12/22/2021
La acilación es una de las reacciones químicas orgánicas más comunes y los catalizadores comúnmente utilizados para las reacciones de acilación son la piridina y la trietilamina. En 1967, Litvinenko et al. descubrió que se usaba 4-dimetilaminopiridina (DMAP) para catalizar la reacción de benzoilación de m-cloroanilina, y la velocidad de reacción aumentó aproximadamente 104-105 veces en comparación con la piridina como catalizador. Por lo tanto, la 4-dimetilaminopiridina, como nuevo tipo de catalizador de acilación de alta eficiencia, ha atraído cada vez más el favor de la gente.
Introducción a la aplicación del catalizador eficiente DMAP
La acilación es una de las reacciones químicas orgánicas más comunes y los catalizadores comúnmente utilizados para las reacciones de acilación son la piridina y la trietilamina. En 1967, Litvinenko et al. descubrió que se usaba 4-dimetilaminopiridina (DMAP) para catalizar la reacción de benzoilación de m-cloroanilina, y la velocidad de reacción aumentó aproximadamente 104-105 veces en comparación con la piridina como catalizador. Por lo tanto, la 4-dimetilaminopiridina, como nuevo tipo de catalizador de acilación de alta eficiencia, ha atraído cada vez más el favor de la gente. Además, DMAP tiene un efecto catalítico significativo en muchas reacciones, como la reacción de eterificación, la reacción de esterificación, la reacción de alquilación y las reacciones de protección de hidroxilo de alcoholes. Tiene amplias perspectivas de aplicación en los campos de la química analítica, la síntesis orgánica, la síntesis de fármacos, los pesticidas, los colorantes, la química de fragancias, la química de polímeros, etc.
DMAP se denomina "supercatalizador" porque DMAP, como catalizador, tiene muchas ventajas, como velocidad de reacción rápida, condiciones de reacción suaves, alto rendimiento de reacción, una amplia gama de selección de disolventes y menor dosis de catalizador [1].
Como catalizador, DMAP se puede aplicar a los siguientes tipos de reacciones:
1. reacción de acilación
DMAP no solo puede catalizar la reacción de acilación de reactivos simples, sino que también puede aumentar significativamente la velocidad de reacción y el rendimiento de algunas reacciones de acilación de alto impedimento estérico, alcohol de baja actividad y fenol. DMAP como catalizador puede aumentar el rendimiento de muchas reacciones de acilación. Puede alcanzar más del 90% y las condiciones de reacción son suaves y se pueden realizar a temperatura ambiente.
2. Reacción de esterificación
La reacción de esterificación del ácido carboxílico y el alcohol debe realizarse a temperaturas más altas. Bajo la acción del catalizador DMAP, puede avanzar rápidamente a temperatura ambiente. Por ejemplo, cuando la reacción de esterificación de un aminoácido debe llevarse a cabo a alta temperatura, pero el producto de racemización es fácil de obtener a alta temperatura cuando se agrega DMAP, no solo se logra la esterificación rápida a baja temperatura sino que también se evita la racemización de materias primas y productos durante el proceso de reacción, aumentando considerablemente el rendimiento de la reacción.
3. Eterificación de alcoholes y fenoles.
DMAP también se puede utilizar para catalizar la reacción de eterificación de alcoholes y fenoles.
Por ejemplo, utilizando DMAP como catalizador para catalizar la reacción de eterificación de alcohol y cloruro de tritilo, el rendimiento se puede aumentar entre un 20% y un 30%.
El uso de DMAP como catalizador para catalizar la reacción de fenol y carbonato de dimetilo no solo puede evitar el uso de sulfato de dimetilo altamente tóxico sino también completar la reacción. Además del producto objetivo, los subproductos son CO2 y metanol, y no se producen tres residuos. Su fórmula de reacción es la siguiente:
4. Síntesis de macrociclos
DMAP catalizó la síntesis de algunos compuestos macrocíclicos naturales, que no solo mejoran significativamente las condiciones de reacción sino que también mejoran significativamente el rendimiento y la pureza del producto.
5. Reacción de isocianato
La reacción de los ácidos carboxílicos con isocianatos es mucho más rápida con DMAP que con piridina [2]. Por ejemplo, cuando el ácido fenilacético y el isocianato de fenilo reaccionan en diclorometano a 24 °C, se utiliza DMAP para catalizar la reacción durante 5 minutos y el rendimiento puede alcanzar el 66 %; aunque se usa piridina para catalizar la reacción, la reacción dura 2 horas y el rendimiento es solo del 53%. %.
La utilización de esta reacción tiene amplias perspectivas de aplicación en la síntesis de antibióticos de la serie ampicilina.
Aplicación de DMAP en síntesis de fármacos antitumorales
El ácido gambógico (ácido gambógico) es uno de los principales ingredientes activos de la medicina tradicional china Gambógico. Tiene actividad antitumoral contra una variedad de tumores, tiene una selectividad muy alta para la inhibición de las células tumorales y no tiene ningún efecto obvio sobre el sistema hematopoyético normal y la función inmune. influencias. Sin embargo, la solubilidad del ácido gambógico en agua es muy pequeña, lo que afecta su valor medicinal. Matrine es uno de los principales principios activos de la medicina tradicional china Sophora flavescens. Tiene un efecto inhibidor obvio sobre las células tumorales, no solo no daña las células normales sino que incluso puede aumentar la cantidad de glóbulos blancos y mejorar la función inmune del cuerpo. Los derivados modificados de origen marino también tienen mejor solubilidad en agua. Por esta razón, Hou Xuefeng, Chu Zhusheng y otros. usó ácido gambógico y N-bencilamina para reaccionar con DMAP y clorhidrato de 1-(3-dimetilaminopropil)-3-etilcarbodiimida. Bajo la reacción de esterificación, se sintetizó éster de ácido gambógico marino N-bencil. La reacción puede desarrollarse sin problemas gracias al efecto catalítico de DMAP, las condiciones de reacción son suaves y el rendimiento del producto es alto.
El succinato de vitamina E [3], la fórmula molecular C33H54O5, puede inhibir el crecimiento de diversas células tumorales, como el cáncer de mama y el cáncer de próstata, pero no tiene citotoxicidad ni efecto inhibidor sobre el crecimiento celular normal. Zheng Yansheng y Mo Qian utilizaron DMAP como catalizador para sintetizar succinato de vitamina E a partir de vitamina E y anhídrido succínico. DMAP se utiliza como catalizador en el proceso de síntesis, que tiene bajo consumo, alta actividad catalítica, sin corrosión de los equipos, sin contaminación del medio ambiente, pocas reacciones secundarias, un proceso de producción simple y puede reducir costos. Es un excelente catalizador para la síntesis de succinato de vitamina E. Tiene buen valor de desarrollo industrial y perspectivas de aplicación.
La metileritromicina es un fármaco antiinflamatorio y antibacteriano macrólido. En comparación con la eritromicina, es más estable al ácido gástrico, tiene buena absorción oral, alta concentración en sangre, alcanza el valor máximo rápidamente (1 h ~ 2 h) y tiene una vida media larga. Las bacterias azules positivas tienen un fuerte efecto antibacteriano. Por eso recibe el elogioso título de "medicina dorada para el estómago". La preparación de derivados de eritromicina tri-O-acetilados es uno de los pasos clave en la síntesis de metileritromicina. El método de síntesis tradicional consiste en reaccionar a 25°C durante 10 días en presencia de piridina y anhídrido acético, y el rendimiento es del 95,2%. Liang Ya, Gao Suhua y otros utilizaron el catalizador DMAP para reaccionar con agitación a 25 °C durante 24 horas y catalizaron la síntesis de derivados de eritromicina tri-O-acetilada con un rendimiento del 95,7 %. En comparación con el método tradicional, solo necesita 24 horas a la misma temperatura y la velocidad de reacción aumenta 10 veces. Se puede observar que la síntesis catalítica de eritromicina tri-O-acetilada por DMAP tiene las ventajas de simplicidad, rapidez y alto rendimiento en comparación con los métodos tradicionales.
El benzoilfenobarbital, conocido químicamente como ácido 1-benzoil-5-etil-5-fenilbarbitúrico, es un profármaco del sedante fenobarbital, que en sí mismo es un fármaco antiepiléptico [4]. Comparado con el fenobarbital, tiene las características de menos toxicidad, menos efectos secundarios y menos dosis. Usando sal de plata de fenobarbital y cloruro de benzoilo para sintetizar fenobarbital de benzoilo sin catalizador, el rendimiento es solo del 20%. Fan Chongguang y Ma Feng utilizaron fenobarbital y cloruro de benzoilo como materias primas, DMAP como catalizador y trietilamina como agente aglutinante de ácido. Cuando otras condiciones experimentales fueron iguales, el rendimiento fue del 64% y el contenido fue del 99%.
Con la mejora de las necesidades de herbicidas de la gente, es necesario encontrar mejores métodos sintéticos para aumentar el rendimiento de los pesticidas y lograr una producción de alta eficiencia. Debido a su baja toxicidad, ausencia de contaminación y ausencia de residuos, los derivados de amidas de aminoácidos han atraído gradualmente la atención y la atención de la gente. Según informes de la literatura relevante, los derivados de N-acil alanina tienen actividades biológicas insecticidas, bactericidas y herbicidas de alta eficiencia y han atraído cada vez más interés debido a su amplia gama de actividades biológicas. Entre ellos, el ácido 5-aril-2-furancarboxílico y sus derivados son grupos con actividad herbicida relativamente alta. Para encontrar los compuestos principales de nuevos pesticidas con mayor actividad, inserte ácido 5-o-clorofenil-2-furancarboxílico en el terminal N de la alanina, conecte la anilina sustituida en su terminal C y use N, N'-diciclohexil carbono diimina. (DCC) se usó como agente deshidratante para la acilación [5], y se usó 4-dimetilaminopiridina (DMAP) como acelerador de deshidratación para acelerar la velocidad de reacción. Se sintetizaron diez compuestos. Los resultados preliminares mostraron que el compuesto tenía ciertos herbicidas. DMAP actúa como catalizador en su proceso de síntesis, desempeña un papel catalítico, acorta el tiempo de reacción y mejora la velocidad de reacción.
Los bencimidazoles y sus derivados son fungicidas agrícolas, inhibidores de virus de plantas, fungicidas y repelentes de insectos ampliamente utilizados. Chen Hong y otros de mi país eligieron la trietilamina como agente aglutinante de ácido y DMAP como catalizador para sintetizar tres compuestos de éster de bencimidazol fenoxi lactosa. Los resultados experimentales relevantes muestran que el sistema DMAP/Et3N hace que el producto rinda más del 52,7% y tiene las ventajas de reducir la temperatura de reacción y acortar el tiempo de reacción. La actividad biológica muestra que su actividad contra el virus del mosaico del tabaco alcanza el 52,2%. Se puede observar que DMAP es un catalizador altamente eficiente en comparación con el método de transferencia de fases.
El acaricida y fungicida dinitrocrotonato es una mezcla de dos isómeros. Este producto ha sido desarrollado y producido comercialmente por Rohm & Haas. Las principales formulaciones del producto son WP, EC y DF, y se utiliza junto con fungicidas sistémicos. En 2005, Dow Chemical Company de Estados Unidos solicitó el registro de este producto en Europa y su mercado de ventas se concentra principalmente en Europa, América y Medio Oriente. En el proceso de síntesis de dinitrocrotonato, cuando la temperatura de reacción es de 30~40°C, en comparación con catalizadores como dimetilformamida y trietilamina, se utiliza 4-dimetilaminopiridina como catalizador [6] y el resultado de la reacción es mejor. Bien, el contenido del producto puede alcanzar el 95,4% y el rendimiento del producto puede alcanzar el 85,6%.
Como catalizador de acilación, DMAP tiene un fuerte efecto catalítico en la reacción de acilación y se usa ampliamente en el proceso de síntesis de pesticidas.
El acetofos fue investigado y desarrollado por Sandoz. AG en 1972, se utilizó principalmente en cultivos como árboles frutales, maíz, hortalizas, alfalfa y patatas para el control de dípteros, hemípteros, lepidópteros, coleópteros y otros cultivos. Es un tipo de insecticida organofosforado de alta eficiencia, amplio espectro, contacto no sistémico y toxicidad estomacal con baja toxicidad [7]. Debido a su alta eficiencia y baja toxicidad, está muy en línea con la situación actual de la industria de pesticidas de mi país y tiene amplias perspectivas de mercado. En los primeros informes sobre la síntesis de pirimetion, la ruta sintética es larga, hay muchos pasos intermedios y no hay oferta de intermediarios clave en el mercado, lo que dificulta su producción industrial. En el estudio posterior, se investigaron los factores que afectan el rendimiento de pirimetion mediante experimentos de un solo factor y se obtuvieron las condiciones óptimas del proceso para la síntesis de pirimetion. En el proceso de síntesis, cuando se utiliza 4-dimetilaminopiridina como catalizador, en comparación con los efectos catalíticos de catalizadores como el cloruro de dodecilbencilamonio y el bromuro de tetrabutilamonio, el rendimiento de la reacción aumenta rápidamente, lo que hace que el producto alcance el 91% y la pureza del producto. fue del 74,0% en las condiciones del proceso, que alcanzó el mejor efecto del efecto catalítico. El uso de 4-dimetilaminopiridina hace que la síntesis de pirimetion alcance una alta eficiencia y un alto rendimiento.
Aunque existen muchos informes sobre el método de síntesis del insecticida organofosforado y acaricida quinalfos, la producción industrial es muy difícil [8], porque el rendimiento es bajo, lo que resulta en dificultades en el posprocesamiento, o una gran pérdida de solvente; La eficiencia es alta, se necesitan disolventes costosos en el proceso de síntesis y la producción industrial también es limitada. En la investigación sobre la síntesis de Quetiaphos, se encontró que una de las principales razones del bajo rendimiento de Quetiaphos es la descomposición de Quetiaphos cuando se recupera el solvente no polar. Considerando que el disolvente de la emulsión de Quetiafós es el xileno, nos centramos en la investigación Un método sintético utilizando DMAP como catalizador. Los resultados experimentales relevantes muestran que el ciclo de reacción del método es corto, las condiciones son suaves y el rendimiento de quetiafos es superior al 90%. El método de síntesis ya no necesita destilar el solvente, reduce en gran medida la pérdida del solvente y la contaminación del medio ambiente, y el proceso de síntesis es simple de operar, evita efectivamente la descomposición del producto a altas temperaturas y reduce el costo de producción. .
Con la mejora de la tecnología de síntesis de acilación, el alcance y la cantidad de DMAP también están aumentando gradualmente. Debido a las características de materias primas fáciles de obtener, síntesis simple, bajo costo, baja toxicidad, ausencia de mal olor, uso conveniente, excelente efecto catalítico y almacenamiento estable en catalizadores de acilación ultraeficientes, DMAP se usa cada vez más en síntesis orgánica. reacciones. El principal problema actual del país es
DMAP es caro, su aplicación en la industria no es alta y sus beneficios económicos no son significativos. Por tanto, es necesario fortalecer la investigación sobre su tecnología sintética, para reducir el costo de producción, ampliar su uso y ampliar su rango de aplicación en síntesis orgánica para satisfacer las necesidades de la producción química.
Referencias:
[1] Liao Lian'an, Guo Qiling. Síntesis de 4-dimetilaminopiridina y su reacción orgánica catalítica [J]. Química sintética, 1995, 3(3): 215
[2] Li Ying. Presentación de una clase de catalizadores de acilación eficientes: dialquilaminopiridinas [J]. Reactivos químicos, 1982, 4(2): 88
[3] Cao Guanghong. Síntesis y aplicación de 4-dimetilaminopiridina [J]. Industria química de Hubei, 1994, 2:16
[4] Yang Haikang, Li Wenxia, etc. Mejora del método de síntesis de 4-dimetilaminopiridina [J]. Reactivos químicos, 1990, 12(1): 56
[5] Li Baoqing. Síntesis del catalizador de acilación eficiente 4-dimetilaminopiridina [J]. Mundo químico, 1992, 8:344
[6] King H y Ware L L. Teoría 4 rehecha y sustancias derivadas [J]. J Chem Sot, 1939, 873
[7] Zeng Wenping, Duan Xiangsheng, Nie Ping, etc. Síntesis y aplicación de pirimifos [J] Hunan Chemical Industry, 2000, 30(2):17
[8] Yu Tianxiang, Qian Yongfang, etc. Síntesis catalítica de pirimidina en [J]. 1988, 27(5): 16
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