马小双,周云波,苟丽
(1.文山学院 环境与资源学院,云南 文山 663099;2.文山学院 化学与工程学院,云南 文山 663099)
4-(吡咯烷-1-基磺酰基甲基)苯肼盐酸盐的工艺研究
马小双1,周云波2,苟丽2
(1.文山学院 环境与资源学院,云南 文山 663099;2.文山学院 化学与工程学院,云南 文山 663099)
以氯化苄为起始原料,经硝化、磺酸化、氯化、氨解、还原、重氮化及还原共7步反应,合成阿莫曲坦中间体4-(吡咯烷-1-基磺酰基甲基)苯肼盐酸盐,总收率为19.4%。考察反应温度、时间、溶剂、催化剂用量等对反应的影响,为阿莫曲坦合成工艺提供参考。
氯化苄;吡咯烷;钯炭;4-(吡咯烷-1-基磺酰基甲基)苯肼盐酸盐;阿莫曲坦
偏头痛,以严重的头痛、恶心呕吐为特点,是一种常见的慢性功能障碍性神经血管紊乱(common,chronic, disabling neurovascular disorder)。根据偏头痛发生时有无先兆,可将偏头痛主要分成两种类型:无先兆偏头痛(Migraine without aura)和先兆性偏头痛(Migraine with aura)。
曲坦类药物,对急性偏头痛的治疗产生了革命性的推动作用。该类药物的良好药效已从无数严密可控的临床实验结果中得到证实。作为曲坦家族中的一员,阿莫曲坦的作用机理与曲坦类其它药物类似,都为选择性5-HT1B/1D受体激动剂。同时它又具有自身的特点:对脑血管的5-HT1B/1D受体显示出特异性高度亲合力,而对外周动脉的5-HT1B/1D受体亲合力低。另外,其对5-HT1B/1D受体的亲合力比5-HT1A及5-HT7受体高35~51倍。与其它5-HT1B/1D受体激动剂(如舒马曲坦)相比,阿莫曲坦引发冠状动脉痉挛的几率更低[1]。
实验在参考阿莫曲坦及其它曲坦类药物已有合成工艺的基础上[2-6],通过对比各条合成路线的优缺点,找寻合成阿莫曲坦的适宜合成方法。
1.1仪器
RE-52C 型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)、SHZ Ⅱ型循环水式多用真空泵(河南省巩义仪器设备有限公司)、JB50-D型增力电动搅拌器(上海产腾生物科技有限公司)、85-1型磁力搅拌器(河南省巩义仪器设备有限公司)、YRT-3 型熔点仪(天津市瑞来特仪器有限公司)。
1.2试剂
氯化苄、甲苯、吡咯烷、无水甲醇、无水乙醇、钯碳、无水亚硫酸钠、盐酸、硫酸、硝酸。
2.1目标化合物合成路线的设计
2.1.11-(氯甲基)-4-硝基苯(2)的合成
在配有机械搅拌的250 mL三颈瓶中,加入浓硝酸55 mL,冰水浴冷却,搅拌下用恒压滴液漏斗向其中滴加浓硫酸55 mL,滴加过程中控制温度在0~10 ℃。剧烈搅拌下,向混酸中滴加氯化苄20 g(0.16 mol),保持温度不超过15 ℃,滴毕,撤除冰浴,室温下继续搅拌2 h。将反应液浸入碎冰中,待碎冰溶解,充分抽滤,粗品过夜,用95%无水乙醇重结晶,得白色针状晶体16.9 g,收率62.3 %,mp 72~73 ℃(见表1)。
2.1.24-硝基苯甲磺酸钠(3)的合成
在配有球形冷凝管的250 mL圆底烧瓶中,加入无水亚硫酸钠固体16.2 g(0.13 mol),加入60 mL水,25 ℃下搅拌使其完全溶解后,加入甲醇60 mL,溶液呈白色乳浊,再加入1-(氯甲基)-4-硝基苯固体20 g(0.12 mol),90 ℃加热回流6 h,将橙色反应液冷却至室温,析出固体,抽滤,滤饼以少量甲醇洗涤,真空干燥12 h,得白色固体粉末25.7 g,收率92.1%。(见表2)
2.1.34-硝基苯甲磺酰氯(4)的合成
在配有回流冷凝管的250 mL圆底烧瓶中加入80 mL无水甲苯搅拌,依次加入4-硝基苯甲磺酸钠白色粉末10 g(0.042 mol)及五氯化磷10 g(0.048 mol),加热回流2 h,反应液冷却至室温,抽滤,滤液以水洗涤3次,饱和食盐水洗涤2次,加入干燥剂无水硫酸钠干燥。旋除溶剂,得淡黄色固体7.3 g,收率74.8%,mp 91~92 ℃(见表3)。
表1 硝化反应及其影响因素
表2 磺化反应及其影响因素
表3 氯化反应及其影响因素
2.1.44-硝基苯甲磺酰吡咯烷(5)的合成
在250 mL三颈瓶中将10 g(0.043 mol)4-硝基苯甲磺酰氯溶于50 mL二氯甲烷中,冰水浴冷却,搅拌下用恒压滴液漏斗向其中滴加吡咯烷7.6 g(0.11 mol),控制温度不超过10 ℃,滴毕,在室温下过夜反应,得棕红色清液,水洗3次,再以饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,旋除溶剂,得棕黄色固体,以丙酮-水重结晶,得淡黄色晶体7.9 g,收率68.3%,mp 167~168 ℃(见表4)。
2.1.54-(吡咯烷-1-基磺酰基甲基)苯胺(6)的合成
在250 mL烧瓶中将10 g(0.037 mol)4-硝基苯甲磺酰吡咯烷溶于100 mL二氯甲烷中,加入2 g 10%Pd/C,氢气保护,室温下搅拌,6 h反应完毕,抽滤,滤饼以乙醇洗涤,合并滤液,旋除溶剂,得白色细针状固体8.2 g,收率93.6%,mp 171~172 ℃(见表5)。
表4 氨解反应及其影响因素
表5 钯炭还原反应及其影响因素
2.1.64-(吡咯烷-1-基磺酰基甲基)苯肼盐酸盐(7)的合成
将10 g(0.042 mol)4-(吡咯烷-1-基磺酰基甲基)苯胺置于研钵,加入60 mL浓盐酸,充分研磨,得乳黄色浊液,将该液体倾入配有恒压滴液漏斗、温度计和机械搅拌的250 mL三颈瓶中,冷却至-10 ℃,剧烈搅拌下向其中滴加亚硝酸钠水溶液20 mL(3.45 g,0.05 mol),控制温度不超过0 ℃,滴毕,控制温度在0 ℃左右继续搅拌1 h,反应液倾入恒压滴液漏斗,在-15 ℃下滴加至氯化亚锡/浓盐酸溶液35 mL(47 g,0.208 mol)中,滴加过程中保持温度不超过0 ℃,滴毕,继续搅拌4 h,析出白色固体,抽滤,滤饼以冷乙醚洗涤。真空干燥12 h,得类白色固体8.7 g,收率70.7%。
3.1硝化反应
该反应关键在于控温、搅拌速度及重结晶纯化。从成本角度考虑,采用混酸比发烟硝酸更经济。
1)控温是为了防止热力学产物的生成(邻位硝化及过硝化产物)。
2)由于硝化反应生成的对位及邻位产物等比例存在,且难于分离,产物的纯化尤为重要。
通过比较推测,反应温度过低,反应进行不完全;温度超过20 ℃,产率有下降趋势,原因可能为动力学产物增多导致。故选择反应温度不超过15 ℃。另外,适当延长室温下反应时间,有利于原料转化,时间继续延长,产率基本保持。
3.2磺化反应
此磺化反应采用甲醇和水的混合溶剂均相体系,使物料得以充分混合。滤饼尽量抽干(母液中含有橘黄色杂质),不可用水洗涤。产品为盐,极易溶于水,以每次加入的水和无水甲醇的量要成比例,结果表明,甲醇与水等比例混合可以保证产率。
3.3氯化反应
考察结果表明,采用甲苯为溶剂,制得的晶型好,产物颜色偏暗;以二氯甲烷为溶剂,产品颜色较好,但不能保证晶型。两者制得的产品的产率无明显区别。本实验采用甲苯为溶剂。
3.4氨解反应
该反应大量放热,滴加吡咯烷时放出大量白色气体(氯化氢气体),故需在冰浴下滴加。结果表明,吡咯烷过量1.5倍效果最好,继续加倍,产率无法提高,造成试剂浪费。
此反应是在室温条件下反应,所以滴加原料吡咯烷时不应过快,避免出现爆沸现象。
3. 5 还原反应
硝基转化成氨基,选用10%Pd/C作为催化剂,于室温下进行催化氢化反应,没有明显副反应的发生,反应进行完全。催化剂用量对反应速度有较大影响。
反应使用过的Pd/C催化剂可以回收循环使用。考虑到生产成本和生产效率的问题,本文采用加入为原料质量20%的10%Pd/C进行催化反应。
3.6重氮化及还原反应
首先保证苯胺充分形成其盐酸盐;所用亚硝酸略过量即可,用量过少使生成的重氮盐不稳定而分解,过多则易形成亚硝化产物;重氮化反应及还原反应的时间需适当延长,以使反应完全,得到较高产率。
本文以氯化苄为起始原料,经混酸硝化、亚硫酸钠磺酸化、五氯化磷氯化、吡咯烷氨解、Pd/C-H2还原硝基,重氮化及还原,共七步,合成化合物7,总收率19.4%。实验成功得到目标产物并且新的合成路线操作简便,便于工业化生产。
[1] 王鹏,高永鑫,廖福广,等 .抗偏头痛新药阿莫曲坦[J].中国新药杂志, 2006(2):152 - 154.
[2] Dolors F. F.,Carles P. D.,Jose P.S.,et al. Indole derivatives:US, 5565447[P]. 1996-10-15.
[3] Bosch J.,Roca T.,Armengol M.,et al. Synthesis of 5-(sulfamoylmethyl)indoles. [J]. Tetrahedron, 2001(6):1041-1048.
[4] 王尊元, 王国强, 马臻. 新型偏头痛治疗药阿莫曲坦的合成[C]. 2008年中国药学会学术年会暨第八届中国药师周论文集,2008.
[5] Gore V., Gadkar M., Pokharkar K. NOVEL PROCESS: WO,2009016414[P]. 2009-02-05.
[6] Pradhan N. S. C., Purushotham V. L.A., Naik S.J., et al. Process for the preparation of almotriptan:WO,2006129190[P]. 2006-12-07.
A Study on Technology of 4-(Pyrrolidine-1-Sulfonymethyl) Phenylhydrazine Hydrochloride
MA Xiaoshuang1, ZHOU Yunbo2, GOU Li2
(1. School of Environment and Resources, Wenshan University, Wenshan Yunnan 663099, China;2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Wenshan University, WenShan Yunnan 663099, China)
The intermediate 4-(pyrrolidine-1-sulfonymethyl) phenylhydrazine hydrochloride is prepared by using benzyl chloride as starting material via seven steps, including nitration, sulfonation, chloration, ammonolysis,reduction, diazotization and reduction will the overall yield of 19.4%. The effects of reaction temperature, time,solvent and catalyst amount on the reaction are investigated, Which provides a reference for the synthesis of almotriptan.
benzyl chloride; pyrrolidine; Palladium charcoal; 4-(pyrrolidine-1-sulfonymethyl) phenylhydrazine hydrochloride; almotriptan
TQ2
A
1674 - 9200(2015)06 - 0053 - 03
(责任编辑 张铁)
2015 - 03 - 19
马小双,文山学院环境与资源学院助教,硕士。