維生素B5的合成新方法

雷麗君，姜昕鵬，俞傳明

（浙江工業大學藥學院長三角綠色制藥協同創新中心，浙江杭州310014）

醫藥化工

維生素B5的合成新方法

雷麗君，姜昕鵬，俞傳明*

（浙江工業大學藥學院長三角綠色制藥協同創新中心，浙江杭州310014）

主要報道了維生素B5機械研磨固相制備方法，創新點在于首次以球磨法進行無溶劑研磨合成維生素B5，原有的方法一般都是在溶劑中進行，本發明方法革除了反應中溶劑的使用，同時大大縮短了反應時間。此方法具有反應收率較高、反應時間短、操作簡便、污染少等優點。

維生素B5；球磨法；無溶劑；時間短

0 前言

維生素B5屬維生素類藥物，是人體和動物體內輔酶A的成分之一，其主要作用是參與蛋白質、脂肪、碳水化合物的新陳代謝，治療維生素B缺乏癥、周圍神經炎以及手術后的腸絞痛等。2013年，維生素B5的全球需求18000 t左右，具有很大的市場前景。

目前，維生素B5的主要合成方法[1-5]是將D-泛解酸內酯與3-氨基丙酸鈣混合在甲醇介質中發生酰化反應得到維生素B5。3-氨基丙酸鈣是3-氨基丙腈經水解得3-氨基丙酸與氧化鈣或氫氧化鈣（PL192758，JP48000527）發生鈣化反應得到3-氨基丙酸鈣。專利CN1765877A是采用草酸二乙酯-異丁醛-甲醛法合成酮基泛內酯，酮基泛內酯加氫后再用碳酸胍拆分出D-泛酸胍，制得D-泛解酸內酯與3-氨基丙酸和金屬鈣反應制備維生素B5。專利CN101948402A采用3-氨基丙腈與氫氧化鈉或氫氧化鉀反應，后用鹽酸中和進行鈣離子樹脂交換，再與D-泛解酸內酯酰化反應制備維生素B5。以上合成維生素B5的方法均存在費時、費溶劑、污染等缺點。

機械研磨技術作為一種新型的反應方式被應用于各類有機反應中。機械研磨條件下的有機合成反應可以避免反應過程中有機溶劑所帶來的危險性和增加成本等缺點，同時使反應物料充分均勻的混合，增加反應物的接觸面和頻率，加快反應速率。目前還未見采用無溶劑研磨來合成維生素B5。

1 實驗部分

1.1 儀器及試劑

混合球磨機MM 400（來自Retsch），Varian-400（400 MHz）核磁共振儀。

3-氨基丙酸（AR），D-泛解酸內酯（AR），甲醇（AR），乙醇（AR）等。

1.2 實驗步驟

以底物3-氨基丙酸和氧化鈣球磨下反應制得3-氨基丙酸鈣，加入D-泛解酸內酯后繼續球磨制得維生素B5為例（Scheme 1）。

在100 mL球磨罐中加入3-氨基丙酸（4.45 g，0.05 mol）、氧化鈣（1.68 g，0.03 mol）、氯化鈉（12.26 g），再加入兩個直徑為30 mm的鐵球。進行機械球磨30 min后（頻率30 Hz）取出反應混合物。往球磨罐中加入D-泛解酸內酯（6.50 g，0.05 mol）、氯化鈉（13 g）；球磨頻率30 Hz，時間30 min后，加入前一步球磨后的固體粉末。球磨頻率30 Hz，時間30 min后，取出反應混合物，并用甲醇（85 mL）溶解產物，過濾，濃縮后析晶，產品過濾并烘干即得白色粉末狀維生素B5（8.45 g，收率71%）。

數據表征：熔點：195℃~196℃（分解）（文獻[6]m.p.204℃~206℃）；1H NMR（400 MHz，D2O）: δ3.85（s，2H），3.32~3.39（m，8H），2.29（t，J= 6.8 Hz，4H），0.81（s，6H），0.77（s，6H）；13C NMR（100 MHz，D2O）δ181.30，175.61，76.68，69.24，39.44，37.48，36.96，21.35，20.20;比旋光度：+26.2（25℃，c=5，in water）。

2 結果與討論

分別考察了助磨劑的種類，球磨時間，球磨頻率，后處理溶劑等因素對反應收率的影響，進而對反應條件進行了優化，實驗結果如表1所示。從表1可以看出，球磨方式的選擇分步球磨效果更好。對于助磨劑的篩選，氯化鈉最優。對于球磨條件的優化中，球磨頻率的考察，30 Hz優于其他頻率。球磨時間的最優選擇為30 min，球磨時間的延長會導致收率降低。后處理選用的溶劑溶解產物，甲醇結果最好。

表1 反應條件的優化Table 1 The optimization of reaction conditions

經過上述分析與討論，我們得到了較優的反應條件：以氯化鈉作為助磨劑，球磨頻率為30 Hz，球磨時間30 min，后處理用甲醇溶解過濾后析晶，收率可達71%。

3 結論

本論文研究了一種反應時間短、操作簡便、產品收率較高、無有機溶劑參與反應的維生素B5機械研磨固相制備新方法。避免了原有的方法在溶劑中進行，它革除了反應過程中溶劑的使用，同時大大縮短了反應時間，此方法具有反應收率較高、反應時間短、操作簡便等優點，找到了較佳的反應條件，收率可達71%。

[1]Auk e G T，Patrick J.Reductions of activated carbonyl compounds with chiral bridged 1，4-dihydropyridines.An investigation ofscope and structural effects[J].J.Am.Chem. Soc.，1985，107:3981.

[2]Upadhya T T，Gurunath S.A new and short enantioselective synthesis of（R）-pantolactone[J].Tetrahedron:Asymmetry.，1999，10:2899.

[3]Tomasz R，Ludwik S.Calcium pantothenate.Part 1.（R，S）-pantolactone technology improvement at thetonnage scale[J].Ind.Eng.Chem.Res.，2006，45:1259.

[4]Ludwik S，Tomasz R.Calcium pantothenate.Part 2.Optimisation of oxynitrilase-catalysed asymmetric hydrocyanation of 3-hydroxy-2，2-dimethylaldehyde:synthesis of（R）-pantolactone[J].Org.Process Res.Dev.，2006，10:103.

[5]Morris M，Ulf S.Asymmetric histidine-catalyzed crossaldol reactions of enolizablealdehydes:access to defined configured quaternary stereogenic centers[J].J.Am.Chem. Soc.，2009，131:16642.

[6]Naoko M，Hisayoshi K.Conversion of Ca2+salt of an organic compound to its Li+salt to simplify the fast atom bombardment mass spectrum[J].Chem.Pharm.Bull.，2003，51（11）:1341.

A New Method for Synthesis of Vitamin B5

LEILi-jun，JIANG Xin-peng，YU Chuan-ming*
（Collaborative Innovation Center of Yangtze River Delta Region Green Pharmaceuticals，College of Pharmaceutical Science，Zhejiang University of Technology，Hangzhou，Zhejiang 310014，China）

In this paper，the preparation method of vitamin B5by mechanical grinding was introduced. The method eliminated the use of solvent in the reaction，and significantly reduced the reaction time.The method also had the advantages of high yield and less pollution.

vitamin B5；ball milling；solvent free；short time

1006-4184（2017）7-0001-03

分子材料壓電性不足難題破解

2017-02-09

雷麗君（1991-），女，碩士研究生，主要從事藥物及中間體的合成。

*通訊作者:俞傳明(1961-)，主要從事藥物及中間體的合成。E-mail：ycm@zjut.edu.cn。

7月24日，記者從東南大學獲悉，該校與美國托萊多大學、北京大學等單位合作，合成了一類具有優異壓電性能的分子鐵電材料。這一成果解決了困擾學界130多年的分子材料壓電性不足的世紀難題。傳統壓電陶瓷材料制造溫度高、硬度大、有一定毒性，相比較而言，“分子材料”結構靈活多變、性質設計調控空間大、制作成本低、容易制成薄膜、柔韌性好、可降解、無毒害。研究者們一直在努力提升分子材料的壓電性能，希望補足壓電陶瓷的短板，但收效甚微。據悉，這種新型分子鐵電材料不僅秉承了分子材料的優勢，同時在壓電性能上也達到了傳統壓電陶瓷的水平。東南大學教授熊仁根說：“未來，這種具有優良壓電特性的分子鐵電材料將會使計算機芯片的體積進一步縮小。憑借著分子材料的良好生物兼容性，人們將制作出更加安全的醫學植入器件。該材料將在傳感器、人機交互技術、微機電系統、納米機器人以及有源柔性電子學等領域具有重大的應用前景”。該研究成果已于近日在國際頂尖學術雜志《科學》在線發表。

（來源：http://www.stdaily.com/kjrb/kjrbbm/2017-07/25/content_562690.shtml）