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高效催化剂DMAP的应用
分类 :新闻
发布时间 :2021-12-22
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高效催化剂DMAP的应用简介


酰化是最常见有机化学反应之一,酰化反应常用的催化剂有吡啶和三乙胺。Litvinenko等人于1967年,发现用4-二甲氨基吡啶 (DMAP) 催化间氯苯胺的苯甲酰化反应,比吡啶做催化剂反应速率约增加104倍-105倍后, 又陆续报道了DMAP用于酰化反应高效催化剂的应用, 因此, 4-二甲氨基吡啶作为一种新型的高效酰化催化剂,引起了越来越多的人们的青睐。除此之外,DMAP对于醚化反应,酯化反应,烷基化反应以及醇的羟基保护反应等众多反应均有着显著的催化作用。在分析化学、有机合成、药物合成、农药、染料、香料化学、高分子化学等领域,具有广阔的应用前景。

DMAP被冠以“超级催化剂”的美名, 是因为DMAP作为催化剂,具有反应速度快、反应条件温和、反应收率高、溶剂选择范围广、催化剂用量少等许多优点[1]。

DMAP作为催化剂, 可应用于下列几类反应:

1. 酰化反应

DMAP不仅能够催化简单反应物的酰化反应,还能够显著提高一些高位阻、低活性的醇、酚的酰化反应的反应的速率和收率,DMAP作催化剂可使很多酰化反应的产率达到90%以上,且反应条件温和,在室温下即可实现。

2. 酯化反应

羧酸和醇的酯化反应需要在较高的温度下进行。而在DMAP催化剂作用下,在室温下即可快速进行。如当氨基酸的酯化反应需在高温下方可进行,但高温下易得到消旋化产物,当加入DMAP时,不仅低温下快速酯化,而且避免了在反应过程中原料和产物的消旋化,大大提高了反应收率。

3. 醇和酚的醚化反应

DMAP还可用来催化醇和酚的醚化反应。

例如以DMAP为催化剂催化醇与三苯甲基氯化物的醚化反应, 收率可提高20%~30%。


DMAP-图1.png


以DMAP为催化剂催化酚与碳酸二甲酯的反应, 不仅可避免使用高毒的硫酸二甲酯的使用, 而且反应完全, 除目标产物外, 副产物为CO2、甲醇, 无三废产生。其反应式如下:


DMAP-图2.png 

4. 大环化合物的合成

DMAP催化合成某些天然大环化合物, 不仅可以明显地改善反应条件, 而且产率及产品纯度都有明显提高.


DMAP-图3.png 


5. 异氰酸酯的反应

羧酸与异氰酸酯的反应,用DMAP催化比用吡啶催化的速度快得多[2]。例如,苯乙酸与苯异氰酸酯在二氯甲烷中于24℃下反应时,用DMAP催化,反应5min,产率可达66%;而用吡啶催化该反应, 反应长达2h, 产率仅为53%。

利用该反应,在氨苄青霉素系列抗菌 素的合成上有广泛的应用前景。

 

DMAP在抗肿瘤药物合成中的应用


藤黄酸 (Gambogic acid) 是传统中药藤黄的主要活性成分之一,对多种肿瘤具有抗肿瘤活性,对肿瘤细胞的抑制有非常高的选择性,且对正常造血系统和免疫功能无明显影响。但由于藤黄酸在水中的溶解度很小,从而影响了它的药用价值。苦参碱 (Matrine) 是中药苦参的主要活性成分之一,对肿瘤细胞具有明显抑制作用,不但对正常细胞没有破坏作用,甚至能升高白细胞数、提高机体免疫功能。苦参碱改造后的衍生物还具有较好的水溶性。为此, 侯雪峰、储著胜等利用藤黄酸和N-苄基苦参醇反应, 在DMAP和1-(3-二甲胺丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐作用下发生酯化反应,合成了N-苄基苦参醇藤黄酸酯。该反应能顺利进行,得益于DMAP的催化作用,而且该反应条件温和,产物收率较高。

维生素E琥珀酸酯[3],分子式为C33H54O5具有抑制乳腺癌、前列腺癌等多种肿瘤细胞生长,而对正常细胞生长无细胞毒性及抑制作用。郑燕升、莫倩以DMAP为催化剂,以维生素E和琥珀酸酐为原料合成维生素E琥珀酸酯。合成过程中采用DMAP作为催化剂,其用量少、催化活性高、对设备无腐蚀、对环境无污染、副反应少、生产工艺简单、可降低成本,是合成维生素E琥珀酸酯的优良催化剂,有较好的工业开发价值和应用前景。

 

DMAP在抗生素药物合成中的应用

甲基红霉素是一种大环内酯消炎抗菌药,同红霉素相比,对胃酸更稳定,口服吸收好,血浓度高,达峰值快 (1h~2h),半衰期长,对革兰式阳性菌有较强的抗菌作用。故有“黄金胃药”的美称。三-O-乙酰化红霉素衍生物的制