3-氨基-1,3,4,5-四氢-2H-1-苯并氮杂艹卓-2-酮的合成*
2013-09-01黄美云张玲玲陈英奇
南 云,黄美云,张玲玲,陈英奇,
(1.浙江新三和医药化工有限公司,浙江 上虞 312369;2.浙江大学化学工程与生物工程学院,浙江 杭州 310027)
苯那普利(Ⅰ)是瑞士Ciba-Gergy公司开发的治疗高血压药物,是新一代转化酶抑制剂(ACE)降压药,经放射性配合体等方法的定量研究。Ⅰ抑制循环和组织中的ACE效果强,更安全,适于治疗高血压和辅助治疗心力衰竭的病人,且副作用较少。
合成Ⅰ的路线较多,但工业生产上大都以3-氨基-1,3,4,5-四氢-2H-1-苯并氮杂-2-酮(3)为起始原料的,经过拆分、缩合、加氢、缩合反应得Ⅰ。而3的合成文献报道较少。Jeffrey 等[1,2]以 3-溴-1,3,4,5-四氢-2H-1-苯并氮杂-2-酮(1)为原料,和叠氮化钠反应得到叠氮化物后再与溴乙酸叔丁酯发生缩合反应,然后加氢还原得 3-氨基-2,3,4,5-四氢-2-氧-1H-1-苯并氮杂-1-乙酸叔丁酯。该路线各步收率都比较理想,但使用了叠氮化钠,对操作和安全都提出了非常高的要求。Boyer[3]等以1为原料,与邻苯二甲酰亚胺钾盐、溴乙酸叔丁酯反应后再经过乙醇胺还原引入氨基。该路线操作简单,但收率不理想,成本比较高。陈英奇[4]以1为原料,与苄胺、溴乙酸叔丁酯缩合反应,HCl气体成盐反应后再经Pd/C催化下的氢化反应,再中和得到消旋的 3-氨基-2,3,4,5-四氢-2-氧-1H-1-苯并氮杂-1-乙酸叔丁酯。
从原子经济学角度考虑,3的合成最简单的路线是以1为起始原料,通过直接与氨反应合成3,但实验结果表明直接加氨转化率不高,大部分原料没有反应。为此,本文在文献方法的基础上,选择以1为起始原料,先与苄胺反应制得3-苄氨基-1,3,4,5-四氢-2H-1-苯并氮杂-2-酮(2);2再经5%Pd/C催化加氢合成3(Scheme 1)。该路线具有工艺路线简单,总收率高(90%)的优点,为工业化生产提供方便。
Scheme 1
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
岛津SPD-20A型液相色谱仪;HP6890/5973型气质联用仪;Mercury-500型核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标)。
1,含量98%,浙江新三和医药化工有限公司;5%Pd/C,陕西开达化工有限公司,用少量无水乙醇洗涤,过滤,重复操作2次~3次后使用;其余试剂均为工业级。
1.2 合成
(1)2的合成
在反应瓶中依次加入1 240 g(1.00 mol),苄胺120 g(1.12 mol),四丁基溴化铵 9 g(28 mmol),无水碳酸钠109 g(1.03 mol)及正丁醇500 mL,搅拌下于85℃反应6 h;降温至5℃,抽滤,滤饼用水洗涤,于80℃真空干燥得类白色固体2 250 g,收率94.1%,含量99.6%(HPLC,下同)。
(2)3的合成
在1 L高压釜中依次加入2 50 g(0.188 mol),5%Pd/C 5 g和无水乙醇450 mL,用氮气置换3次,通氢气至釜内压力为2.5 MPa,搅拌下升温至100℃,保温保压反应10 h(压力下降时补充氢气至釜内压力为2.5 MPa)。降温至30℃,抽滤,滤液于60℃以下减压浓缩,残余物用甲苯(250 mL)重结晶,于70℃真空干燥得白色晶体3 31.6 g,收率95.5%,含量 99.7%;1H NMR δ:2.00(s,2H),2.31~2.39(m,2H),2.56~3.56(t,J=4.8 Hz,2H),6.93~6.96(m,1H),7.03~7.08(m,1H),7.06~7.14(m,1H),7.56~7.62(m,1H),8.02(s,1H)。
滤饼为5%Pd/C,用无水乙醇洗涤后重复使用。
2 结果与讨论
2.1 2 的合成
反应条件同1.2(1),考察溶剂对2收率的影响,结果见表1。从表1可见,以甲苯和乙醇为溶剂时,收率不高,主要原因可能是甲苯的极性较小,不利于缩合反应的进行,而乙醇会与1发生醚化反应,致使收率降低。而用正丁醇,DMF和DMSO为溶剂时的收率接近,考虑到正丁醇回收比较容易,选择正丁醇作为反应溶剂。
表1 溶剂对2收率的影响*Table 1 Effect of solvents on yield of 2
2.2 3 的合成
反应条件同1.2(2),考察溶剂对3收率的影响,结果见表2。从表2可见,用甲苯为溶剂时收率较低;用异丙醇,甲醇和无水乙醇为溶剂时的收率接近。综合各方面因素考虑,以无水乙醇为溶剂。
表2 溶剂对3收率的影响*Table 2 Effect of solvents on yield of 3
实验中我们发现反应体系水分对催化脱苄基影响较大,5%Pd/C用前需经脱水处理。以无水乙醇为溶剂,其余反应条件同1.2(2),考察Pd/C用量对3收率的影响,结果见表3。由表3可见,Pd/C用量(占原料重量的百分比)在10%时最理想。
表3 Pd/C用量对3收率的影响*Table 3 Effect of Pd/C amount on yield of 3
2.3 Pd/C重复的使用次数
Pd/C的成本较高,希望Pd/C能回收利用,降低成本。考虑到回收时Pd/C的损耗,再次使用时一般视情况补加初始量的10%。
以无水乙醇为溶剂,5%Pd/C用量为10%,其余反应条件同1.2(2),考察Pd/C重复使用次数对3收率的影响,结果见表4。从表4可见,Pd/C回收使用6次时,3的收率稳定在93%左右。随着套用次数增加,Pd/C活性降低,反应时间延长,但反应能进行完全;当套用8次时,收率明显降低。尽管随着时间的延长还有可能将反应进行完全,考虑到反应效率,Pd/C回收套用次数以7次为最佳。
表4 Pd/C回收套用次数对3收率的影响*Table 4 Effect of recycle of Pd/C on yield of 3
综上所述,合成3的最佳反应条件为:以无水乙醇为溶剂,5%Pd/C用量为总用量的10%,于100℃/2.5 MPa条件下反应 10 h,3的收率95.5%,纯度99.7%。5%Pd/C可套用7次,收率稳定在95%左右。
[1] Jeffrey W H Watthey,Chappaqua N Y.3-Amino-[1]-benzazepin-2-one-1-akanoic acid[P].US 4 410 520,1983.
[2] Jeffrey W H Watthey,James L.Syntheses and biological properties of(carboxyalkyl)amino-substituted bicyclic lactam inhibitors of angiotensin converting enzyme[J].Med Chem,1985,28:1511-1516.
[3] Boyer S K,Pfund R A,Portmann R E,et al.Notiz zur synthese eines optisch aktiven ace-hemmers mit aminooxo-benzazepin-1-alkansaure-struktur mittels enantiokonvergierender kristallisationsinduzierter racemat-trennung[J].Helv Chim Acta,1988,71(2):337-343.
[4] 陈英奇,王晓钟,黄美云,等.3-(S)-氨基-2,3,4,5-四氢-2-氧-1H-1-苯并氮杂-1-乙酸叔丁酯的制备方法[P].CN,ZL200 910 101 088.5,2012.