、二甲胺、甲醛為原料，在冰乙酸催化條件下通過經(jīng)典的曼尼希反應(yīng)縮合，在50~60℃條件下反應(yīng)10h制得。以酸性離子液體為催化劑合成蘆竹堿，其催化劑可重復(fù)使用且對(duì)環(huán)境友好，但最終產(chǎn)率不高，僅為81.6%。也有化學(xué)工作者研究蘆竹堿合成的最佳工藝時(shí)發(fā)現(xiàn)使用濃鹽酸或冰乙酸用量過大會(huì)使產(chǎn)率降低而且使用鹽酸會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物純度降低。

Lewis酸催化法以吲哚、二甲胺和甲醛為原料，乙醇為反應(yīng)溶劑，氯化鋅(ZnCl2)作為催化劑室溫條件下反應(yīng)1.5~10h。用負(fù)載氯化鋅的蒙脫土作為催化劑，微波輻射合成蘆竹堿，一定程度上提高了產(chǎn)率，但催化劑循環(huán)使用3次后產(chǎn)率大大降低。研究Lewis酸和反應(yīng)時(shí)間對(duì)蘆竹堿合成產(chǎn)率的影響，結(jié)果表明1.5當(dāng)量的氯化鋅反應(yīng)90min產(chǎn)率可達(dá)98%，但從成本和綠色化學(xué)角度考慮，該劑量的氯化鋅增加了成本同時(shí)不符合綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)原則。

圖2 蘆竹堿合成反應(yīng)式

應(yīng)用研究

蘆竹堿是一個(gè)多功能的天然產(chǎn)物和化學(xué)中間體。在自然界，它是植物的防御武器和通訊信號(hào)分子。在實(shí)驗(yàn)室，它是合成化學(xué)家手中一個(gè)寶貴的“砌塊”，用于構(gòu)建更復(fù)雜的含吲哚結(jié)構(gòu)的分子。在農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域，它作為先導(dǎo)化合物，為開發(fā)新型農(nóng)藥和藥物提供了靈感與途徑。

參考文獻(xiàn)

[1]張解和,孟 歌.蘆竹堿及其衍生物的合成研究.[J]大理大學(xué)學(xué)報(bào).第5卷 第12期 2020年 12月.

DOI:10. 3969 / j. issn. 2096-2266. 2020. 12. 004