吲哚-3-甲醇的合成

第28卷第6期現代化工June 20082008年6月Modem Chemical Industry.43.吲哚~ -3-甲醇的合成沈新安(江蘇省徐州醫藥高等職業(yè)學(xué)校,江蘇徐州21116)摘要:以吲哚、氧氯化磷和N, N-二甲基甲酰胺為原料,通過(guò)Vlemrie-Hack反應合成吲哚-3-甲醛,產(chǎn)率為87.1%;再選擇甲苯-水反應體系,用霸氫化鉀作還原劑,在50~ 600下還原得吲哚3-甲醇,反應條件溫和,將反應、萃取、重結晶-次性完成，產(chǎn)率為69.0%。.關(guān)鍵詞:吲噪-3_甲醇;吲哚3-甲醛; Vlsmeier Hack反應;硼氫化鉀中團分類(lèi)號:0629文獻標識碼:A文章編號:02533 - 4320(2008060 - 0043 -03Synthesis of Indole 3-carbinolSHEN Xin-an(Jingu Xuzbou Vocalional Cllege of Pamaceutics, Xuzbou 21116 China)Abstract: In an industrial Bcale, indole3-carboxaldehyde is obtained in a yield of 87.1% from indole by Vilsmeier-Hackreaction with phosphorus oxychloride and N, N-dimetylfomamide. Under the temperature between 50 - 60C indole3-carboxalehyde is reduced with plassium brohydide to give indole 3-carbinol in the pesence of methyberzene and water.Theyield of indole3-carbinol can reach 69.0% .Key words: indole 3- carbinol; indole 3-carboxaldehyde; Vilsmeier-Hack reaction; ptasium boroydride吲哚-3-甲醇(I3C)作為十字科蔬菜的自然食物50、200.300 L搪瓷反應釜;低溫真空干燥箱;成分,對機體許多器官的腫瘤發(fā)生具有抑制作用,對φ 200 mmx 4 000 mm填料塔。XCR- 顯微熔點(diǎn)測定癌具有一定的化學(xué)預防作用,并可使腫瘤多藥耐藥儀;Vario ELII元素自動(dòng)分析儀; FTR-360紅外光譜性逆轉[1-5)。文獻報道的吲哚-3- 甲醇合成方法大儀;AV-500核磁共振儀;Varian5060高效液相色多以吲哚~ -3-甲醛為原料,在不同的反應體系中(甲譜儀。醇、乙醇、熱水)以不同的還原劑(氫化鋰鋁[6]、硼氫1.2實(shí)驗步驟化鈉(6]、氫氣[7]等),還原吲哚~ 3-甲醛得到吲哚-3-合成步驟見(jiàn)下式。甲醇,上述合成方法中,以甲醇為溶劑工藝過(guò)程煩瑣,產(chǎn)品色澤不好;以乙醇為溶劑[8] ,大量無(wú)機鹽存.n-Cm在于粗品中,需進(jìn)行重結晶;以熱水為溶劑,硼氫化-CHO-CH.OH鉀分解過(guò)快,產(chǎn)品產(chǎn)率較低。筆者以吲哚、氧氯化磷中和N,N-二甲基甲酰胺為原料,通過(guò)Vilsmeier-Haack1.2.1吲哚 -3-甲醛的合成反應首先合成吲哚-3-甲醛,再選擇甲苯-水反應體在50L搪瓷反應釜中加入8kg N,N-二甲基系,將反應、萃取、重結晶- -次性完成,用硼氫化鉀還甲酰胺、11.7 kg吲哚.攪拌溶解,備用。原得吲哚-3-甲醇。該法反應條件溫和,操作簡(jiǎn)便，在200L搪瓷反應釜中加入32 kgN,N-二甲基大大降低生產(chǎn)成本,產(chǎn)率較高,成功地實(shí)現了工業(yè)化甲酰胺,攪拌冷卻至5~ 8C,開(kāi)始滴加氧氯化磷,控生產(chǎn)。制滴加速度,保證反應釜內溫度在15~ 20%;氧氣化磷滴加完畢后,開(kāi)始滴加溶有吲哚的N, N-二甲1實(shí)驗部分基甲酰胺溶液,反應釜內溫度控制在20~ 30C,滴1.1試劑與儀器加完畢后在該溫度下不斷攪拌約45 min,加人碎冰吲哚、氧氯化磷、N,N-二甲基甲酰胺(DMF).20kg,緩慢加人約90kg16%質(zhì)量分數的氫氧化鈉氫氧化鈉、甲苯硼氫化鉀等,均為化學(xué)純。水溶液,反應釜內溫度控制在20 ~ 30心;一次性加收稿日期2008-02-03基金項目:江蘇省火炬計劃項目(H2001329)作者簡(jiǎn)介:沈新安(1965 -),男,大學(xué),高級工程師,副教授，主要從事精細化工產(chǎn)品開(kāi)發(fā),0516 - 85046eeu65010@0 126.com?，F代化工第28卷第6期人約30kg16%質(zhì)量分數的氫氧化鈉水溶液;加熱至2結果與討論沸騰1 min,冷卻、結晶、離心過(guò)濾、蒸餾水洗滌、烘干得12.63 kg淺黃色結晶體,產(chǎn)率87.1% ,熔點(diǎn)197~2.1吲哚- 3-甲醛的合成198C(文獻[9]數據為196~ 197C)。吲哚-3-甲醛吲哚具有弱酸性,其親電取代反應在雜環(huán)上進(jìn)的結構經(jīng)由元素分析、紅外(IR)和核磁共振氫譜行,取代基主要進(jìn)入β-位。因為進(jìn)入β-位后形成('H-NMR)證實(shí)。元素分析，實(shí)驗值(理論值)/%:C的中間體正離子保留了苯環(huán)結構,電荷可向苯環(huán)上74.71(74.47),H 4.80(4.86),N 9.56(9.65)。IR離域而趨于穩定。通過(guò)Vilsmeier-Haack 反應在芳雜(KBr), y/cm-':3 171,3 043,2 932,2 821,2 712, .環(huán)上引人甲?；?在這里甲?；饕M(jìn)入吲哚環(huán)的1 635,1 573,1 520,1 444,1 390。'H-NMR(500 MHz,β-位。反應機理為N_取代的甲酰胺先與氧氯化DMSO-d6), 8:7.19 ~ 8.26(m, 5H,ArH) ,9.93(s,1H,磷生成配合物,然后進(jìn)-一步解離為具有正碳離子的CHO),12. 10(s, 1H,NH)?；钚灾虚g體,再對芳核進(jìn)行親電取代反應,生成a-1.2.2 吲哚-3-甲醇的合成氯胺后很快水解成醛["]。在300 L搪瓷反應釜中加人8.7 kg 吲哚-3-甲N,N-二甲基甲酰胺與氧氯化磷反應生成配合醛、145 kg甲苯.6.48 kg硼氫化鉀，48 kg蒸餾水,加物是放熱反應,須在冰水浴中進(jìn)行,并嚴格控制反應熱,維持反應溫度50~60C 5 h,冷卻至15~ 20C,溫度,否則會(huì )影響產(chǎn)品的色澤; C-甲?；磻俏?0kg蒸餾水處理,離心過(guò)濾、蒸餾水洗滌、烘干熱反應,需要加熱。所用的氧氯化磷是催化劑,作用得6.09 kg灰白色片狀晶體,產(chǎn)率69.0% ,熔點(diǎn)98~是促進(jìn)二甲胺的脫落并與之結合,其純度會(huì )影響產(chǎn)100C(文獻99~ 100c[10])。元素分析,實(shí)驗值(理品的收率,所以使用前需重新蒸餾。論值)/%:C 73. 58(73.45),H 6.20(6.16),N 9.42吲哚環(huán)是親電雜環(huán),在酸性條件下尤其不穩定，(9.52)。IR(KBr), γ/cm~':3 380,3 052,2 927,可能發(fā)生吲哚環(huán)的自聚和氧化反應,反應后期氫氧2 865,1 543,1 455,1 420,1 356。H-NMR(500 MHz,化鈉的加入可以中和反應生成的磷酸和鹽酸。DMSO-dg), 8:4.67(d,J =5.3 Hz, 2H, CH2), 4.712.2吲哚3-甲醇的合成(dd, J=6.0,4.7 Hz, 1H, 0H),6.96~ 7.63(m, 5H, .筆者選用硼氫化鉀作還原劑,因與硼氫化鈉比ArH) , 10.83(s, 1H,NH)。較,硼氫化鉀無(wú)吸濕性。還考察了以甲醇、乙醇、(上接第42頁(yè))參考文獻基于NCBI( ht:///w ncbi. nlm. mih. gov)數據庫,對測序結果進(jìn)行同源性檢索和分析,發(fā)現電池中[1] Kim B H, Kim H J, Hyun M s, a al. Diret lctode rectionof Fe(M )-reducing bacterum, Sheunela purefaciens [J].」Micnbiol.分離出的微生物屬于Pseudomonas Sp. partial 16SBiotechnol, 1999(2):12729 131.rRNA gene train KY(AG278108. 1)(假單胞菌屬)的[2] JangJ K, Pham T H,Chang I s, a al. Constnuction and openation dfa-種。novel mediator- and membrane less microbial fuel cell[J] . Procee Bio-chenisty , 2004,0 39: 1007 - 1012.3結語(yǔ)[3] Liu H, Logan B E. lecticity gnenation uing an arcahode singe在微生物馴化過(guò)程中,醋酸鈉濃度較高電池性chamber microbial fovel cell in he presence and abeence of a prolon echune membranel[J]. Envion Si Tol,0040,38(14):4040 - 4046.能主要決定于陽(yáng)極表面吸附的微生物數量,而經(jīng)過(guò)[4]詹亞力,張佩佩,閆光緒,等.微生物燃料電池及其應用研究進(jìn)展長(cháng)期馴化,電極表面吸附微生物達到飽和后,微生物[J].現代化工2007,27(1);13-17.活性取決于醋酸鈉濃度的大小;溶液中存在02時(shí),[s]國家環(huán)保護局.水和廢水監測分析方法[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)會(huì )使電池輸出電壓明顯降低,但隨著(zhù)電池中02含量出版社.00.0降低,電池性能可以逐步恢復;溶液中存在NO5時(shí),[6] Ghangekar M M, Aolckor s R,Jobhi s C. Cancteistics df slude de-veloped under diferent lading onditiris duing UASB reactor saut-會(huì )發(fā)生反硝化作用,并相應降低電池的電量輸出。and ganlatio[J].Water Resxrdc2005039.1123-21 1333溶液COD的降解符合一級反應動(dòng)力學(xué)方程。通過(guò)[7] Kim H J,Park H S,Hyun M s, a al. A mdiaodes microbial fuel cell16S rRNA的基因分析,電池中的優(yōu)勢微生物為假單using a metal roducing becterim[J]. Enxyme and Microbial Technology,胞菌屬的一種。2002(30):145- 1S2.■2008年6月沈新安:吲哚-3-甲醇的合成45熱水、甲苯水為溶劑對產(chǎn)品產(chǎn)率及純度的影響,反次性完成,產(chǎn)率可達69.0%。本法反應條件溫和，應時(shí)間和產(chǎn)率見(jiàn)表1。操作方便,生產(chǎn)成本較低,便于實(shí)驗室合成和工業(yè)化表1溶劑對產(chǎn)率的影響生產(chǎn)。溶劑甲醇乙醇熱水甲苯-冰參考文獻反應時(shí)間/h2[1]徐繼紅,樓亞敏吲噪-3-甲醉防癌作用研究進(jìn)展[J].浙江醫科產(chǎn)率/% .44.860.331.170.1大學(xué)學(xué)報，198.2(6):284- 286.[2] wattenberg L w. Wllia D L, Luke K L, a al.Diectary consiuents小以沸騰甲醇為溶劑，趁熱加人硼氫化鉀,反應tering the repone to chernical carcinogeus[J]. Fed Proe, 1975, 35:2h,真空濃縮,加氫氧化鈉處理,用乙酸乙酯萃取,1327.[3] Watebeg L w. lhibin of neplasia by minor dictary cosituets甲苯重結晶，工藝過(guò)程煩瑣,蒸出甲醇、乙酸乙酯時(shí)[J].Cancer Research, 1983,43(S):2448.溫度較難控制,導致色澤不好。以乙醇為溶劑,可使[4]韓銳.腫瘤化學(xué)預防及藥物治療[M]北京:北京醫科大學(xué),中國反應相對充分完全,但大量無(wú)機鹽存在于粗品中,需協(xié)和醫科大學(xué)聯(lián)合出版社.19:382.進(jìn)行重結晶。以熱水為溶劑時(shí),產(chǎn)品色澤較好,但硼[5] Takshahi N, Dashwood R H, Bjeldanes L F, a al. Mechaniems of indole3- carbonol (B3C) anticarcinognesis: Ibibition of alatoxion B1-氫化鉀分解過(guò)快,產(chǎn)品產(chǎn)率較低。以甲苯-水為溶DNA adduction and mutaganesis by BC aeid condestion pouct[].劑,相對于前幾種溶劑,該工藝可以使反應、萃取、重Food Chem Toicol, 19,3( 10):851 - 8S57.結晶一次性完成,產(chǎn)品產(chǎn)率較高,能回收甲苯;但是[6] Lece E.-Hydrasyetylinole[J].J Am Chem Soe, 19,8122):甲苯稍有毒性,有雜質(zhì)時(shí)產(chǎn)品易呈現紅色,因此最后6023- 6026.的蒸餾水洗滌須充分多次。[7] Madinveitin J. The ulaloids of anndo donax L[].J Chem Soe,1937,1927- 1929.3結語(yǔ)[8]周佳棟,曹飛. N-取代吲哚- 3-甲醇的合成[J].精細化工,007,24(4):380- 384.通過(guò)Vilsmeier-Haack反應,由吲哚、氧氯化磷、[9] Jemes P N, Snyder H R. ldole3edlelhyde[J]. 0ng Symth, 199,39:N,N-二甲基甲酰胺可以合成吲哚-3-甲醛,產(chǎn)率可30-33.[10] Heny D W,lete E. Am ine oride.1.Gnm ine oride[].J Am Chemn達87.1%。然后以吲哚-3-甲醛為原料,選擇硼氫Soe, 1957,79(19):5254 - 5256.化鉀為還原劑、甲苯-水為反應溶劑,在50~ 60下[11]聞韌.藥物合成反應[M].2版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，20:反應5h合成吲哚~3-甲醇,將反應、萃取、重結晶--151. 12008國際橡塑展再度摘得亞洲第一塑料橡膠 展的桂冠第二十二屆中國國際塑料橡膠工業(yè)展覽會(huì )于2008年4與發(fā) 展高峰論壇”的成功舉辦后,主辦單位雅式展覽服務(wù)有月17- 20日在上海新國際博覽中心隆重舉行。4天的展會(huì ) 限公司聯(lián)同中國塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì )、美國塑料工業(yè)協(xié)會(huì )↓. 迎接了來(lái)自五大洲118個(gè)國家及地區的72 161名觀(guān)眾,其(SPI)中國塑料機械工業(yè)協(xié)會(huì )及上海塑料行業(yè)協(xié)會(huì )于4月↑中海外買(mǎi)家達11 760,占觀(guān)眾總人數16.3%。 中國輕工業(yè) 16日舉辦了“2000中美塑料行業(yè)合作與發(fā)展高峰論壇”,論I聯(lián)合會(huì )陳士能會(huì )長(cháng)、上海工業(yè)經(jīng)濟聯(lián)合會(huì )蔣以任會(huì )長(cháng)、中國 壇邀請到200多家國內外企業(yè), 就中美雙方塑料行業(yè)發(fā)展. 塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì )廖正品會(huì )長(cháng)、歐洲塑料橡膠工業(yè)機械制 趨勢、技術(shù)特點(diǎn)及面臨的機遇和挑戰進(jìn)行了深人的交流,從造 商協(xié)會(huì )Bemhard Merki會(huì )長(cháng)、上海 塑料行業(yè)協(xié)會(huì )戎光道會(huì ) 而不斷發(fā)掘兩國塑料行業(yè)共存之商機與共謀合作 的機會(huì )。長(cháng)、杜塞爾多夫展覽(中國)有限公司馮培喜行政總裁及雅此外,為迎接即將舉行的北京奧運,展會(huì )特設的“橡塑式展覽服務(wù)有限公司朱裕倫董事長(cháng)出席了開(kāi)幕儀式。與體育館”吸引了眾多國內外媒體及觀(guān)眾前來(lái)觀(guān)摩及參與。本屆展會(huì )面積達134 500 m? ,較2006年增加了46%,有該屆展會(huì )推陳出新，以集專(zhuān)業(yè)化、國際化及活力為-體近1 800家著(zhù)名海內外供應商及來(lái)自?shī)W地利、加拿大、法的全新形象 面向展商及觀(guān)眾。展會(huì )的整體設計亦由代表塑， 國、德國、意大利、日本、中國.中國臺灣省、英國及美國10 料原材料、機械、模具、半制成品等不同的圖案拼構而成,并f個(gè)展團攜手參展,現場(chǎng)展示1 800多臺中外的機械設備及 體現于現場(chǎng)各項大小設施及裝飾,務(wù)求給與會(huì )者有耳目一↓t化工原材料,展會(huì )規模和展商陣容屬歷屆之冠。新的感覺(jué)。(雅式展覽服務(wù)有限公司)該屆展會(huì )繼20070年“總裁論壇"及“中印塑料行業(yè)合作