脫甲基制備大黃素的方法比較

　　脫甲基制備大黃素的方法比較
　　
　　【摘要】  目的與方法 將大黃素甲醚脫甲基制備大黃素，對以三氯化鋁、濃硫酸、氫溴酸作為催化劑的3種方法進(jìn)行比較。 結(jié)果與結(jié)論 3種方法中，采用氫溴酸作催化劑的反應(yīng)選擇性最高，收率達(dá)到95.67%,產(chǎn)物結(jié)構(gòu)經(jīng)1H?NMR和EI?MS確證。
　　
　　【關(guān)鍵詞】  大黃素 大黃素甲醚 脫甲基 氫溴酸
　　
　　DING Zhen, ZHANG De?zhi（Institue of Pharmacy, Guangdong College of Pharmacy, Guangzhou,Guangdong 510006,China）Abstract:Emodin was synthesized by demethylation of physcion. Three catalysts of demethylation, AlCl3 , H2SO4 and HBr, were compared. The optimal catalyst was HBr with a highest selectivity and yield of 95.67%. The structure of emodin synthesized was characterized by 1H?NMR and EI?MS.
　　
　　Key words:emodin;demethylation; physcion; HBr
　　
　　大黃素（emodin）屬單蒽核類1,8?二羥基蒽醌衍生物，具有諸多的藥理作用，尤其是具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性，近年來受到廣泛關(guān)注[1].
　　
　　大黃素的來源途徑主要有兩種：一是從蓼科植物中提取分離，李義平[2]等已經(jīng)對大黃素的提取分離工藝進(jìn)行了詳細(xì)的研究；二是對大黃素進(jìn)行全合成或半合成研究，合成方法主要有3種，即：Friedel?Crafts�；�法，Micheal加成法及Ullman法[3].以上3種全合成或半合成方法，F(xiàn)riedel?Crafts�；�法僅適用于對稱的蒽醌制備，Micheal加成法會產(chǎn)生具有毒性的氫氰酸，而Ullmam法步驟繁瑣，操作困難。
　　
　　大黃素甲醚與大黃素的結(jié)構(gòu)類似，是大黃素3位羥基的甲基化產(chǎn)物。研究發(fā)現(xiàn)，蓼科植物中富含大黃素甲醚，根部含量較高，在何首烏中總蒽醌含量可達(dá)1.5%——5%[4] ,可以通過簡單的pH梯度萃取大量制備。通過提取何首烏得到大黃素甲醚，再通過脫甲基的方法使大黃素甲醚轉(zhuǎn)化成大黃素成為制備大黃素的有效方法之一。
　　
　　脫甲基的方法已有多篇文獻(xiàn)[4-7] 報道，其中常見的反應(yīng)系統(tǒng)包括：①稀硫酸，氫鹵酸法；②鹵化硼和鹵化鋁法；③碘化鎂和碘化鋰法；④選擇性氧化試劑法。根據(jù)大黃素甲醚的空間構(gòu)象和理化性質(zhì)等因素，本文選擇氯化鋁、硫酸和鹵酸3種脫甲基法分別進(jìn)行考察，并對反應(yīng)中的原料配比、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度3個影響因素進(jìn)行考察對比，結(jié)果表明，氫溴酸催化法是最適宜的制備路線，可得到收率高、純度好的產(chǎn)物。
　　
　　1  實(shí)驗(yàn)部分
　　
　　1.1  儀器與試劑
　　
　　X?6熔點(diǎn)儀（北京泰克，溫度未校正）， RE52CS磁力攪拌電熱套（上海亞榮），WS70?1紅外干燥器（上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司）。實(shí)驗(yàn)用三氯化鋁、濃硫酸、氫溴酸及反應(yīng)溶劑均為分析純。原料大黃素甲醚是實(shí)驗(yàn)室自制，經(jīng)過熔點(diǎn)和對照品鑒定。大黃素甲醚和大黃素對照品均購于中國藥品生物制品檢定所，批號：110756-200110.
　　
　　1.2  實(shí)驗(yàn)方法
　　
　　合成路線如下：
　　
　　大黃素甲醚    大黃素
　　
　　方法一：取大黃素甲醚粉末0.2 g（7.042×10-4 mol）于圓底燒瓶中，加入吡啶5 mL,溶解攪拌，升溫至60 ℃，將三氯化鋁0.6 g（4.49×10-3 mol）分成4份先后加入，攪拌，控制溫度在70 ℃。TCL監(jiān)控，反應(yīng)10 h后，用鹽酸中和pH值至3.抽濾，干燥得到黃色固體。用石油醚?乙酸乙酯（體積比1∶1）重結(jié)晶，得到淺黃色針晶0.18 g,收率為94.67%.
　　
　　方法二：取大黃素甲醚0.2 g （7.042×10-4 mol）于圓底燒瓶中，加入硫酸2 mL,加熱，控溫40 ℃反應(yīng)20 min,加水稀釋，調(diào)pH值為3,濾過，干燥得到黃色粉末。用石油醚?乙酸乙酯（體積比1∶1）重結(jié)晶，得到淺黃色針晶0.16 g,收率為84.17%.
　　
　　方法三：取大黃素甲醚0.6 g （ 2.22×10-3 mol）于圓底燒瓶中，加入冰醋酸10 mL,攪拌，升溫到70 ℃，加熱20 min,然后加入氫溴酸6 mL,升高溫度到110 ℃，攪拌回流11 h.反應(yīng)完畢，降至室溫，將反應(yīng)液倒入冰水中，有黃色沉淀析出，抽濾，干燥。以氯仿溶解，用0.3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）碳酸鈉溶液萃取3次，合并萃取液，用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至3,抽濾得黃色固體。用乙酸乙酯?石油醚（體積比1∶1）重結(jié)晶，得橙色針狀結(jié)晶0.53 g,收率為88.42%.
　　
　　2  結(jié)果
　　
　　2.1  薄層鑒別
　　
　　將反應(yīng)產(chǎn)物與大黃素、大黃素甲醚對照品進(jìn)行共薄層對照，薄層展開條件參照文獻(xiàn)[8],結(jié)果濃硫酸法和三氯化鋁法并未得到預(yù)期產(chǎn)物，產(chǎn)物斑點(diǎn)和原料斑點(diǎn)相同，均為大黃素甲醚，而氫溴酸法則得到預(yù)期產(chǎn)物大黃素，見圖1.
　　
　　2.2  波譜數(shù)據(jù)
　　
　　EI?MS:m/z 270[M]+,271[M+H]+;1H?NMR（400 MHz,DMSO?d6）：2.43（3H,s），2.46（3H,s），5.12（1H,d,J=6.8 Hz），6.96（1H,d,J=2.4 Hz），7.21（1H,s），7.20（1H,d），7.54（1H,s），11.93（1H,brs），12.12（1H,brs），光譜數(shù)據(jù)結(jié)果與文獻(xiàn)[9]對照一致，確定為大黃素。
　　
　　3  討 論
　　
　　3.1  濃硫酸催化的脫甲基能力選擇性低，低溫下可在短時間內(nèi)脫去甲氧基上的甲基且不影響蒽醌環(huán)，對該反應(yīng)的時間、溫度、原料配比3個因素進(jìn)行考察，TCL監(jiān)測發(fā)現(xiàn)反應(yīng)過程中大黃素甲醚原料斑點(diǎn)未變小或消失。三氯化鋁是常用的Leuis 酸脫甲基試劑，本文同樣考察了以上3個因素，也沒有生成預(yù)期的大黃素。采用氫鹵酸脫甲基法，在任何時間、配比下進(jìn)行TCL監(jiān)測，原料斑點(diǎn)均不同程度的淡化或消失，因此，對該反應(yīng)條件及時間進(jìn)行了優(yōu)化，最終確定了該反應(yīng)的反應(yīng)條件。
　　
　　3.2  采用硫酸和氯化鋁脫甲基的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想，可能有以下幾點(diǎn)原因：①從原料結(jié)構(gòu)考慮，甲氧基位于蒽醌環(huán)β位上，該位置脫去甲基的條件苛刻；②從反應(yīng)試劑考慮，濃硫酸的高選擇性應(yīng)是理想方案，但蒽醌母環(huán)在高溫下會被硫酸裂解，以致實(shí)驗(yàn)升溫至70 ℃時，TCL監(jiān)控仍未有預(yù)期產(chǎn)物產(chǎn)生，但原料已消耗完；三氯化鋁選擇性也很高，但催化能力較低，原料配比達(dá)1∶1時也未見原料斑點(diǎn)變淺或消失。相比之下，氫溴酸的反應(yīng)雖然反應(yīng)時間稍長，但較其他方法操作簡單、反應(yīng)完全，是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的路線。
　　
　�。ū疚牟ㄗV數(shù)據(jù)由中山大學(xué)測試中心代測，特此致謝！）
　　
　　【參考文獻(xiàn)】
　　
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