CN111961051A - 一种杂环胺风险物质1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种美拉德反应杂环胺风险物质1‑甲基‑9H‑吡啶[2,3‑b]吲哚的合成方法，所述合成方法为：以色胺为原料，以有机酸为添加剂，在胺类碱性有机溶剂中与乙醛缩合后脱氢芳构化，得到1‑甲基‑9H‑吡啶[2,3‑b]吲哚。本发明所提供的制备方法具备制备过程简单高效，后处理简单，不需要繁琐的柱分离过程；且所得杂环胺类风险物质的收率在80％以上，能够很好满足科研工作对该类杂环胺化合物的生产需求。其中，所述1‑甲基‑9H‑吡啶[2,3‑b]吲哚的结构式如式<Ⅰ>：
Description
技术领域
本发明属于食品工业技术领域，具体涉及一种美拉德反应风险物质杂环化胺化合物1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚(Harman)的制备方法。
背景技术
1908年，A.R.Ling发现在加热葡萄糖和甘氨酸的混合液时会形成褐色物质并产生丰富的香气。后来人们在对其进行进一步研究时，发现这类反应不仅影响食品的颜色，对食物香味也有重要作用。研究者们将此类反应称为非酶褐变反应，又叫美拉德反应。
美拉德反应能够产生大量风味物质，已被应用于食品学、营养学、香料化学、毒理学、中药学以及烟草化学等研究中。但同时，当反应控制不当时，美拉德反应也可产生一些危害衍生物，如丙烯酰胺、杂环胺类化合物等风险物质。这些风险物质可能引起癌症及包括人体动脉粥样硬化、视网膜病变、糖尿病、神经衰退性疾病等慢性疾病的发生。在进行食品加工的过程中，对美拉德反应进行有效控制与对风险物质进行监测具有重要意义。因此需要合成该类风险物质以提供相应科学研究。
目前，合成该类化合物最常用的方法是采用如下式所示的合成路线：
上述合成路线需要涉及到多步骤反应，其操作较为复杂，后处理过程复杂，且需要繁琐的柱分离过程；更为不利的是，上述反应所得到的杂环胺类风险物质的收率有限，无法满足科研工作的需求。
因此，如何提供一种简单方便、后处理简单、不需要繁琐的柱分离过程；且收率较高的杂环胺类风险物质的合成方法，以利于后续的研究，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种美拉德反应风险物质杂环化胺化合物1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚(Harman)的制备方法。本发明所提供的制备方法具备制备过程简单高效，后处理简单，不需要繁琐的柱分离过程；且所得杂环胺类风险物质的收率在80％以上，能够很好满足科研工作对该类杂环胺化合物的生产需求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种杂环胺风险物质1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚(Harman)的合成方法，其中，所述1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚(Harman)的结构式如式<Ⅰ>：
所述合成方法为：以色胺为原料，以有机酸为添加剂，在胺类碱性有机溶剂中与乙醛缩合后脱氢芳构化，得到1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚。
进一步的是，所述胺类碱性有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、吡啶、哌啶或三乙胺。
进一步的是，所述有机酸包括三甲基氯硅烷、对甲苯磺酸或甲烷磺酸。
进一步的是，所述脱氢芳构化的过程中采用起到脱氢作用的催化体系Pd/C，并使用高沸点的醚类有机溶剂作为反应溶剂。
进一步的是，所述脱氢芳构化的反应温度为100-210℃。
进一步的是，所述色胺与乙的摩尔比为1:1.1～2.0。
进一步的是，在脱氢芳构化结束后，使用胺类有机碱淬灭反应。
所述胺类有机碱包括三乙胺、NMP(N-甲基吡咯烷酮)或DBU(1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯)。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明所提供的合成方法具备简单高效的特点，其合成步骤简单，后处理简单，不需要繁琐的柱分离过程；
(2)本发明所提供的合成方法所得杂环胺类风险物质的收率高，其收率在80％以上。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
一种杂环胺风险物质1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚(Harman)的合成方法，其中，所述1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚(Harman)的结构式如式<Ⅰ>：
其合成方法如下：
(1)在室温下，将394mg原料色胺加入15mL耐压试管中，加入2-4mL吡啶将其完全溶解，形成淡黄色澄清溶液；
(2)在搅拌状态下，向上述反应液中缓慢滴加1.086g三甲基氯硅烷；
(3)待上述反应体系恢复到室温，向其中加入176mg无水乙醛，随即将反应体系完全密闭，在100℃油浴中加热4h；
(4)反应结束后，待反应体系冷却至室温，小心打开反应管，滴加入1.012g三乙胺，再加入约10mL水。待体系分层后，用注射器吸取移除上层无色液体，水相用二氯甲烷萃取3次，移除水相，有机相用约5％稀盐酸洗涤，移除有机相，将水相减压蒸馏除去水，得到的固体用二氯甲烷洗涤，得到406g产品Hcy-1，产品为盐酸盐。
(5)将粗产品Hcy-1的盐酸盐溶解于2-4mL的二苯醚中，得到无色至淡黄色溶液。将反应体系进行气体置换，使体系氩气饱和后，向反应体系中加入22mg Pd-C，在210℃油浴中反应约6h。反应结束后，过滤体系，取滤液，使用食盐水洗涤体系，并使用二氯甲烷萃取2次，收集有机相，干燥、浓缩，得到316mg产品，即为1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚，其收率为80.2％。
实施例2
按照实施例1的合成方法，将步骤(1)中的吡啶替换为N-甲基吡咯烷酮，将步骤(2)中的三甲基氯硅烷替换为对甲苯磺酸，步骤(5)中油浴反应温度为160℃，反应时间8小时，最终所得1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚的收率为81.1％。
实施例3
按照实施例1的合成方法，将步骤(1)中的吡啶替换为哌啶，将步骤(2)中的三甲基氯硅烷替换为甲烷磺酸，步骤(5)中油浴反应温度为180℃，反应时间5小时，最终所得1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚的收率为82.3％。
Claims (7)
1.一种杂环胺风险物质1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚的合成方法，其特征在于，所述1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚的结构式如式<Ⅰ>：
所述合成方法为：以色胺为原料，以有机酸为添加剂，在胺类碱性有机溶剂中与乙醛缩合后脱氢芳构化，得到1-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述胺类碱性有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、吡啶、哌啶或三乙胺。
3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述添加剂包括三甲基氯硅烷、对甲苯磺酸或甲烷磺酸。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述脱氢芳构化的过程中采用起到脱氢作用的催化体系Pd/C，并使用高沸点的醚类有机溶剂作为反应溶剂。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述脱氢芳构化的反应温度为100-210℃。
6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述色胺与乙的摩尔比为1:1.1～2.0。
7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，在脱氢芳构化结束后，使用胺类有机碱淬灭反应，所述胺类有机碱包括三乙胺、NMP或DBU。
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