（S）-吲哚啉-2-甲酸的合成工艺研究

张 苗 夏建胜 吕宏初 谢媛媛 李坚军*

（1.浙江工业大学 药学院，绿色制药技术与装备教育部重点实验室，杭州 310014；2.浙江昌明药业有限公司，浙江 天台 321300）

培哚普利是一种无巯基的血管紧张素转换酶（ACE）抑制剂，广泛用于治疗原发性高血压和充血性心力衰竭[1-3]。（S）-吲哚啉-2-甲酸是合成培哚普利的关键中间体，该类衍生物不仅具有普遍的降压作用，还可以作为肝X受体调节剂、以及具有抗癌等药理活性[4-5]。因此研究开发高效绿色的（S）-吲哚啉-2-甲酸的合成工艺具有重要的现实意义。

目前合成 （S）-吲哚啉-2-甲酸衍生物主要有以下几种方法：1）拆分法。以外消旋的吲哚啉-2-甲酸为原料，在乙醇溶剂中用（R）-α-甲基苄胺为拆分试剂对其进行拆分，得到（S）-吲哚啉-2-甲酸，收率为63%[6]。该方法反应条件温和、溶剂可回收利用、对环境污染小，但收率较低。2）不对称合成法。以邻溴苄基溴和甘氨酸叔丁酯衍生物为反应物，在金鸡纳碱衍生物的催化下经自由基环合反应得到了（S）-吲哚啉-2-甲酸叔丁酯，然后经水解得到目标产物（S）-吲哚啉-2-甲酸，收率为71%[7]。该法反应条件苛刻，且催化剂价格昂贵。3）硝基胺化合成法。以廉价易得的L-苯丙氨酸为原料，在硝酸脲的硝化作用下得到2,4-二硝基-L-苯丙氨酸，然后经分子内的硝基胺化而得到6-硝基-（S）-吲啉-2-甲酸[8]，该环合收率为66%。4）偶联合成法。以邻卤-L-苯丙氨酸为原料，在铜盐催化下经偶联反应得到（S）-吲哚啉-2-甲酸，收率达96%[9-12]。该方法收率较高，但所用的有机溶剂均为高沸点溶剂，后处理较繁琐，且不利于工业化生产。

为了减少上述路线中产率较低、成本问题、后处理困难和环境污染等不足，在参考相关文献的基础上，以培哚普利关键中间体（S）-2-乙酰氨基-3-（2-氯苯基）丙酸甲酯为原料经水解反应、铜盐催化的偶联反应，合成（S）-吲哚啉-2-甲酸。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Varian NMR-400MHz型核磁共振仪 （DMSO-d6为溶剂，TMS作内标）；DZF-6050真空干燥箱；ZF-Ⅰ型三用紫外分析仪；化合物的熔点用Büchi B-540熔点仪测定，温度未经校正。Aglient-1200高效液相色谱仪（HPLC）。

（S）-2-乙酰氨基-3-（2-氯苯基）丙酸甲酯，去离子水，TLC板自制（硅胶GF 254），使用前活化，其余所用试剂为化学纯，未经处理直接使用。

1.2 合成实验

1.2.1 2-氯-L-苯丙氨酸盐酸盐的制备

在250 mL三口烧瓶中，加入25.6 g（0.10 mol）（S）-2-乙酰氨基-3-（2-氯苯基）丙酸甲酯，71.6 mL去离子水，35.8 g（0.36 mol）浓盐酸，搅拌溶解后，升温至回流状态下反应4 h。反应式如下：

反应结束后，将混合物减压蒸馏除溶剂，得到浅粉色粉末状固体粗品，并以少量乙酸乙酯洗涤、干燥，得到白色粉末状固体22.9 g，收率为97.0%。

1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ8.63（br s，2H），7.46～7.40（m，2H），7.32～7.28（m，2H），4.04（t，J=6.4 Hz，1H），3.26（d，J=6.4 Hz，2H）。

1.2.2 （S）-吲哚啉-2-甲酸的合成

在50mL三口烧瓶中加入5.30 g（50 mmol）碳酸钠，25mL去离子水和4.72 g（20mmol）2-氯-L-苯丙氨酸盐酸盐，升温搅拌至溶解，再加入0.10 g氯化亚铜，氮气保护，加热回流反应2 h。反应式如下：

反应结束后加入0.5 g活性炭脱色，抽滤，然后将所得滤液用稀盐酸调pH至4.0，有大量白色固体析出，过滤、滤饼水洗、干燥，得到白色粉末2.96 g，收率为90.9%。

HPLC分析纯度为97.7%。熔点163.6～164.3℃；1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ6.98（d，J=6.8 Hz， 1H），6.90（t，J=7.6 Hz，1H），6.52（t，J=7.2 Hz，2H），4.2（dd，J=10.4，5.6 Hz，1H），3.34（br s，1H），3.27～3.03（m，2H）；MS（ESI）：m/z：162.0[M-1]+。

2 结果与讨论

2.1 反应介质对偶联反应收率的影响

（S）-2-乙酰氨基-3-（2-氯苯基）丙酸甲酯经过水解反应得到2-氯-L-苯丙氨酸盐酸盐，该步骤收率较高，合成步骤明确，因此论文主要对偶联反应工艺进行讨论。2-氯-L-苯丙氨酸盐酸盐在有机溶剂中的溶解性较差，主要选择了水以及水和其他有机溶剂，N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）等的混合溶剂等反应介质进行考察，结果见表1。

表1 反应介质对偶联反应的影响Tab 1 The effect ofmedium on the coupling reaction

由表1可知，以上溶剂体系都能使反应顺利进行，但是当使用水和有机溶剂的混合溶剂时，后处理过程比较繁琐，导致收率相对较低；而以水为溶剂时反应速度较快且产物收率较高。因此选用水作为反应介质，既经济又绿色环保，有利于产业化推广。

2.2 催化剂及其用量对偶联反应收率的影响

2-氯-L-苯丙氨酸经分子内环合生成 （S）-吲哚啉-2-甲酸的反应属于Ullmann偶联反应，因此催化剂及其用量是影响该偶联反应收率的一个重要因素，考察结果如表2所示。

表2 催化剂及其用量对偶联反应的影响Tab 2Theeffectofcatalystand thedosageon the coupling reaction

由表2可知，在铜盐催化剂中氯化亚铜的催化活性较好，而以溴化亚铜或氯化铜为催化剂时反应速率和收率大幅降低。在考察催化剂的用量方面，随着用量的减少反应时间逐渐增加且收率有所减少，因此选择摩尔分数5%的氯化亚铜为较优条件。

2.3 碱及其用量对偶联反应收率的影响

偶联反应中碱及其用量是重要的影响因素，通常其用量为底物的1倍多。考虑到原料为L-邻卤苯丙氨酸盐酸盐，在条件筛选中适当的增加了碱的用量。考察结果见表3。

表3 碱及其用量对偶联反应的影响Tab 3 The effectofbase and the dosage on the coupling reaction

表3表明，在该偶联反应中以碳酸钠为碱时反应收率较好，当用碱性较强的无机碱时反应速率降低且收率较低。在其用量方面，用量的增大或减少并不利于反应的进行，因此选择2.5倍的碳酸钠的量为较优条件。

2.4 温度对偶联反应收率的影响

反应温度不仅会影响反应速率，而且还会对反应收率有着重要的影响。因此也考察了不同的反应温度对收率的影响，结果见表4。

表4 温度对偶联反应的影响Tab 4 The effectof temperature on the coupling reaction

随着反应温度的升高收率逐渐升高，当以回流温度（100℃）时收率最高，因此选择回流温度（100℃）为较优条件。

3 结论

研究了1条以（S）-2-乙酰氨基-3-（2-氯苯基）丙酸甲酯为原料经水解、偶联等反应制备（S）-吲哚啉-2-甲酸的工艺，总收率达到90.9%。同时对该工艺中偶联反应的反应介质、催化剂及其用量、碱以及用量、温度等因素进行了考察，得到的优化反应条件为：水作溶剂，n（2-氯-L-苯丙氨酸盐酸盐）:n（CuCl）: n（Na2CO3）=1.0:0.05:2.5。该方法具有原料易得、高效经济、工艺简单、绿色环保等特点，有利于产业化生产。

[1]Thuillea C,Richard C,Loueslati H.Systemic and regional hemodynamic effectsof perindopril in congestive heart failure [J].JCardiovasc Pharmacol,1990,15（4）:527-535.

[2]Zannad F.Angiotensin-converting enzyme inhibitor and spironolactone combination therapy.New objectives incongestive heart failure treatment[J].Am JCardiol,1993,71（3）:34A-39A.

[3]苏云明,刚宏林,王志国.血管紧张素转化酶抑制剂药理作用的研究进展[J].中国药师,2005,8（11）:950-952.

[4]Lebreton L,Dumas C,Massardier C,et al.Novel compounds of indoline:FR,2886293[P].2006-01-12.

[5]Kujala T,Loponen J,Pihlaja K,etal.Betalains and phenolics in red beetroot（Beta vulgaris）peel extracts:Extraction and characterization[J].ZNaturforsch C,2001,56（5/6）:343-348.

[6]沈正清,杨吉.一种（2S）-二氢吲哚-2-甲酸的制备方法:中国,101774960[P].2010-07-14.

[7]Viswanathan R,Prabhakaran E N,Plotkin M A,et al.Free radical-mediated aryl amination and its use in a convergent [3+2]strategy for enantioselective indolineα-amino acid synthesis[J].JAm Chem Soc,2003,125:163-168.

[8]Liu J Q,Chen X Z,Ji,B,et al.Transformation of L-phenylalanine to（S）-indoline-2-carboxylic acid without group-protection[J].Res Chem Intermed,2013,39:1143-1152.

[9]De Vries JG,De Lange B,De Vries A H M,et al.Process for the preparation of enantiomerically enriched indoline-2-carboxylic acid:EP,1676838[P].2006-05-07.

[10]De Vries A H M,De Vries JG,Van Assema F B J,et al.Process for the preparation of enantiomerically enriched indoline-2-carboxylic acid:WO,2006069799[P].2006-06-07.

[11]Liu JQ,Qian C,Chen X Z.A facile chiral pool synthesis of（S）-6-Nitroindoline-2-carboxylic acid from LPhenylalanine[J].Synthesis,2010,3:403-406.

[12]De Lange B,Hyett D J,Maas P J D,et al.Asymmetric synthesis of（S）-2-indolinecarboxylic acid by combining biocatalysis and homogeneous catalysis[J].ChemCatChem, 2011,3:289-292.