李公春,田源,李存希,吴长增,牛亮峰,鞠志宇,孙婷(许昌学院化学化工学院,河南许昌461000)
硝苯地平的合成
李公春,田源,李存希,吴长增,牛亮峰,鞠志宇,孙婷
(许昌学院化学化工学院,河南许昌461000)
硝苯地平是第一代1,4-二氢吡啶类钙离子拮抗剂,主要用于高血压和心绞痛的治疗。以甲醇为溶剂,以邻硝基苯甲醛、乙酰乙酸甲酯和碳酸氢铵为原料,进行三组分反应,一步法合成硝苯地平,产率为56.6%。
硝苯地平;邻硝基苯甲醛;乙酰乙酸甲酯;合成
1,4-二氢吡啶类化合物作为钙离子通道的调节剂,在临床上广泛应用于心绞痛、高血压、心率失常等心脑血管疾病[1-7]。硝苯地平(nifedipine,简称NF)化学名称为2,6-二甲基-4-(2-硝基苯基)-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸二甲酯,是唯一一个二氢吡啶环结构对称的地平类药物。硝苯地平是第一代钙拮抗剂中具有代表性的药物,由德国拜尔公司在70年代首次开发上市。NF经多年的临床应用和深入研究,成为抗高血压、防治心绞痛药物,是20世纪80年代中期世界畅销的药物之一。该药的特点是:起效快,峰/谷比值高,导致了神经体液活化,经多年临床使用,该药的疗效得到了肯定。硝苯地平在价格上也占据了强有力的优势。
硝苯地平是钙拮抗剂中的一种,其扩张冠状动脉和周围动脉作用最强,抑制血管痉挛效果显著,是变异型心绞痛的首选药物,临床适用于预防和治疗冠心病、心绞痛,特别是变异型心绞痛和冠状动脉痉挛所致心绞痛[8-10]。适用于各种类型的高血压,对顽固性、重度高血压也有较好疗效。由于能降低后负荷,对顽固性充血性心力衰竭亦有良好疗效,宜于长期服用。另外,也适用于患有呼吸道阻塞性疾病的心绞痛病人,其疗效优于β受体阻滞剂。硝苯地平作为抗心绞痛药被列入2012年版国家基本药物目录中。硝苯地平有多种合成方法[11-15],可以采用经典的Hantzsch法进行合成,邻硝基苯甲醛、乙酰乙酸甲酯和碳酸氢铵进行三组分反应合成。合成硝苯地平的反应式如下:
图1 合成硝苯地平的反应式
1.1 仪器和试剂
天津港东科技发展股份有限公司生产的FTIR-650型傅里叶变换红外光谱仪;巩义市英峪予华仪器厂的LC恒温磁力搅拌器。甲醇,乙酰乙酸甲酯,邻硝基苯甲醛,碳酸氢铵;所有试剂均为分析纯。
1.2 实验方法
在25 mL圆底烧瓶中加入1.51 g(10 mmol)邻硝基苯甲醛、3.02 g(26 mmol)乙酰乙酸甲酯、1.03 g(13 mmol)碳酸氢铵和3 mL甲醇,原料混合均匀后开始缓慢加热至50℃,保温搅拌1 h,然后加热至回流反应1.5 h,冷却至室温,析出黄色固体,抽滤,用少量甲醇洗涤,干燥得到黄色固体1.96 g,产率56.6%。
2.1 产物红外谱图分析
硝苯地平在FTIR-650型傅里叶变换红外光谱仪上用KBr压片法进行了红外光谱测试,所得红外光谱见图2。
图2硝苯地平的红外光谱图
图2 为硝苯地平即1,4-二氢-2,6-二甲基-4-(2-硝基苯基)-3,5-吡啶二甲酸二甲酯的红外光谱图。3333.56 cm-1归属为N-H键伸缩振动吸收峰,3099.05 cm-1归属为Ph-H键伸缩振动吸收峰,2950.55 cm-1归属为甲基和亚甲基C-H键伸缩振动吸收峰,1685.97 cm-1,1680.29 cm-1归属为酯羰基C=O的伸缩振动吸收峰,1646.79 cm-1归属为1,4-二氢吡啶环上C=C的伸缩振动吸收峰,1530.32 cm-1归属为硝基N=O的伸缩振动吸收峰,1497.20 cm-1,1432.92 cm-1归属为苯环骨架振动,1349.91 cm-1归属为C-N的伸缩振动吸收峰,1310.41 cm-1,1226.93 cm-1归属为N-O的伸缩振动吸收峰,1120.10 cm-1,1101.19 cm-1,1020.16 cm-1归属为酯基C-O的伸缩振动吸收峰。744.39 cm-1归属为邻二取代苯环C-H的弯曲振动。硝苯地平的红外光谱图与标准图谱一致[16-17]。
2.2 合成硝苯地平反应的讨论
1,4-二氢吡啶类钙离子通道调节剂可以采用Hantzsch法合成,由于硝苯地平是二氢吡啶环结构对称的1,4-二氢吡啶类化合物,可以采用经典Hantzsch法一步合成硝苯地平。以甲醇为溶剂,以邻硝基苯甲醛、乙酰乙酸甲酯和碳酸氢铵为原料,进行三组分回流反应,得到硝苯地平。在合成硝苯地平时,采用碳酸氢铵作为Hantzsch反应的氨源,碳酸氢铵加热分解生成氨气、二氧化碳和水。为了防止碳酸氢铵分解速度过快,分解时所产生的氨气不能充分利用,降低反应产率,实验过程中采用先不加热原料混合物,搅拌至原料混合均匀,原料混合均匀后再开始缓慢加热。
2.3 反应机理的探讨
参照文献[18]合成硝苯地平反应过程可能是:首先碳酸氢铵在加热条件下分解,产生水、二氧化碳和氨,然后,邻硝基苯甲醛和一分子乙酰乙酸甲酯反应生成2-(2-硝基亚苄基)乙酰乙酸甲酯,氨和另一分子乙酰乙酸甲酯反应生成β-氨基巴豆酸甲酯,所生成的这两个化合物再发生Micheal加成反应,然后失水关环生成硝苯地平,合成硝苯地平的反应机理如下:
图3 合成硝苯地平的反应机理
以甲醇为溶剂,以邻硝基苯甲醛、乙酰乙酸甲酯和碳酸氢铵为原料,进行三组分反应,合成了硝苯地平,产率为56.6%。
[1]Stout D M,Meyers A I.Recent advance in the chemistry of dihydmpyridine[J].Chem.Rev.,1982,82(2):223-243
[2]Boasert F,Meyer H,Wehinger E.4-Aryldihydropyridine,a new class of highly active calcium antagonists[J].Angew Chem.,Int Ed.,1981,20:762-769.
[3]Goldmann S,Stohefuss J.1,4-Dihydropyridine:effect of chirality and conformation on calcium antagonist and calcium agonist[J].Angew Chem.,Int Ed.,1991,30:1559-1578.
[4]胡冬梅.二氢吡啶类钙拮抗剂研究的新进展[J].中国医疗前沿,2010,5(13):12-13.
[5]万斯斯.二氢吡啶类钙通道阻滞剂的研究进展[J].中国实用医药,2010,5(32):223-225.
[6]张石革,马国辉,臧靖.二氢吡啶类钙通道阻滞剂的研究进展与合理应用[J].中国全科医学,2006,9(4):314-316.
[7]舒献.温晓娜.二氢吡啶类钙通道阻滞剂的研究进展[J].广东药学院学报,2004,20(2):170-172.
[8]顾复生.硝苯地平控释片的临床应用进展[J].中华心血管病杂志,1994,22(5):327-328.
[9]石少平.硫酸镁与硫酸镁联合硝苯地平治疗妊高症疗效[J].当代医学,2013,19(3):68-69.
[10]王华,李长彬,刘劲松.硝苯地平治疗高血压使用情况调查[J].中国实用内科杂志,2013,33(增刊1):138-139.
[11]李世发,倪钟,贾立森,等.硝苯地平的制备方法:CN, 1421434[P].2003-06-04.
[12]王晓东,黄素萍,时敏,等.硝苯地平的制备及其杂质分离方法与应用:CN,103204814[P].2013-07-17.
[13]何敬宇,贾鹏飞,刘斯婕,等.硝苯地平的微波合成研究[J].精细与专用化学品,2013,28(3):21-23
[14]杨凯,何敬宇,段书德,等.离子液体催化合成硝苯地平的研究[J].精细与专用化学品,2013,28(3):18-20
[15]Bossert F,Vater W.4-aryl-1,4-dihydropyridines:US, 3485847[P].1969-12-23.
[16]SDBSWeb:http://sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi.
[17]国家药典委员会.药品红外光谱集.第1卷[M].北京:中国医药科技出版社,2010:469.
[18]Li J J(荣国斌译).有机人名反应及机理[M].(第四版).北京:科学出版社,2011:274-275.
Synthesis of Nifedipine
LI Gong-chun,TIAN Yuan,LI Cun-xi,WU Chang-zeng,NIU Liang-feng,JU Zhi-yu,SUN Ting
(College of Chemistry and Chemical Engineering,Xuchang University,Xuchang,Henan 461000,China)
Nifedipine is first generation 1,4-dihydropyridine calcium antagonist.It is widely used drug for the treatment of hypertension and stenocardia.Nifedipine was synthesized by o-nitrobenzaldehyde,methyl acetoacetate and ammonium bicarbonate.The yield of reaction was 56.6%.
nifedipine;o-nitrobenzaldehyde;methyl acetoacetate;synthesis
1006-4184(2015)3-0026-04
2014-11-13
河南省科技计划项目(编号:142300410104,122102210426)。
李公春(1971-),男,河南周口人,副教授,从事有机合成研究。E-mail:onethree1@163.com。