背景及概述
芦竹碱(gramine)，化学名N,N-二甲基-3-甲基吲哚，作为一种已知的天然产物广泛应用于医药化工领域。目前，芦竹碱及其衍生物在抗肿瘤方面有较好的作用，其类似物具有广谱杀菌效果，而它作为一种常见的化工原料，也可以用于制备色氨酸。
图1 芦竹碱性状图
制备方法
芦竹碱的常见合成方法有3-吲哚甲醛还原胺化法、曼尼希反应法和路易斯(Lewis)酸催化法[1]。
3-吲哚甲醛还原胺化法，即将3-吲哚甲醛置于醇溶液中用硼氢化钠还原，该方法产率较低，仅有50%左右。
曼尼希反应法是以吲哚、二甲胺、甲醛为原料，在冰乙酸催化条件下通过经典的曼尼希反应缩合，在50~60℃条件下反应10h制得。以酸性离子液体为催化剂合成芦竹碱，其催化剂可重复使用且对环境友好，但最终产率不高，仅为81.6%。也有化学工作者研究芦竹碱合成的最佳工艺时发现使用浓盐酸或冰乙酸用量过大会使产率降低而且使用盐酸会导致产物纯度降低。
Lewis酸催化法以吲哚、二甲胺和甲醛为原料，乙醇为反应溶剂，氯化锌(ZnCl2)作为催化剂室温条件下反应1.5~10h。用负载氯化锌的蒙脱土作为催化剂，微波辐射合成芦竹碱，一定程度上提高了产率，但催化剂循环使用3次后产率大大降低。研究Lewis酸和反应时间对芦竹碱合成产率的影响，结果表明1.5当量的氯化锌反应90min产率可达98%，但从成本和绿色化学角度考虑，该剂量的氯化锌增加了成本同时不符合绿色化学实验原则。
图2 芦竹碱合成反应式
应用研究
芦竹碱是一个多功能的天然产物和化学中间体。在自然界，它是植物的防御武器和通讯信号分子。在实验室，它是合成化学家手中一个宝贵的“砌块”，用于构建更复杂的含吲哚结构的分子。在农业和医药领域，它作为先导化合物，为开发新型农药和药物提供了灵感与途径。
参考文献
[1]张解和,孟 歌.芦竹碱及其衍生物的合成研究.[J]大理大学学报.第5卷 第12期 2020年 12月.
DOI:10. 3969 / j. issn. 2096-2266. 2020. 12. 004