托品酮及其衍生物卓柯卡因的合成——介绍一个中级有机化学实验

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研 究思 想 ; 过 广泛查 阅文献 , 养学 生选 择适 宜 的反 应方 法 和反 应 条件 的能力 ; 验 中的 1 3丙 酮 二 通 培 实 ,.
羧 酸和 托 品酮两 个化 合 物 的制 备 实验 能够很 好 地训 练学 生精 确控 制反 应条件 和 分析不 同条 件对 反应 的
影 响 的能力 。本 实验 还 涉及 了多 种条件 下 柱层 析分 离纯 化产 物方 法 的综合训 练 。
基金资助 : 北京大学实验教学改革经费资助项 目(0 82 0 2 0 -0 9年)
通 讯 联 系 人 . — alzh p u eu c E m i q @ k .d .n :
大 学 化 学
第2 7卷
发 Ho HO"o ' O 烟 24 OC ̄ C H s O
1 1一 , 丙酮 二羧酸 3
用 的反应 温度 及溶 液 p H均 接近 天然 条件 , 改进 后 的总 收率达 9 % , 经 0 这一 反应 被命 名 为 R bno 品 oisn托 酮 合成 法 ( 又称 R bno.cof oisnShp 反应 )2] . oisn的托 品酮合 成是 迄 今 天然 产 物生 源合 成 最著 名 [ 。R R bno - 3 和 最 为成 功 的事例 。有 机化 学 家在 近年来 也 陆续 发展 了一 些其 他合 成托 品酮 的方法 _ , 总体上 仍 以 4 但 引
等的改进方法合成托 品酮 ( ) 经硼氢化钠还原得到托品醇( 2, 假托品( ) 3 和托品( 的混合物 , 3) 羟基分别
为 和 构 型 ) 再 与苯 甲酰 氯进 行酯 化反 应制 得卓 柯 卡 因( ) , 4 。卓 柯 卡因是 从爪 哇产 的古 柯 叶 中分 离
得 到 的托烷 类生 物碱 。
北 京 10 7 ) 0 8 1
( 京 大学化学与分子工程学 院 北
摘要
介 绍 一 个 面 向 大 学 二 年 级 本 科 生 的 中级 有 机 化 学 实 验 。 综 合 多 篇 文 献 选 择 了 一 条 较 为 适 宜 学 生
实验 的连续合成路 线 : 由柠 檬 酸合成 1 3丙酮 二羧酸 , Mans ,- 经 ni h反应合 成托 品酮 , a H 还原 得 到 3托 品 NB 一
R bno o isn托 品酮合 成法 为佳 。19 9 7年 ,o nM. c i 等报 道 了对 R bno 品酮 合成 方法 的改进 , Jh M Gl l o i n托 s 使
用 25二 甲氧基 四氢 呋 喃水解 原位 生 成 丁二 醛 , 。. 在缓 冲体 系 中控 制 进 行反 应 , 得 反 应 的稳 定 性 大 为 使 改善 , 更适 于托 品酮 的规模性 合 成制备 J 。 本 实验 基 于上 述工 作 , 考 相关 文献 , 参 由柠 檬 酸 制备 13丙 酮二 羧 酸 ( )继 而 按 照 Jh Mc i ,一 1, onM. Gl l
醇 , 后 与 苯 甲 酰氯 反 应 得 到 卓 柯 卡 因 。对 实 验 中 的 问题 进行 了讨 论 。 最
关键词 中级有机化学 实验
文献实验
托品酮
卓柯卡 因 多步合成
托 品酮 的合成 被 认 为 是 首个 由简 单 底 物 出发 的 天 然 产 物 全 合 成 。其 合 成 法 ( o isnS hp 反 R bno .c of
仑 【 o o ]


HOOC
COO H

托 品 酮





P h


oH
4 卓 柯 卡 因
3 假 托 品

3 托 品
图 1 托 品酮 及 衍 生物 卓 柯 卡 因 的合 成
2 仪 器试剂 2 1 仪器 .
电磁搅 拌 器 ,H 计 , 外检 测仪 , 析 柱 , 酸玻 璃漏 斗 , 口玻璃 仪器 一套 。 p 紫 层 耐 磨
2 2 试 剂 .
酮 出发 , 卤化 、 经 氨解 、 甲基 化 、 除等十 几步 反应 成 功合成 了托 品 酮 ] 9 7年 , 国著 名 有机 化 学家 消 1。1 1 英 R R bn o (9 7年诺 贝尔化 学奖 获得 者 ) 生 源 学 说 出发 , 拟 自然 界 植 物体 合 成 莨 菪 碱 的过 程 , . o isn 14 从 模 以 丁二 醛 、 甲胺 、 酮二 羧酸 为原 料 , 曼尼 希 反应 , 妙地 一 步缩 合 成 环 。反应 在 缓 冲水 溶 液 中进 行 , 丙 经 巧 采
1 实验 原理
托 品酮 2 又称 颠茄 酮 、 ( 莨菪 酮 ) 从茄 科 植 物颠 茄 (tp eaon ) 是 Ar abl dnaL 等分 离 得 到 的生 物 碱 , o l 是 托烷 类生 物碱 的重要母 体 化合 物 。托烷 类生 物碱 多具 有 明显 的生 物活 性 和 重要 的药 用价 值 , 因此其 化 学合 成备 受 重视 。托 品酮 的合 成 是有 机 合 成 史 上 的重 要 事 件 。10 9 2年 , 国化 学 家 Wis tr 环 庚 德 ltt 从 lae
应 ) 广泛 用 于合成 托 品酮类 化 合 物 , 被 而该 类 化 合 物 又被 进 一 步 用 于其 他 天 然 产 物 的合 成 。该 反 应 是

个 高效反 应 , 在一 步 反应 中 同时形成 4个 化学 键 。我们 选 取这样 一个 合成 示 例 , 为面 向大学 二年 级 作
本 科生 的 中级有 机 实验课 的学 生 实验 . 望学生 通 过 了解 托 品酮合 成 方法 的研究 进展 , 希 体会 其 中蕴含 的
第2 7卷 第 3期
21 0 2年 6月
大 学 化 学
UNI VERSI TY CHEM ITRY S
Vo . 7 No 3 I2 .
Jn 2 1 u .0 2
托 品 酮 及 其 衍 生 物 卓 柯 卡 因 的 合 成
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介 绍 一个 中级 有机 化 学实验
关玲 徐 烃峰 张奇 涵
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