背景技术
3-氨基呋咱-4-羧酸(AFCA)是一种重要的多功能的氧化呋咱类化合物,因其独特的分子结构而具有广泛的应用前景,特别是在制药、材料、工业等领域。氧化呋咱化合物是一类重要的N0供体,在医药领域具有潜在的应用价值,可用于合成具有防御白血病、抗病毒以及癌扩散、抑制艾滋病毒等医药功能的药物。在其它工业应用方面,呋咱类化合物常用作金属抛光剂、防腐剂、照相感光促进剂等。
目前,3-氨基呋咱-4-羧酸的合成主要依赖于两种化学方法。一种是以氰基乙酸甲酯为原料,通过与盐酸羟胺反应合成3-氨基呋咱-4-羧酸，第二种方法则是以氰乙酰胺出发,经亚硝化、加成、环化三个步骤制备3-氨基呋咱-4-羧酸，尽管这些方法在合成3-氨基呋咱-4-羧酸方面取得了进展,但他们使用有毒的氰基化合物作为原料,以及使用剧毒和易燃爆的试剂,这为3-氨基呋咱-4-羧酸合成过程的安全性和环境友好性带来了挑战。因此,需要探索3-氨基呋咱-4-羧酸的绿色合成新路线和新方法,以显著降低传统3-氨基呋咱-4-羧酸合成中有毒原料和溶剂的使用,从而推动其产业化进程及其在各领域的广泛应用[1]。
合成方法
(1)混合溶解:向装有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的500mL的三口烧瓶中投入100mL水和30g的氢氧化钠并溶解，然后加入17.5g 1,2,3-丙三肟,并将体系温度控制在20°C以内,随后缓慢加入46.5g盐酸羟胺,控制体系温度在40°C内、搅拌条件下将各原料混合溶解,得到反应液;
(2)催化反应:保持体系温度低于40℃，室温搅拌反应2h；再快速升温至42℃，继续搅拌反应2h;
(3)脱水反应:升温至90℃，搅拌条件下脱水反应6h;
(4)中和析晶：反应液降温至60℃，搅拌下滴加36% 浓盐酸调节pH至1，冷却至20℃以下，得到悬浊液;
(5)过滤分离:使用抽滤瓶对悬浊反应液进行抽滤,使固体与反应液分离,用去离子水淋洗抽滤得到的固体以去除大部分无机盐,得到白色固体,即为3-氨基呋咱-4-羧酸粗品,使用去离子水充分溶解粗品,粗品与去离子水的质量比为1:5,将其在搅拌条件下升温至100°C,得到重结晶混合液,反应1h后将混合液温度降至30°C,进行冷却析出,将析出的物质抽滤,得到含有水分的3-氨基呋咱-4-羧酸,将其烘干得到产物,即白色固体为3-氨基呋咱-4-羧酸。
(1) ~(4)中所有步骤均在搅拌条件下进行。分别将产物3-氨基呋咱-4-羧酸溶于水与氘代DMSO(二甲基亚砜-d)中,得到用于测试的反应液,对其进行高效液相色谱(HPLC)、超高效液相色谱质谱(UHPLC-MS)以及核磁共振(NMR)检测,经计算,3-氨基呋咱-4-羧酸实际收率为40%,超高效液相色谱检测产品纯度为99.1%[1]。
参考文献
[1]中国科学院青岛生物能源与过程研究所. 一种1，2，3-丙三肟高效合成3-氨基呋咱-4-羧酸的方法:CN202411757384.1[P]. 2025-03-07.