萘呋胺酯草酸盐的合成工艺改进
2012-02-02蔡亚祥徐建康朱国良徐明东车大庆
蔡亚祥,徐建康,朱国良,徐明东,车大庆
(浙江九洲药业股份有限公司,浙江台州318000)
萘呋胺酯(Nafronyl,1)化学名:3-(1-萘基)-2-四氢糠基丙酸-2-二乙氨基乙酯,是一种血管扩张剂[1]。制剂为萘呋胺酯草酸盐(Nafronyl Oxalate)的消旋体。它具有5-HT2拮抗作用,能抑制血小板凝集和平滑肌收缩,改善血液粘滞度和红细胞硬度,因而不仅是脑血管改善药,更重要的是脑代谢增强剂。
1 合成路线
萘呋胺酯目前的工业制造方法,存在着生产成本高的缺点,由于四氢呋喃甲基氯活性不够,仅制备四氢呋喃甲基溴一步就占生产成本的1/3,且合成路线长。为此有人对萘呋胺酯1的合成方法进行了进一步的研究改进[2],设计了用糠醛和丙二酸二乙酯缩合氢化引入四氢呋喃甲基的方法,并利用与二乙氨基乙醇酯交换直接引入二乙氨基乙酯,较前缩短了合成路线,其合成路线见图1。
但该方法仍存在较多弊病:如:化合物8萘甲基四氢呋喃甲基丙二酸二(二乙氨基乙基)酯脱羧反应用水量不足和反应时间过短会使水解不完全,相反则产生过度水解将上一步引入的两个二乙氨基乙酯全部解离掉,这样副反应多,反应条件不好控制,反应终点也不好把握,致使产物纯度、收率偏低,最终产品也难以提纯。且使用了DMF、异丁基醚等昂贵、回收率低的溶剂,操作繁琐。尤其是后处理条件苛刻(高真空蒸馏萘呋胺酯时bp:198~200℃/93.33 Pa),难以实现工业化生产。
图1 萘呋胺酯的合成路线
在对前工艺仔细研究后,对其合成路线重新设计和改进,前两步仍沿用上述工艺得到化合物6,后几步合成路线见图2。糠醛3和丙二酸二乙酯4在仲胺催化下进行Knoevenagel缩合。所得不饱和化合物呋喃甲基丙二酸二乙酯5经Rang Ni催化氢化得到饱和化合物四氢呋喃甲基丙二酸二乙酯6[3],其与溴甲基萘在温和条件下可完成烷基化,再水解脱羧得到萘甲基四氢呋喃甲基乙酸10,然后与二乙氨基乙醇酯化得到化合物11萘呋胺酯,最后与草酸成盐得到目标化合物1。从起始原料3合成到萘呋胺酯1总收率在63.6%左右,纯度98.5%,大大高于47.5%的文献收率[3],也高于文献的纯度(90%)。
图2 萘呋胺酯草酸盐的合成
改进后的工艺避开了化合物7水解不充分和过度水解的问题;同时用反应活性更高的1-溴甲基萘取代1-氯甲基萘,使反应条件更温和、反应速度更快,收率更高;此外,采用酯化的方法在后面引入二乙氨乙基,避开了文献[2]中萘呋胺酯采用高真空高温蒸馏提纯,使工艺真正具备了的工业生产可操作性。
2 合成实验
2.1 仪器 岛津UV250紫外分光光度计,Perkin-Elmer521红外分光光度计,CECM21-10J质谱仪,Bruker-500核磁共振仪。岛津公司GC-14B SHIMADZU,岛津公司LC-10AT,YRT熔点仪。
2.2 药品及试剂 糠醛(AR,北京化学试剂公司),丙二酸二乙酯(CP,上海化学试剂四厂),溴甲基萘(CP,溧阳市东郊化工厂),二乙氨基乙醇(CP,上海南翔试剂有限公司),草酸(AR,上海化学试剂四厂)。
2.3 制备过程
2.3.1 呋喃甲基丙二酸二乙酯5的制备[4]将115 g(1.2 mol)的糠醛3和160 g(1.0 mol)的丙二酸二乙酯4的混合物,加入600 mL甲苯,在搅拌下加入适量的催化剂(吡啶、二乙胺或其醋酸盐等)。加热至回流并蒸出溶剂,分离出水相。甲苯返入反应液,水洗所得粗品,浓缩出甲苯后减压高真空蒸馏(bp:167~169℃/266.64 Pa),冷却得淡黄色晶状产物5约220 g,纯度为98%以上(GC),以丙二酸二乙酯计收率为90%~95%,mp:36~38℃。
2.3.2 四氢呋喃甲基丙二酸二乙酯6的制备 先将高压釜抽真空,用氮气置换,反复3次,吸入220 g缩合物5和适量催化剂(Pd/C或Raney Ni),再用氮气冲涤反应釜2次,充入氢气3.0 MPa,搅拌下缓慢升温至80~100℃,保温2 h后,降温放料,滤除催化剂,将母液浓缩干后得产物6约220 g,纯度为96%以上(GC),产率为90% ~95%。1H-NMR (CDCl3,TMS),δ:4.16(4H,q,2COOCH2),3.78(2H,m,OCH2)3.68(1H,q,O-CH),3.54(1H,t,CO-CH-CO),1.5~2.11(6H,m,CH,CH2),1.24(6H,t,2CH3)。
2.3.3 萘甲基四氢呋喃甲基丙二酸二乙酯9的制备 在反应瓶中加入1 000 mL乙醇,投入金属钠23 g,待充分溶解后将244 g化合物6加入其中,然后在30℃下滴入221 g溴甲基萘,在25~30℃保温1.5~2 h,蒸除去乙醇,用二氯甲烷提取后加入水洗,用无水硫酸钠干燥有机层后浓缩至干得黄褐色粘稠液体产物9,纯度为大于95%(HPLC),产率为85%。1H-NMR(CDCl3,TMS),δ:8.05(1H,d,萘环-H),7.75~7.81(2H,m,萘环-H),7.34(4H,m,萘环-H),3.65~4.20(9H,m,O-CH,萘环α位H,O-CH2,2COOCH2),1.44~2.28(6H,m,CH,CH2),1.10(6H,t,2CH3)。
2.3.4 萘甲基四氢呋喃甲基乙酸10的制备[5]将56 g (0.146 mol)化合物9投入到适量的氢氧化钠的水溶液中,加热至洄流1 h后冷却到室温,再加入盐酸调pH≈3~4,水解液用甲苯提取,所得有机层常压带水后得萘甲基四氢呋喃甲基乙酸10的甲苯溶液,无需浓缩干可直接使用。
2.3.5 萘呋胺酯11的合成[6]在上步10的甲苯溶液中加入二乙氨基乙醇17.1 g,滴入浓硫酸20 g后加热至洄流1 h,TLC跟踪反应,反应结束后有机层用饱和碳酸氢钠溶液洗涤,然后再水洗,减压蒸馏去除甲苯和过量的二乙氨基乙醇残余物即为化合物11萘呋胺酯,粘稠的淡黄色液体约50.5 g,产率约87.5%(两步合计),纯度为98.5%(归一法),(文献:bp:198~200℃/93.33 Pa)。
2.3.6 萘呋胺酯草酸盐1的合成[7]将上述制备好的40 g萘呋胺酯11(折纯0.1 mol)用200 mL丁酮溶解,在0~5℃下滴入12.4 g草酸水合物的50 mL丁酮溶液,滴毕,继续搅拌2 h后析出白色沉淀,过滤、洗涤,滤干后得粗品,经丁酮重结晶后得目标物1约28 g,mp:109~110℃(文献[1]108~109℃)。IR(KBr),ν,(cm-1):3 301,2 801,1 751,1 591,1 286.5 MS-ES(m/z):384[M+H]+。1H-NMR(D2O,TMS),δ:6.86~7.64(7H,m),3.63~3.82(2H,m),3.53 (1H,s),3.36~3.42(2H,m),2.40~2.98(7H,m),2.20 (2H,m),1.53~1.67(4H,m),0.94~1.38(2H,m),0.62~0.72(6H,2s)。含量(元素分析,%),计算值 C 65.94、H 7.45,N 2.96;实测值C 65.53、H 7.50,N 2.76。
[1] Marshall S.Pharmaceutical manufacturing encyclopedia[M].2ed Edition.New Jersey:Noyes Publications,1989:1049-1051.
[2] 周智明.萘呋胺酯的新法合成[J].中国药物化学杂志,1997,7(3):205-207.
[3] 周智明,陈楠.(1-萘甲基)四氢糠基丙二酸二乙酯的新法合成[J].高等学校化学学报,1998,19(12):1979-1981.
[4] Vladimin V,Antonin Z,Miroslay P,et al.Method of furfuryl idenmalonic acid’s diethyl ester preparation:CS,258293[P].1988-8-16.
[5] Riebsomer JL,Irvine J.2,5-dimethylmandelic acid[J].Organic Syntheses,1955,3:326.
[6] 王保仁.有机合成反应(上册)[M].北京:科学出版社,1987:167.
[7] Schniepp LE.Geller HH.von Korff RW.The preparation of acetopropyl alcohol and 1,4-pentanediol from methylfuran[J].Jam Chem Soc,1947,69(3):668-672.