酸酐在医药、农药、树脂、电力电子、表面活性剂和食品加工等领域有着广泛的应用。特别是二元酸酐,由于其特殊的环状结构,不仅具有普通酸酐的功能,还可以用作固化剂、改良剂或其他产品助剂。三甲基乙酸酐是一种重要的化工原料,它的英文名称是Trimethylacetic anhydride,中文别名为特戊酸酐、2,2-二甲基丙酸酐。它的CAS号是1538-75-6,分子式为C10H18O3,分子量为186.248。三甲基乙酸酐外观透明无色液体,密度为0.918 g/mL(25°C),沸点为193°C。
目前,制备三甲基乙酸酐的方法主要是通过脱水剂或乙酸酐的作用实现。然而,这些方法存在着环境污染、工艺路线长、工序多、设备及基建投资高以及对设备耐腐蚀性要求高等问题。因此,对三甲基乙酸酐的制备工艺进行系统研究具有重要意义。
实验操作:
在干燥的带有温度计、分水器的三口烧瓶中加入特戊酸、带水剂四氢萘和催化剂磷酸二氢钠,使用机械搅拌器对原料进行搅拌,加热,使反应体系处于回流状态。待反应物由非均相变为略呈透明的均相体系时继续反应,直到分水器中所分出的水与理论值基本一致后停止反应。将实验所得产品冰浴冷却,倒入事先用环己烷润湿过的布氏漏斗中抽滤,用环己烷进行洗涤,直至抽滤瓶中液体不再变色。最后将洗涤后的产品放入真空干燥箱中进行真空干燥。最终得到的三甲基乙酸酐产品可以进行称重。
[1]Kita, Yasuyuki; Maeda, Hiroshi; Omori, Kana; Okuno, Takayuki; Tamura, Yasumitsu Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1: Organic and Bio-Organic Chemistry (1972-1999), 1993 , # 23 p. 2999 - 3006
瑞德西韦(英语:Remdesivir),又译伦地西韦,商品名韦如意(英语:Veklury),是一种由美国吉利德科学公司开发的实验性广谱抗病毒药物,可用于抑制呼吸道上皮细胞中SARS病毒和MERS病毒的复制,以及针对埃博拉病毒的治疗。它是一种核苷酸类似物前药,能够抑制依赖RNA的RNA合成酶(RdRp)。
根据2020年的研究,瑞德西韦和干扰素IFNB1的联合用药对MERS具有显著疗效。尽管该药物仍在针对埃博拉病毒的临床试验中,但有人猜测它可能是目前对SARS-CoV-2冠状病毒最理想的药物。然而,世卫组织支持的研究结果表明该药物对该病毒的疗效有限。2020年10月22日,FDA批准瑞德西韦成为第一个治疗2019冠状病毒病的药物。
瑞德西韦可以通过多步合成从核糖衍生物中得到。下图展示了吉利德科学公司的Chun等人发明的瑞德西韦合成方法之一。
该方法首先使用丙胺酸酯盐酸盐和二氯氧磷苯酚酯在三乙胺和二氯甲烷中制备中间体a。然后,将三苄基保护的核糖在乙酸酐和二甲基亚砜中氧化成内酯中间体b。接下来,吡咯并[2,1-f]三嗪-4-胺经过溴代和三甲基氯化硅保护后,使用正丁基锂在-78°C下进行锂卤交换反应得到中间体c。
然后,将中间体b缓慢加入含有中间体c的溶液中进行反应。在弱酸性水溶液中淬灭反应后,得到1:1的变旋异构物。接着,在二氯甲烷和-78°C条件下,与过量的三甲基氰硅烷反应10分钟。随后,加入三氟甲磺酸三甲基硅脂反应1小时,并在碳酸氢钠水溶液中淬灭,得到腈基化中间体。
接下来,在二氯甲烷和-20°C条件下,与三氯化硼反应以去除苄基保护基。在碳酸钾和甲醇的混合物中淬灭过量的三氯化硼,得到去除苄基的中间体。然后,通过反相HPLC分离变旋异构物。最后,将光学纯的化合物与中间体a在磷酸三甲酯和甲基咪唑的作用下反应,得到瑞德西韦的非对映异构体混合物。
2-硝基苯基硼酸是一种常见的化合物,具有广泛的应用领域。了解如何制备2-硝基苯基硼酸可以帮助我们更好地利用这一重要化学物质。
简介:有机硼酸化合物2-硝基苯基硼酸在有机合成领域具有广泛的应用,是重要的化学中间体。它可用于偶联反应,并与含有α,β不饱和键的羧基化合物进行共轭加成反应。目前,研究重点主要集中在2-硝基苯基硼酸的制备上,而对于吡啶硼酸等杂环类硼酸的合成报道相对较少。
有机发光二极管显示器(OLED,Organic Light-Emitting Diodes Display)已经成为家电产品中不可或缺的一部分。由于OLED具有无视角限制、低制造成本、高应答速度(约为液晶的百倍以上)、节能、自发光、可用于可携式设备的直流驱动、广泛的工作温度范围以及轻便的特点,因此有机发光二极管显示器有望取代液晶显示器成为新一代的平面显示器。据预测,到2017年,OLED市场规模将达到370亿美元。同时,2-硝基苯基硼酸作为合成OLED的原料之一,其需求量也在迅速增长。
合成
1. 专利 WO2011/132865A,将 1-碘 -2- 硝基苯溶解于四氢呋喃,冷却至-78度,缓慢加入氯化苯镁搅拌混合,加入硼酸三甲酯,升温至室温后,充分搅拌,最后加盐酸终止反应,其摩尔收率为 89%,但该方法反应条件苛刻,异构体多,产品均一度差,合成路线为:
2.文献Journal of Organic Chemistry中,将2-硝基苯胺和四羟基二硼于水中混匀,依次加入氯化氢,亚硝酸钠,醋酸钠反应得到产物,最终反应摩尔收率只有 28%,该方法反应收率低,且原料价格较贵,不适宜工业化生产,合成路线为:
3. 专利CN 104788484 A揭示了一种2-硝基苯基硼酸的合成方法。该方法包括在有机溶剂和催化剂的存在下,将苯硼酸与硝酸进行反应。该方法具有原料价格低、反应选择性高、产品异构体少、产品纯度高的特点。具体步骤为将苯硼酸(122g,1mol) 溶于醋酐(15mol) 溶液中, 分别滴加硝酸(126g, 2mo1) 和硝酸(1.2g,0.015mol), 控制反应温度0℃, 反应完全后倾倒入冰水中, 浓缩至小体积, 冷却, 静置, 待固体析出, 过滤, 冰水洗涤, 收集产物 164.4g, 摩尔收率 98.4%, HPLC大于99.5%。
有机溶剂可为醋酐、甲酸乙酸酐、氯仿、碘仿、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或醋酸中的一种或多种。催化剂可为硝酸铵、尿素、甲基尿素、硝酸钾或亚硝酸钠。催化剂的作用是控制反应离子强度和溶剂效应, 以增强产物的位置选择性和提高产率。反应温度控制在-40~80℃, 较为优选的温度为0~70℃, 最为优选的温度为30~50℃。苯硼酸与硝酸的摩尔比为 1:25。苯硼酸与有机溶剂的摩尔比 1:6~ 15。反应结束后,将反应液倾倒入冰水中, 浓缩至小体积, 冷却, 静置,析出固体产物。
参考文献:
[1]徐子轩,周立民,杨隽.四氟硼酸二氟氧硼二苯基锍的合成及应用[J].化肥设计,2023,61(02):29-31+48.
[2]杭州拜善晟生物科技有限公司. 一种2-硝基苯基硼酸的合成方法:CN201510216516.4[P]. 2015-07-22.
引言:
在药物合成和应用领域中,对于Flavopiridol这种具有潜在治疗应用的化合物的合成方法和用途的研究备受关注。本文将探讨如何合成Flavopiridol以及其在医学领域中的用途,旨在帮助读者更深入地了解这一化合物的合成过程和潜在价值。
1. 了解flavopiridol
flavopiridol是由天然产物rohitukine合成的一种黄酮,rohitukine来源于印度一种药用植物Dysoxylum binectariferum Hiern。对这些分子作用的生物学机制的更深入理解可能使科学家开发出针对各种危及生命的疾病的有效治疗策略,如癌症、病毒、真菌感染、寄生虫和神经退行性疾病。flavopiridol的作用机制揭示了其潜在的抑制CDKs(细胞周期蛋白依赖性激酶)和其他激酶的活性,从而抑制各种过程,包括细胞周期进展、细胞凋亡、肿瘤增殖、血管生成、肿瘤转移和炎症过程。合成的flavopiridol衍生物克服了母本化合物的一些缺点。此外,这些衍生物大大提高了cdk抑制活性和治疗严重人类疾病的能力。看来flavopiridol有潜力成为制定对抗和减轻人类疾病的综合战略的候选药物。
2. Flavopiridol的化学结构
flavopiridol的化学名称为2-(2-氯苯基)-5,7-二羟基-8-[(3S,4R)-3-羟基-1-甲基-4-哌啶基]苯并吡喃-4-酮。下图显示了flavopiridol的化学结构。
利用x射线晶体学测定了flavopiridol与CDK2配合物的结构,揭示了该分子抑制CDK的分子基础。x射线晶体学测定的分子结构描述了药物在CDK2活性位点的结合反应。flavopiridol的氯原子与cdk2的活性位点有利地相互作用,这可能是flavopiridol增加激酶抑制的原因之一。2014年4月23日,美国食品和药物管理局(USFDA)授予flavopiridol orphan drug地位,用于治疗AML患者。2014年11月17日,The Tolero Pharmaceuticals, Inc.宣布黄吡醇被选为十大最值得研究的肿瘤学项目之一。
3. 化学性质
Flavopiridol也被称为alvocidib、L86-8275、HL275和NSC649890。该黄酮类化合物是从天然抗风湿类黄酮中合成的。Flavopiridol是一种黄色结晶固体,可通过不同的光谱和色谱技术进行鉴定。其分子式为C21H20ClNO5;其熔解温度为186℃~ 190℃,分子量为401.84 g mol?1。Flavopiridol在水中溶解度最低;然而,它可溶于有机溶剂,包括乙醇、二甲基亚砜和二甲基甲酰胺。下表列出了flavopiridol的化学性质,即分子式、颜色、熔点和溶解度等。
Flavopiridol的晶体结构被确定为与细胞周期蛋白依赖性激酶2 (CDK2)酶的复合物,后者使前者的黄酮核结合到后者的ATP结合位点口袋。它通过包含d环(也称为3-羟基-1-甲基哌啶基环)显示cdk抑制活性,如下图所示。相反,这一环在两种结构相关的天然黄酮类化合物,槲皮素和染料木黄酮中不存在,它们表现出较差的cdk抑制活性。
4. flavopiridol的合成过程
在flavopiridol合成中,下图所示的第一步是1,3,5-三甲氧基苯1与1-甲基-4-哌啶酮2在氯化氢饱和的乙酸存在下缩合生成烯烃3,烯烃3的硼化氢生成反式芳基哌啶醇反式4。顺式芳基胡椒醇顺式-4是通过醇立体化学倒转两步得到的:顺式-4氧化成相应的酮5,然后用硼氢化钠还原。所得产物系顺式/反式醇(顺式-4及反式-4)之混合物(以7:3比例存在,通过GC分析确定)。
顺式/反式醇的分离是通过(-)-二苯甲酰-d -酒石酸对其非对映体盐的分馏结晶或(-)-甲基氧乙酸对其非对映体酯混合物的分离(硅胶快速色谱法)来实现的。在三氟醚硼存在下,用乙酸酐使顺式-4酰化得到6。用2-氯苯甲酰氯对6进行苯甲酰化得到苯甲酸酯7。苯甲酸盐官能团和苯乙酮之间的邻位取代建立了黄酮形成步骤。在吡啶反流中用KOH处理7得到重排的中间体8,用乙酸和硫酸处理后脱水得到9。去乙酰化再去甲基化得到flavopiridol B。
5. 优化策略和挑战
Flavopiridol是一种很有前景的抗癌药物,但由于生产的局限性,其临床应用面临障碍。优化合成过程对于使其成为更可行的处理方案至关重要。一项关键战略涉及精简当前的综合步骤,以提高效率和减少浪费。这可能涉及到探索可提高反应速率和产物产率的替代试剂或催化剂。
然而,获得高产量和高纯度仍然是一个重大的挑战。Flavopiridol是一种复杂分子,其合成过程中容易产生不良副产物。在不牺牲总收率的情况下,开发高效、可扩展的纯化方法是使flavopiridol成为更容易获得和更经济的疗法的关键研究领域。
6. 黄酮吡醇合成的应用
Flavopiridol是一种具有治疗多种癌症潜力的合成化合物。它能够抑制细胞分裂所必需的细胞周期蛋白依赖性激酶,从而破坏癌细胞不受控制的生长。通过在实验室环境中合成flavopiridol,研究人员获得了这种关键化合物的可靠来源,用于进一步研究。这为深入探索其在不同癌症治疗中的有效性和潜在的临床试验铺平了道路。
合成像flavopiridol这样复杂分子的能力证明了合成技术的力量。它赋予科学家设计和生产特定化合物的自由,用于研究或其他目的。这不仅推动了医学的进步,也对各个行业产生了深远的影响。合成技术可以创造新药物,最终塑造科学发现和医药创新的进程。
7. 结论
通过本文对Flavopiridol合成和应用的探讨,读者可以更加全面地了解这种化合物的特点和潜在价值。Flavopiridol作为一种有潜力的药物,在癌症治疗等领域具有广泛的应用前景。随着科学技术的不断进步和研究的深入,相信Flavopiridol的合成方法和用途将会得到进一步的探索和发展,为药物研究和临床治疗带来更多的参考价值。
参考:
[1]Deep A, Marwaha R K, Marwaha M G, et al. Flavopiridol as cyclin dependent kinase (CDK) inhibitor: a review[J]. New Journal of Chemistry, 2018, 42(23): 18500-18507.
[2]Joshi H, Tuli H S, Ranjan A, et al. The Pharmacological Implications of Flavopiridol: An Updated Overview[J]. Molecules, 2023, 28(22): 7530.