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【CEM】快速兩步微波輔助合成乙酰氨基酚
檢測樣品:乙酰氨基酚
檢測項(xiàng)目:微波合成
方案概述:為了展現(xiàn)微波輔助合成中添加氣態(tài)試劑的簡便性,,研究人員開發(fā)了一種以4-硝基苯酚為原料,,通過兩個(gè)步驟合成常見止痛藥乙酰氨基酚的方法,。
一,、引言
幾乎每一種化學(xué)合成過程都能從微波加熱中受益,其優(yōu)勢包括縮短反應(yīng)時(shí)間,、減少廢物產(chǎn)生和提升產(chǎn)品純度,。在小分子合成領(lǐng)域,微波輻射技術(shù)取得了顯著的成就,;無論是重排反應(yīng)還是過渡金屬催化,,微波都證明了自己是一種高效且有效的合成工具。進(jìn)行氫化,、羰基化等需要?dú)鈶B(tài)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)變雖然可行,,但這依賴于通常過量的試劑來現(xiàn)場生成氣體,這種做法降低了原子利用率,,使產(chǎn)品純化過程變得復(fù)雜,,并且會(huì)導(dǎo)致容器內(nèi)壓力迅速上升。然而,,Discover SP™ 微波的氣體添加套件(圖1)使得能夠安全,、簡便且直接地使用氣態(tài)試劑進(jìn)行微波輻照。
圖1:配備氣體添加套件的CEM Discover SP微波反應(yīng)器
為了展現(xiàn)微波輔助合成中添加氣態(tài)試劑的簡便性,,研究人員開發(fā)了一種以4-硝基苯酚為原料,,通過兩個(gè)步驟合成常見止痛藥乙酰氨基酚的方法(圖2)。利用氣體添加套件,,完成了4-硝基苯酚的氫化反應(yīng),,隨后通過對(duì)所得4-氨基苯酚進(jìn)行乙酰化,,成功制備了乙酰氨基酚,。
圖2:從4-硝基苯酚合成乙酰氨基酚的過程
二,、材料和方法
試劑
實(shí)驗(yàn)所需的醋酸酐、乙酸乙酯,、己烷,、4-硝基苯酚以及碳載鈀(10 wt. %)均購自西格瑪奧德里奇公司(美國密蘇里州圣路易斯市)。
實(shí)驗(yàn)步驟
首先,,在一個(gè)經(jīng)過烘箱干燥(180 °C)的10毫升反應(yīng)容器中,,配備攪拌磁子,,依次加入4-硝基苯酚(140毫克,,相當(dāng)于1.0毫摩爾,1.0當(dāng)量),、碳載鈀(10 wt. %,,10毫克,相當(dāng)于0.01毫摩爾,,1.0 mol %)和乙酸乙酯(2.0毫升),。緊接著,將該容器置于Discover SP微波反應(yīng)器的腔體內(nèi),,并安裝氣體添加套件的衰減器蓋組件,。容器經(jīng)過三次H2(5 bar)吹掃后,加壓至5 bar,,在150瓦特的功率下加熱至80 °C,。十分鐘之后,再次向容器內(nèi)充入H2(5 bar),,并在80 °C下繼續(xù)加熱十分鐘,。待反應(yīng)液冷卻至室溫后,將其轉(zhuǎn)移到一個(gè)新的10毫升反應(yīng)容器中,,此容器同樣配備了攪拌磁子,,并用乙酸乙酯(1.0毫升)洗滌原容器。
轉(zhuǎn)移完畢后,,向新容器中加入醋酸酐(0.19毫升,,相當(dāng)于2.0毫摩爾,2.0當(dāng)量),,并使用聚四氟乙烯襯里的硅膠帽將容器密封,。然后將該容器再次放入Discover SP微波反應(yīng)器的腔體中,在100瓦特的功率下將反應(yīng)液加熱至60 °C,,并持續(xù)5分鐘,。待反應(yīng)液冷卻至室溫后,直接將其加載到硅膠柱上,,使用乙酸乙酯與己烷(2:1)的混合溶劑進(jìn)行洗脫,,最后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)進(jìn)行濃縮,。
三、結(jié)果
通過這種合成方法,,我們成功獲得了白色固體狀的乙酰氨基酚,,產(chǎn)率達(dá)到了63%(95毫克,0.63毫摩爾),。
四,、結(jié)論
利用配備了氣體添加套件的 Discover SP 微波反應(yīng)器,我們順利地通過氫化/乙?;瘍刹胶铣煞ㄖ苽淞艘阴0被?。首先,在微波輔助下,,通過加入 H2 氣體進(jìn)行了鈀催化的4-硝基苯酚還原反應(yīng),,得到了4-氨基苯酚。隨后,,使用醋酸酐對(duì)所得到的自由胺實(shí)施了乙?;⒃谖⒉ㄝ椪諚l件下生成了乙酰氨基酚,。經(jīng)過一個(gè)簡單的提純步驟后,,我們以 63% 的產(chǎn)率將其分離出來。從4-硝基苯酚的初次氫化到乙酰氨基酚的最終提純,,整個(gè)合成過程僅用了不到90分鐘就完成了,,相比傳統(tǒng)的硝基芳烴氫化反應(yīng),節(jié)省了70%的時(shí)間,。此外,,配備了氣體添加套件的 Discover SP 為用戶提供了一種安全簡便的氣態(tài)試劑添加手段,避免了與傳統(tǒng)合成方法關(guān)聯(lián)的潛在危險(xiǎn),,如使用 H2 球等,,同時(shí)也證明了這是一種快速、高效,、安全的化學(xué)合成實(shí)用工具,。
五、引用
(1) Hayes, B. L. Aldrichimica ACTA 2004, 37, 66–76.
(2) Lahred, M.; Moberg, C.; Hallberg, A. Acc. Chem. Res. 2002, 35, 717–727.
(3) Vanier, G. Synlett 2007, 1, 0131–0135.
(4) Menard, D.; Niculescu-Duvaz, I.; Dijkstra, H. P.; Niculescu Duvaz, D.; Suijkerbuijk, B. M. J. M.; Zambon, A. Nourry, A.; Roman, E.; Davies, L.; Manne, H. A.; Friedlos, F.; Kirk, R.; Whittaker, S.; Gill, A.; Taylor, R. D.; Marais, R.; Springer, C. J. J. Med. Chem. 2009, 52, 3881–3891.
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