金 燦, 張 麗, 蘇為科
(浙江工業大學 藥學院 制藥工程教育部重點實驗室,浙江 杭州 310014)
斑蝥黃(1)作為一種重要的類胡蘿卜素[1],既可用于食品著色劑,也可用于動物飼料添加劑[2]。1主要通過化學合成制得[3],如全合成法[4~7]和β-胡蘿卜素氧化法[8~12]。全合成法需要對活性基團進行保護,由于原料C15中存在羰基,Wittig-Horner反應副產物增加,收率較低。β-胡蘿卜素氧化法早期的氧化劑為堿金屬過碘酸鹽[8,9],后來用氯酸和溴酸及其鹽作氧化劑[10,11],但這些工藝都存在反應時間長、選擇性差、收率低、純度差等缺點。
本文在文獻[8~12]方法的基礎上改進:以碘為催化劑,硫酸氫鉀為調酸劑,β-胡蘿卜素在氯酸鈉氧化下通過固相研磨合成了1(Scheme 1),收率77%,其結構經1H NMR,13C NMR和MS譜確證。改進方法具有操作簡便、反應時間短、收率較高等優點。
B-540型電熱熔點儀;Varian-400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內標);Trace DSQ FINNIGSN型質譜儀。
β-胡蘿卜素,工業品;其余所用試劑均為市售分析純。
在瑪瑙研缽中加入硅膠2 g和硫酸氫鉀0.11 g(0.8 mmol),研磨混合均勻;再依次加入β-胡蘿卜素2.14 g(4 mmol),氯酸鈉3.4 g(32 mmol),碘0.05 g(0.2 mmol),在室溫下充分研磨15 min(TLC跟蹤)。轉移至圓底燒瓶中,用二氯甲烷(40 mL)溶解,過濾,濾液依次用水、硫代硫酸鈉溶液(2次)、水(2次)洗滌,無水硫酸鈉干燥、減壓蒸除溶劑,加入無水乙醇,回流異構12 h。冷卻至20 ℃,過濾,濾餅烘干得紫色晶體1 1.74 g,產率77%, m.p.206 ℃~208 ℃;1H NMRδ: 6.65(dt,J=20.4 Hz, 7.6 Hz, 4H), 6.32(ddd,J=36.4 Hz, 27.1 Hz, 15.8 Hz, 10H), 2.47~2.54(m, 4H), 1.96~2.05(m, 12H), 1.81~1.89(m, 10H), 1.19(s, 12H);13C NMRδ: 198.98, 161.02, 141.13, 139.08, 136.47, 134.59, 134.26, 133.40, 130.38, 129.57, 124.51, 123.92, 37.45, 35.80, 34.35, 27.78, 13.99, 12.95, 12.74; ESI-MSm/z: 565{[M+H]+}。
Scheme1
β-胡蘿卜素 4 mmol,以NaHSO4為調酸劑,其余反應條件同1.2,分別討論了催化劑(I2)和氧化劑(NaClO3)用量,研磨時間和溫度對合成1的影響,結果見表1和表2。
由表1可見,不加I2,幾乎沒有產品生成;加入少量的碘,不僅能改善氧化反應效果,還能減少反應時間。從收率及產品色澤因素考慮,I2用量以5 mol%為佳。氧化劑用量n(NaClO3) ∶n(β-胡蘿卜素)選擇8 ∶1較為合理。
從表2可看出,較佳研磨溫度為室溫,升高溫度易出現副產物,溫度過低反應速度明顯下降。較佳研磨時間為15 min,延長研磨時間收率未見明顯變化。
表 1 催化劑(I2)和氧化劑(NaClO3)用量對合成1的影響*
*考察催化劑用量時,r(NaClO3)=n(NaClO3) ∶n(β-胡蘿卜素)=8 ∶1,考察氧化劑用量時,I25 mol%,其余反應條件同1.2
表 2 研磨時間和溫度對合成1的影響*
*I25 mol%,r(NaClO3)=8 ∶1,其余反應條件同1.2
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