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间三氟甲基苯胺合成尼鲁米特

2014-08-21陶晓红张文城吴振刚

化工生产与技术 2014年5期
关键词:苯胺硝基甲苯

陶晓红 张文城 石 勇 吴振刚 谢 艳

(衢州学院,浙江 衢州324000)

尼鲁米特(Nilutamide),非甾体抗雄激素药,由法国Roussel-Uclaf研制、推出,主要作用是与雄性激素的受体结合,阻止激素与受体结合,一般与手术治疗合并应用于前列腺癌或转移性前列腺癌治疗,发挥其抗雄性激素作用。对雌性激素、孕激素、盐或糖皮质激素受体基本无作用,因此减少了抗其他激素的副作用。在体内结构稳定,与受体结合持久,作用时间长,不产生雄激素的副作用[1-3]。

在国外,1种合成方法,是用芳胺和光气反应生成异氰酸酯,再和2-氨基-2-氰基丙烷反应经水解而得[2-3]。反应需用剧毒光气,制备2-氨基-2-氰基丙烷中间体时需用氰化钠。国内李倩报道了用4-硝基-3-(三氟甲基)苯胺在硫酸中进行重氮化后碘代,再进行缩合反应获得。该反应主要是原料不易获得[4]。

本研究以间三氟甲基苯胺为原料经过重氮化碘代反应、硝化反应、缩合反应获得尼鲁米特,原料相对廉价易得。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

所用原料均为工业级或化学纯。

熔点用WRR型熔点仪测定,温度计未经校正;薄层色谱(TLC)层析硅胶GF254薄板(涤纶片基),在254nm紫外灯下观察或碘熏显色,展开剂为石油醚和乙酸乙酯,体积比10:1或5:1。核磁共振谱用Avance500MHz核磁共振仪测定,TMS为内标。高效液相色谱仪(HPLC,依利特P230+UV230,色谱柱ShimadzuVP-ODS250×4.6×10μm),流动相为乙腈、水和H3PO4体积比650:350:1,检测波长220nm。HP5989A型质谱仪(MS)。

1.2 实验方法

1.2.1 重氮化碘代

搅拌条件下在250mL三口瓶中加入3.22g(20 mmol)间三氟甲基苯胺(C7H6F3N)、盐酸(30mmol),搅拌30min后,冰浴,析出间三氟甲基苯胺盐酸盐结晶。然后缓慢滴加1.45g(21mmol)NaNO2的10 mL水溶液,保持0℃反应2h。加入1g尿素,至淀粉碘化钾试纸无色。保持0℃,向反应瓶中加入50 mL氯仿,快速滴加KI(3.5g,21mmol)溶液,0℃下反应4h,升至室温搅拌过夜。静止分层,水层用15 mL氯仿萃取,合并有机层,并依次用亚硫酸钠溶液、碳酸钠溶液、饱和食盐水洗涤,无水硫酸镁干燥,减压蒸馏,得黄色液体4.3g,间碘三氟甲苯收率80%。

反应式为:

1.2.2 硝化阶段

在搅拌和通氮气的条件下,保持在低于10℃时,将所得黄色液体(其中间碘三氟甲苯2.72g,10 mmol),100mL1,2-二氯乙烷,浓HNO3(4.5g,46 mmol)溶于30mL1,2-二氯乙烷,加入滴液漏斗中,1h左右滴加完毕,滴加完毕后,继续反应约4h,HPLC监控反应终点。蒸馏回收1,2-二氯乙烷,剩余物倒入500mL冰水,过滤。滤饼用150mL正己烷洗2次(每次用150mL),除去异构体。再用乙醇重结晶,得黄色固体2-硝基-5-碘三氟甲苯(C6H3NO2ICF3)1.94g,收率61%。熔点60~62℃(文献[5]为63~64℃)。

反应式为:

1.2.3 缩合阶段

将2-硝基-5-碘三氟甲苯(1.6g,5mmol)、5,5-二甲基乙内酰脲(0.77g,6mmol)、Cu2O(0.36g,2.5 mmol)、DMF(20mL)加入三口瓶,搅拌回流12h。过滤,冰浴下将滤液倒入氨水溶液中,析出固体,过滤,滤饼溶于乙酸乙酯,再用饱和食盐水洗涤,分层,有机层用无水硫酸镁干燥,过滤,再用乙酸乙酯重结晶,得黄色固体1.1g,收率72%。熔点147~148℃(文 献[2]为149℃)。HNMR(DMSO-d6):1.55(s),7.82~7.93(d),8.09(s),8.06~8.13(d)。MS,m/z:317。

反应式为:

2 结果和讨论

2.1 重氮化碘代反应

以间三氟甲基苯胺(C7H6F3N)与盐酸不同配比,在-5~0℃下反应2h,TLC跟踪反应,以化合物3为目标的摩尔配比单因素优化实验结果见表1。

由表1可知,较佳的间三氟甲基苯胺与盐酸摩尔比为1:3.5,继续增加酸的用量对收率和质量影响不大。制备重氮盐过程中酸的作用,一是与亚硝酸钠形成亚硝酸;二是形成重氮盐,另外需部分酸保持一定的酸度,防止重氮盐与胺发生偶联反应,因此酸应过量。但酸的用量过高也可能会导致重氮化速度减慢。因此优化摩尔比为1:3.5。

表1 摩尔配比对重氮化碘代的影响Tab 1 The influence of molar ratio on diazotization iodo reaction

反应以TLC跟踪反应,反应时间不做单独考察因素,反应温度作为考察因素发现重氮盐形成的过程中控制在10℃以下均能获得较高收率,温度高于10℃时,温度越高重氮盐颜色越深,同时碘代的收率越低。

2.2 硝化反应

以质量分数分别为50%、65%、90%的硝酸,以及质量分数分别为44.5%硝酸和55.5%硫酸的混酸为硝基化试剂,间碘三氟甲苯与硝酸的摩尔比为1:1.3,10℃下反应4h,以2-硝基-5-碘三氟甲苯为目标的单因素优化实验结果见表2。

表2 硝酸含量对硝基化反应的影响Tab 2 The influence of nitric acid concentration on the nitration reaction

由表2可知,硝化反应随着硝酸含量的增加收率明显增加,采用混酸时收率高于浓硝酸,但是硝基化程度增加,导致异构体产生明显,熔程加长。故以质量分数90%的硝酸为硝基化试剂较好。

间碘三氟甲苯与硝酸摩尔比应硝酸适当过量较好,间碘三氟甲苯与硝酸摩尔比为1:1.3时,间碘三氟甲苯能在4h左右反应完全,具体时间通过HPLC监控,不作为单独考察因素。硝酸的量进一步增加对反应的转化时间没有明显缩短,但是收率会有所降低。摩尔数减少对反应时间增长明显且反应收率也有所减少,因此优化的间碘三氟甲苯与硝酸的摩尔配比为1:1.3。

以0、10、20℃为反应温度作为考察因素时发现,提高反应温度有利于原料的转化,同时异构化的产物明显增加导致收率有所下降。因此反应温度以10℃较好。另外,硝酸的滴加时间对收率也有一定的影响,一般控制在0.5h内加料完毕较好。

2.3 缩合反应

分别以Cu2O和CuCl为催化剂,TLC跟踪反应,在回流温度(153℃)下进行取代缩合反应,实验结果见表3。

表3 催化剂的选择对缩合反应的影响Tab 3 The influence of catalysts on the condensation reaction

由表3可知,取代缩合反应中2种催化剂的使用没有明显差异,采用CuCl作为催化剂时,反应终点提前到达,但收率变化不明显。较佳的是采用CuCl为催化剂。

3 结论

研究表明,以间三氟甲基苯胺为原料经过重氮化碘代、硝化、缩合反应获得尼鲁米特合成新方法,优化的反应条件分别是:重氮化碘代反应,反应温度10℃,间三氟甲基苯胺与盐酸摩尔比为1:3.5;硝化反应,反应温度10℃,硝酸的质量分数为90%,间碘三氟甲苯与硝酸的摩尔配比为1:1.3;缩合反应以CuCl为催化剂。各步收率分别为80%、61%、74%,总收率约为35%。

反应路线较短,有效避免了剧毒物质光气及氰化钠的使用,同时原料均价廉易得,收率较高,且各步反应条件均较为温和。与文献的其他方法相比有明显优势,缺点是硝基化反应过程较易形成异构体的产物。

[1]JeromePR.Anti-androgensandotherhormonaltherapies forprostatecancer[J].Urology,1999,54:15-18.

[2]PerronnetJ,GiraultP,BonneC.Imidazolidines:DE,2649925[P].1977-03-12.

[3]BattmannT,BonfilsA,BrancheC,etal.Anewspecific topicalantiandrogen:acandidateofchoiceforthetreatment ofacne,androgeneticalopeciaandhirsutism[J].JSteroid BiochemMolBiol,1994,48(1):55-60.

[4]李倩,吴为忠,孙婧,等.尼鲁米特类化合物的合成[J].中国医药工业杂志,2001,35(8):455-456.

[5]WeberE,BcachL,JohnFW,etal.Glycinereceptorantagonists andtheusethereo:US,5514680[P].1996-05-07.

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