知識點：連續(xù)流化學(xué)技術(shù)合成THC的研究過程

更新時間：2023-09-18 點擊次數(shù)：1403

　　四氫大麻酚（THC）一種有機(jī)化合物，是大麻素受體的部分激動劑。制備四氫大麻酚類似物的一個具有挑戰(zhàn)性的步驟是大麻二酚前體（CBD）的酸催化分子內(nèi)環(huán)化。該步驟通常提供產(chǎn)物的混合物，其需要大量純化以獲得高純度產(chǎn)物。

　　格拉茨大學(xué)化學(xué)研究所，歐洲著名連續(xù)流專家C. Oliver Kappe教授研究小組在2023年4月在J.Org.Chem.上發(fā)表了文章，從CBD高產(chǎn)量制備Δ9-THC和Δ8-THC的連續(xù)流合成方案，利用連續(xù)流化學(xué)技術(shù)精確控制對產(chǎn)品選擇性有關(guān)鍵影響的反應(yīng)參數(shù)，該方法大大提高了反應(yīng)性能，具備大規(guī)模的生產(chǎn)潛力。

由CBD合成Δ9-THC和Δ8-THC的反應(yīng)

　　與傳統(tǒng)的批處理化學(xué)相比，連續(xù)流化學(xué)技術(shù)具有許多優(yōu)勢，包括更好的反應(yīng)控制、更高的安全性、更高的產(chǎn)率和選擇性，以及更容易實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)等。

　　研究過程：

　　一、反應(yīng)機(jī)理

　　由大麻二酚前體（CBD）合成四氫大麻酚主要有兩種途徑：

　　Path A：在酸性催化劑條件下，活化δ8雙鍵形成Δ9-THC；

　　Path B：在酸性條件下，活化δ1雙鍵形成Δ8-iso-THC；

合成Δ9-THC和Δ8-THC的反應(yīng)途徑

　　合成Δ9-THC和Δ8-THC的反應(yīng)途徑：

　　在酸性條件下兩者都會過度反應(yīng)生成更穩(wěn)定的產(chǎn)物——Δ9-THC異構(gòu)化生成Δ8-THC，Δ8-iso-THC則進(jìn)一步反應(yīng)生成Δ4（8）-iso-THC。該步驟通常提供產(chǎn)物的混合物，其需要大量純化以獲得任何純產(chǎn)物。因此控制反應(yīng)停留時間對該反應(yīng)過程十分重要。

　　二、釜式條件CBD環(huán)化催化劑及反應(yīng)條件篩選

　　實驗研究表明，三氟化硼醚(BF3·OET2)作為CBD制取Δ9-THC的常用酸，在二氯甲烷溶劑中具有較好的轉(zhuǎn)化率和對Δ9-THC的選擇性；但是在甲苯溶劑中表現(xiàn)出對Δ8-THC較高的活性。

釜式條件下反應(yīng)參數(shù)的篩選

　　隨后作者探究了三氟甲磺酸酯和金屬氯化物的催化活性，發(fā)現(xiàn)三氟甲磺酸三甲基硅酯(TMSOTf)和AlCl3這兩類催化劑都表現(xiàn)出較好的轉(zhuǎn)化率和選擇性，其中發(fā)現(xiàn)了AlCl3比較特殊，因為之前沒有報道用AlCl3從CBD中制備Δ9-THC。

　　接著作者探究了負(fù)載酸試劑的應(yīng)用，負(fù)載的試劑和催化劑有一個潛在的好處就是提純更簡單，結(jié)果表明與蒙脫土K10(MK10)和聚乙烯吡咯烷酮負(fù)載三氟化硼(PVP-BF3)的使用能顯著提升反應(yīng)活性，獲得了較好的轉(zhuǎn)化率和選擇性。

　　總結(jié)：在連續(xù)流化學(xué)技術(shù)中，BF3·Et2O催化劑的性能沒有得到顯著提升；對于TMSOTf，通過控制停留時間，在室溫下2分鐘停留時間內(nèi)Δ8-THC的選擇性可以達(dá)到91%，收率達(dá)到98%。

　　通過優(yōu)化AlCl3的當(dāng)量，發(fā)現(xiàn)提高反應(yīng)溫度，在0.2當(dāng)量的AlCl3下可以獲得良好的性能，在37℃和18分鐘停留時間下，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率>99%，Δ9-THC的選擇性為92%。