馬小雙,周云波,茍麗
(1.文山學院 環境與資源學院,云南 文山 663099;2.文山學院 化學與工程學院,云南 文山 663099)
4-(吡咯烷-1-基磺?;谆┍诫蔓}酸鹽的工藝研究
馬小雙1,周云波2,茍麗2
(1.文山學院 環境與資源學院,云南 文山 663099;2.文山學院 化學與工程學院,云南 文山 663099)
以氯化芐為起始原料,經硝化、磺酸化、氯化、氨解、還原、重氮化及還原共7步反應,合成阿莫曲坦中間體4-(吡咯烷-1-基磺酰基甲基)苯肼鹽酸鹽,總收率為19.4%。考察反應溫度、時間、溶劑、催化劑用量等對反應的影響,為阿莫曲坦合成工藝提供參考。
氯化芐;吡咯烷;鈀炭;4-(吡咯烷-1-基磺酰基甲基)苯肼鹽酸鹽;阿莫曲坦
偏頭痛,以嚴重的頭痛、惡心嘔吐為特點,是一種常見的慢性功能障礙性神經血管紊亂(common,chronic, disabling neurovascular disorder)。根據偏頭痛發生時有無先兆,可將偏頭痛主要分成兩種類型:無先兆偏頭痛(Migraine without aura)和先兆性偏頭痛(Migraine with aura)。
曲坦類藥物,對急性偏頭痛的治療產生了革命性的推動作用。該類藥物的良好藥效已從無數嚴密可控的臨床實驗結果中得到證實。作為曲坦家族中的一員,阿莫曲坦的作用機理與曲坦類其它藥物類似,都為選擇性5-HT1B/1D受體激動劑。同時它又具有自身的特點:對腦血管的5-HT1B/1D受體顯示出特異性高度親合力,而對外周動脈的5-HT1B/1D受體親合力低。另外,其對5-HT1B/1D受體的親合力比5-HT1A及5-HT7受體高35~51倍。與其它5-HT1B/1D受體激動劑(如舒馬曲坦)相比,阿莫曲坦引發冠狀動脈痙攣的幾率更低[1]。
實驗在參考阿莫曲坦及其它曲坦類藥物已有合成工藝的基礎上[2-6],通過對比各條合成路線的優缺點,找尋合成阿莫曲坦的適宜合成方法。
1.1儀器
RE-52C 型旋轉蒸發儀(上海亞榮生化儀器廠)、SHZ Ⅱ型循環水式多用真空泵(河南省鞏義儀器設備有限公司)、JB50-D型增力電動攪拌器(上海產騰生物科技有限公司)、85-1型磁力攪拌器(河南省鞏義儀器設備有限公司)、YRT-3 型熔點儀(天津市瑞來特儀器有限公司)。
1.2試劑
氯化芐、甲苯、吡咯烷、無水甲醇、無水乙醇、鈀碳、無水亞硫酸鈉、鹽酸、硫酸、硝酸。
2.1目標化合物合成路線的設計

2.1.11-(氯甲基)-4-硝基苯(2)的合成
在配有機械攪拌的250 mL三頸瓶中,加入濃硝酸55 mL,冰水浴冷卻,攪拌下用恒壓滴液漏斗向其中滴加濃硫酸55 mL,滴加過程中控制溫度在0~10 ℃。劇烈攪拌下,向混酸中滴加氯化芐20 g(0.16 mol),保持溫度不超過15 ℃,滴畢,撤除冰浴,室溫下繼續攪拌2 h。將反應液浸入碎冰中,待碎冰溶解,充分抽濾,粗品過夜,用95%無水乙醇重結晶,得白色針狀晶體16.9 g,收率62.3 %,mp 72~73 ℃(見表1)。
2.1.24-硝基苯甲磺酸鈉(3)的合成
在配有球形冷凝管的250 mL圓底燒瓶中,加入無水亞硫酸鈉固體16.2 g(0.13 mol),加入60 mL水,25 ℃下攪拌使其完全溶解后,加入甲醇60 mL,溶液呈白色乳濁,再加入1-(氯甲基)-4-硝基苯固體20 g(0.12 mol),90 ℃加熱回流6 h,將橙色反應液冷卻至室溫,析出固體,抽濾,濾餅以少量甲醇洗滌,真空干燥12 h,得白色固體粉末25.7 g,收率92.1%。(見表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圓底燒瓶中加入80 mL無水甲苯攪拌,依次加入4-硝基苯甲磺酸鈉白色粉末10 g(0.042 mol)及五氯化磷10 g(0.048 mol),加熱回流2 h,反應液冷卻至室溫,抽濾,濾液以水洗滌3次,飽和食鹽水洗滌2次,加入干燥劑無水硫酸鈉干燥。旋除溶劑,得淡黃色固體7.3 g,收率74.8%,mp 91~92 ℃(見表3)。

表1 硝化反應及其影響因素

表2 磺化反應及其影響因素

表3 氯化反應及其影響因素
2.1.44-硝基苯甲磺酰吡咯烷(5)的合成
在250 mL三頸瓶中將10 g(0.043 mol)4-硝基苯甲磺酰氯溶于50 mL二氯甲烷中,冰水浴冷卻,攪拌下用恒壓滴液漏斗向其中滴加吡咯烷7.6 g(0.11 mol),控制溫度不超過10 ℃,滴畢,在室溫下過夜反應,得棕紅色清液,水洗3次,再以飽和食鹽水洗滌,無水硫酸鈉干燥,旋除溶劑,得棕黃色固體,以丙酮-水重結晶,得淡黃色晶體7.9 g,收率68.3%,mp 167~168 ℃(見表4)。
2.1.54-(吡咯烷-1-基磺酰基甲基)苯胺(6)的合成
在250 mL燒瓶中將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,氫氣保護,室溫下攪拌,6 h反應完畢,抽濾,濾餅以乙醇洗滌,合并濾液,旋除溶劑,得白色細針狀固體8.2 g,收率93.6%,mp 171~172 ℃(見表5)。

表4 氨解反應及其影響因素

表5 鈀炭還原反應及其影響因素
2.1.64-(吡咯烷-1-基磺?;谆┍诫蔓}酸鹽(7)的合成
將10 g(0.042 mol)4-(吡咯烷-1-基磺酰基甲基)苯胺置于研缽,加入60 mL濃鹽酸,充分研磨,得乳黃色濁液,將該液體傾入配有恒壓滴液漏斗、溫度計和機械攪拌的250 mL三頸瓶中,冷卻至-10 ℃,劇烈攪拌下向其中滴加亞硝酸鈉水溶液20 mL(3.45 g,0.05 mol),控制溫度不超過0 ℃,滴畢,控制溫度在0 ℃左右繼續攪拌1 h,反應液傾入恒壓滴液漏斗,在-15 ℃下滴加至氯化亞錫/濃鹽酸溶液35 mL(47 g,0.208 mol)中,滴加過程中保持溫度不超過0 ℃,滴畢,繼續攪拌4 h,析出白色固體,抽濾,濾餅以冷乙醚洗滌。真空干燥12 h,得類白色固體8.7 g,收率70.7%。
3.1硝化反應
該反應關鍵在于控溫、攪拌速度及重結晶純化。從成本角度考慮,采用混酸比發煙硝酸更經濟。
1)控溫是為了防止熱力學產物的生成(鄰位硝化及過硝化產物)。
2)由于硝化反應生成的對位及鄰位產物等比例存在,且難于分離,產物的純化尤為重要。
通過比較推測,反應溫度過低,反應進行不完全;溫度超過20 ℃,產率有下降趨勢,原因可能為動力學產物增多導致。故選擇反應溫度不超過15 ℃。另外,適當延長室溫下反應時間,有利于原料轉化,時間繼續延長,產率基本保持。
3.2磺化反應
此磺化反應采用甲醇和水的混合溶劑均相體系,使物料得以充分混合。濾餅盡量抽干(母液中含有橘黃色雜質),不可用水洗滌。產品為鹽,極易溶于水,以每次加入的水和無水甲醇的量要成比例,結果表明,甲醇與水等比例混合可以保證產率。
3.3氯化反應
考察結果表明,采用甲苯為溶劑,制得的晶型好,產物顏色偏暗;以二氯甲烷為溶劑,產品顏色較好,但不能保證晶型。兩者制得的產品的產率無明顯區別。本實驗采用甲苯為溶劑。
3.4氨解反應
該反應大量放熱,滴加吡咯烷時放出大量白色氣體(氯化氫氣體),故需在冰浴下滴加。結果表明,吡咯烷過量1.5倍效果最好,繼續加倍,產率無法提高,造成試劑浪費。
此反應是在室溫條件下反應,所以滴加原料吡咯烷時不應過快,避免出現爆沸現象。
3. 5 還原反應
硝基轉化成氨基,選用10%Pd/C作為催化劑,于室溫下進行催化氫化反應,沒有明顯副反應的發生,反應進行完全。催化劑用量對反應速度有較大影響。
反應使用過的Pd/C催化劑可以回收循環使用??紤]到生產成本和生產效率的問題,本文采用加入為原料質量20%的10%Pd/C進行催化反應。
3.6重氮化及還原反應
首先保證苯胺充分形成其鹽酸鹽;所用亞硝酸略過量即可,用量過少使生成的重氮鹽不穩定而分解,過多則易形成亞硝化產物;重氮化反應及還原反應的時間需適當延長,以使反應完全,得到較高產率。
本文以氯化芐為起始原料,經混酸硝化、亞硫酸鈉磺酸化、五氯化磷氯化、吡咯烷氨解、Pd/C-H2還原硝基,重氮化及還原,共七步,合成化合物7,總收率19.4%。實驗成功得到目標產物并且新的合成路線操作簡便,便于工業化生產。
[1] 王鵬,高永鑫,廖福廣,等 .抗偏頭痛新藥阿莫曲坦[J].中國新藥雜志, 2006(2):152 - 154.
[2] Dolors F. F.,Carles P. D.,Jose P.S.,et al. Indole derivatives:US, 5565447[P]. 1996-10-15.
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[4] 王尊元, 王國強, 馬臻. 新型偏頭痛治療藥阿莫曲坦的合成[C]. 2008年中國藥學會學術年會暨第八屆中國藥師周論文集,2008.
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[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
(責任編輯 張鐵)
2015 - 03 - 19
馬小雙,文山學院環境與資源學院助教,碩士。