2-[5-(3-羥基苯甲酰氨基)-1,3,4-噻二唑]基乙酸乙酯的合成

朱 飛, 李 鑫, 陳宇航, 陳 歡, 王 武, 萬春梅, 甘宗捷, 余 瑜(重慶醫科大學 藥學院,重慶 400016)

·制藥技術·

2-[5-(3-羥基苯甲酰氨基)-1,3,4-噻二唑]基乙酸乙酯的合成

朱 飛, 李 鑫, 陳宇航, 陳 歡, 王 武, 萬春梅, 甘宗捷, 余 瑜*
(重慶醫科大學 藥學院,重慶 400016)

以丙二酸二乙酯為起始原料，經選擇性皂化、酸化、氯化、環合和酰胺化反應合成了2-[5-(3-羥基苯甲酰氨基)-1,3,4-噻二唑]基乙酸乙酯(1)，總收率37.2%，其結構經1H NMR,13C NMR, IR和LC-MS(ESI)確證。采用正交實驗法[L9(34)]優化了酰胺化反應的條件。結果表明：在最優反應條件{n[2-(5-氨基-[1,3,4]-噻二唑)基乙酸乙酯] ∶n(三乙胺) ∶n(間羥基苯甲酰氯)=1 ∶2 ∶3，于20 ℃反應8 h}下，1收率75.5%。

丙二酸二乙酯; 1,3,4-噻二唑; 酰胺反應; 藥物合成; 正交實驗

1,3,4-噻二唑類化合物是一類重要的藥物中間體。如2-氨基-1,3,4-噻二唑能夠抑制淋巴肉瘤和黑色素瘤[1];2-芳基-5-烴基-1,3,4-噻二唑是高效的谷氨酰胺酶抑制劑[2];磺胺類1,3,4-噻二唑對胰腺癌有強烈的抑制作用[3];酰胺類1,3,4-噻二唑對黏著斑激酶有較強的抑制作用[4]。因此，含有酰胺鍵的2-[5-(3-羥基苯甲酰氨基)-1,3,4-噻二唑]基乙酸乙酯(1)的合成研究具有重要的實際價值，但其合成研究的報道較少。

在本課題組前期工作和文獻[5]方法的基礎上，本文以丙二酸二乙酯為起始原料，經選擇性皂化制得丙二酸單乙酯鉀鹽(2); 2經酸化得丙二酸單乙酯(3); 3經氯化得丙二酸單乙酯酰氯(4); 4經環合得2-(5-氨基-[1,3,4]-噻二唑)基乙酸乙酯(5); 5與間羥基苯甲酰氯(6)經酰胺化反應合成了1(Scheme 1)，其結構經1H NMR,13C NMR, IR和LC-MS(ESI)確證。采用正交實驗法[L9(34)]優化了酰胺化反應的條件。

Scheme 1

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

WC-1型顯微熔點儀；Varian Mercuryplus 400 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑, TMS為內標)；PerkinElmer Spectrum one version B型紅外光譜儀(KBr壓片)；LC MS-IT-TOF型液質聯用儀。

6按文獻[6]方法合成；丙二酸二乙酯,氨基硫脲和間羥基苯甲酸,Adamas試劑;其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1) 2的合成

在反應瓶中加入丙二酸二乙酯25.0 g(0.156 mol)和無水乙醇100 mL，冰浴冷卻，攪拌下緩慢滴加氫氧化鉀8.8 g(0.157 mol)的無水乙醇(100 mL)溶液，滴畢，反應1 h。靜置，抽濾，保留濾餅，濾液濃縮為固體，與濾餅合并干燥得白色固體2 25.7 g，收率96.8%，m.p.197～199 ℃，(92.0%, 197～198 ℃[7])。

(2) 3的合成

在反應瓶中加入2 47.4 g(0.279 mol)和水28.5 mL，攪拌使其溶解；冰浴冷卻，緩慢滴加濃鹽酸25.6 mL(0.283 mol)，滴畢，于室溫反應30 min。抽濾，濾液用乙酸乙酯(4×50 mL)萃取，合并有機相，用飽和氯化鈉溶液(3×100 mL)洗滌，干燥，抽濾，濾液減壓蒸餾得無色液體3 35.6 g，收率96.7%(96.2%[7])。

(3) 4的合成

在圓底燒瓶中加入3 30.0 g(0.227 mol)，冰浴冷卻，攪拌下緩慢滴加氯化亞砜35.2 mL(0.48 mol)，滴畢，回流(60 ℃)反應1 h。蒸除氯化亞砜，減壓蒸餾(90 ℃/4 kPa)得淡綠色液體4 31.8 g，收率93.1%(91.0%[8])。

(4) 5的合成

在反應瓶中加入氨基硫脲4.0 g(0.044 mol)和4 13.2 g(0.088 mol)，攪拌下于室溫緩慢滴加甲烷磺酸12.8 g(0.132 mol)，滴畢，于120 ℃反應1 h。倒入水中，用碳酸氫鈉溶液調至中性，靜置，抽濾，濾液用乙酸乙酯(4×50 mL)萃取，干燥，旋蒸得固體，與濾餅合并，用乙醇和水重結晶得白色針狀晶體5 4.65 g，收率56.6%(52.8%[5])。

(5) 1的合成

在反應瓶中加入5 1.87 g(0.01 mol), THF 30 mL和三乙胺2.8 mL(0.02 mol)，緩慢滴加6 4.7 g(0.03 mol)的THF(10 mL)溶液，滴畢，攪拌下于20 ℃反應8 h。倒入水中，攪拌，析出大量白色固體，靜置，抽濾，濾餅干燥后用二氯甲烷和甲醇重結晶得白色針狀固體1 2.35 g，收率75.5%， m.p.236～238 ℃;1H NMRδ: 12.880(s, 1H, NH), 9.865(s, 1H, OH), 7.573(s, 1H, ArH), 7.465(s, 1H, ArH), 7.358(s, 1H, ArH), 7.058(s, 1H, ArH), 4.239(s, 2H, CH2), 4.170～4.181(m, 2H, OCH2), 1.237(t,J=4.8 Hz, 3H, CH3);13C NMRδ: 169.23, 165.53, 160.72, 157.94, 157.34, 133.21, 130.15, 120.41, 119.27, 115.54, 61.55, 35.41, 14.45; IRν: 3 351(O—H), 3 164(N—H), 1 737(COO), 1 673(C=O), 1 610(C=N), 1 315(C—N) cm-1; LC-MS(ESI)m/z: 306.056 2{[M-H]-}, 330.050 6{[M+Na]+}。

反應過程中，酰胺化反應是合成1的關鍵步驟，其方法主要有4種：活化羧基法[6]、活性酯法(CDI)[9]、碳二亞胺法(EDCI/HOBT)[10]和鎓鹽類縮合法(HATU)[11]。活性羧基法是最常用的方法，活性酯法會生成脲類副產物；碳二亞胺法催化活性差；鎓鹽類縮合法催化活性好，但價格昂貴。因此，本文選擇活性羧基法將羧基活化成酰氯再與氨基反應。

前期實驗發現，5和6的摩爾比(A), 5和三乙胺摩爾比(B)，反應溫度(C)和時間(D)對合成1影響較大。因此，采用正交實驗法{L9(34)}對酰胺化反應條件進行了優化，結果見表1和表2。

表1 因素與水平Table 1 Factors and levels

表2 正交實驗結果Table 2 Results of orthogonal experiment

由表2可見，4種因素對收率影響大小依次為：A>C>B>D。其中A對收率的影響最為顯著。由表2還可見，酰胺化反應的最優反應條件為A3B2C2D3，即n(5) ∶n(6)=1 ∶3，n(5) ∶n(三乙胺)=1 ∶2，反應溫度為20 ℃，反應時間為8 h。在該條件下進行了3次平行實驗，收率分別為74.1%, 76.5%和75.8%，平均收率75.5%。

[1] Asbury R, Blessing J A, Moore D. Aphase II trial of aminothiadiazole in patients with mixed mesodermal tumors of the uterine corpus:A gynecologic oncology group study[J].American Journal of Clinical Oncology,1996,19(4):400-402.

[2] Krupa S, Dana V F, Ajit G,etal. Design,synthesis,and pharmacological evaluation of bis-2-(5-phenylacetamido-1,2,4-thiadiazol-2-yl)ethyl sulfide 3-(BPTES) analogs as glutaminase inhibitors[J].Journal of Medicinal Chemistry,2012,55(23):10551-10563.

[3] Sylvestor A, Moses M, Ahad A,etal.Invitroandinvivoactivity of novel small-molecule inhibitors targeting the pleckstrin homology domain of protein kinase B/AKT[J].American Association for Cancer Research,2009,69(12):5073-5082.

[4] Yang X H, Xiang L, Li X,etal. Synthesis,biological evaluation,and molecular docking studies of 1,3,4-thiadiazol-2-amide derivatives as novel anticancer agents[J].Bioorganic & Medicinal Chemistry,2012,20(9):2789-2795.

[5] 魯振浩,李文軍,陳世強,等. 2-(5-氨基-[1,3,4]-噻二唑)基乙酸乙酯的合成及優化[J].化學研究與應用,2014,26(8):1356-1359.

[6] Abdel-Megeed A M, Abdel-Rahman H M, Alkaramany G S,etal. Design,synthesis and molecular modeling study of acylated 1,2,4-triazole-3-acetates with potential anti-inflammatory activity[J].European Journal of Medicinal Chemistry,2009,44(1):117-123.

[7] 王小龍,李小東. 丙二酸單乙酯實驗室制備方法的改進[J].化學試劑,2009,31(10):835-836.

[8] Eisenfuehr A, Arora P S, Sengle G,etal. A ribozyme with michaelase activity:Synthesis of the substrate precursors[J].Bioorg Med Chem,2003,11(2):235-249.

[9] Tamiz A P, Cai S X, Zhou Z L,etal. Structure-activity relationship ofN-(phenylalkyl)cinnamides as novel NR2B subtype-selective NMDA receptor antagonists[J].Journal of Medicinal Chemistry,1999,42(17):3412-3420.

[10] Xue F, Luo X J, Ye C H,etal. Inhibitory properties of 2-substituent-1H-benzimidazole-4-carboxamidederivatives against enteroviruses[J].Bioorganic & Medicinal Chemistry,2011,19(8):2641-2649.

[11] Lee D H. Novel benzamide derivative and use rhereof:US 2014336378[P].2014.

Synthesis of Ethyl 2-[5-(3-Hydroxybenzamido)-1,3,4-thiadiazol-2-yl]acetate

ZHU Fei, LI Xin, CHEN Yu-hang, CHEN Huan, WANG Wu, WAN Chun-mei, GAN Zong-jie, YU Yu*

(College of Pharmaceutical Sciences, Chongqing Medical University, Chongqing 400016, China)

Ethyl 2-[5-(3-hydroxybenzamido)-1,3,4-thiadiazol-2-yl]acetate(1), with total yield of 37.2%, was synthesized by the reactions of saponification, acidification, chlorination, cyclization and amidation from diethyl malonate. The structure was confirmed by1H NMR,13C NMR, IR and LC-MS(ESI). The amidation conditions were optimized by orthogonal experiment[L9(34)]. The results showed that under the optimum conditions{n[ethyl-(5-amino-1,3,4-thiadiazol-2-yl)acetate] ∶n(NEt3) ∶n(3-hydroxybenzoyl chloride)=1 ∶2 ∶3, reaction at 20 ℃ for 8 h}, the yield of 1 was 75.5%.

diethyl malonate; 1,3,4-thiadiazole; amide reaction; drug synthesis; orthogonal experiment

2017-04-01

國家自然科學基金資助項目(81172097, 30371632)

朱飛(1991-)，男，漢族，重慶人，碩士，主要從事藥物化學的研究。 E-mail： cqzf163@163.com

余瑜，教授， E-mail: yuyu3519@163.com

O626.2; R914.5

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.08.17077