普芦卡必利关键中间体4-氨基-5-氯-2,3-二氢-7-苯并呋喃苯甲酸的合成工艺研究
2017-01-05石权达姚宏涛
石权达,闫 冬,高 静,姚宏涛
(辽宁亿灵科创生物医药科技有限公司,辽宁 本溪 117004)
普芦卡必利关键中间体4-氨基-5-氯-2,3-二氢-7-苯并呋喃苯甲酸的合成工艺研究
石权达,闫 冬,高 静,姚宏涛
(辽宁亿灵科创生物医药科技有限公司,辽宁 本溪 117004)
目的 研究普芦卡必利关键中间体4-氨基-5-氯-2,3-二氢-7-苯并呋喃苯甲酸的合成工艺。方法 以2-甲氧基-4-乙酰氨基 -5-氯苯甲酸甲酯为起始原料,经脱甲基、溴化、缩合、环合、水解得到目标产物。结果 经五步合成了目标产物,总收率为63%,目标化合物结构经1HNMR和MS确证。结论 该合成方法原料易得,反应条件温和,适合大规模制备。
普芦卡必利;4-氨基-5-氯-2,3-二氢-7-苯并呋喃苯甲酸;合成
4-氨基-5-氯-2,3-二氢-7-苯并呋喃苯甲酸是合成普芦卡必利的关键中间体。普芦卡必利为苯丙咪唑类药物[1],是特异性5-羟色胺4(5-HT4)受体完全激动剂,具有较高选择性和特异性5-HT4受体作用,可增加胆碱能神经递质的释放,刺激肠蠕动反射,增强结肠收缩和近端结肠传输,能有效缓解便秘患者的症状,主要用于治疗各种便秘及手术的胃肠道蠕动无力和假性梗阻。2009年10月在欧洲获批,2010年1月在德国上市,同年3月在英国上市[2]。
1 仪器与试药
Bruker AVANCE-600型核磁共振仪(德国Bruker公司),GCMS-QP5050A型质谱仪(日本岛津公司),YRT-3型药物熔点仪(天津市富兰斯电子科贸有限公司)。2-甲氧基-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯(辽源市银鹰制药有限责任公司);1,2-二溴乙烷(上海海曲化工有限公司);其他试剂(分析纯,市售)。
2 方法与结果
2.1 改进合成工艺路线
作为合成普芦卡必利的关键中间体,4-氨基-5-氯-2,3-二氢-7-苯并呋喃苯甲酸的合成路线主要有2条。路线1[3]以4-氨基-5-氯-2,3-二氢-7-苯并呋喃为起始原料,经溴化、羧基化2步制得,该路线虽步骤少,但起始原料供应极少,价格昂贵,反应使用丁基锂,需-60℃低温,无水无氧操作,不利于工业化生产;路线2[4]以2-羟基-4-乙酰氨基苯甲酸甲酯为起始原料,经烃化、重排、氧化、还原、氯化、环合、水解7步反应制得,此路线总收率不高,且有230℃的高温反应,使用剧毒试剂四氧化锇,不利于工业生产。本工艺以2-甲氧基-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯为起始原料,经脱甲基、溴化、缩合、环合、水解得到目标产物,反应步骤短,收率高,反应条件温和,与其他路线相比更利于工业化生产。其合成路线见图1。
图1 4-氨基-5-氯-2,3-二氢-7-苯并呋喃苯甲酸的合成路线图
2.2 合成过程及确证
2-羟基-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯(化合物1)的制备:向2 L反应瓶中加入100 g 2-甲氧基-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯及0.6 L甲苯,开动搅拌,慢慢分批加入100 g无水三氯化铝;升温回流10 h;薄层监控,2-甲氧基-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯无剩余;冷却至室温,滴加0.1 L盐酸与0.5 L水的混合液,控制内温在40℃以下,滴加完毕后搅拌1 h;停止搅拌,10℃以下静置1 h;过滤,水洗滤饼;真空干燥,得86 g白色结晶性粉末,反应收率为91.0%(文献[5]收率为86%),熔点165~168℃。1HNMR(600M,DMSO-d6)鉴定,δ2.17(3H,s,CH3),δ3.86(3H,s,CH3),δ7.77(2H,d,Ar-H),δ9.49(1H,s,NH),δ10.50(1H,s,OH)。MS鉴定(m/z):243[M]+。
2-羟基-3-溴-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯(化合物2)的制备:向2 L反应瓶中加入86 g化合物1,0.8 L二甲基甲酰胺,开动搅拌,升温至35~40℃,滴加106.5 g溴,控制内温35~40℃,滴毕后35~40℃保温6 h;薄层监控,化合物1无剩余;冷却至室温,控制内温在40℃以下,滴加0.8 L水,搅拌1 h;停止搅拌,10℃以下静置1 h;过滤,水洗滤饼;真空干燥,得111 g白色结晶性粉末,反应收率为97.5%(文献[6]收率为98%),熔点为223~226℃。1HNMR(600M,DMSO-d6)鉴定,δ2.07(3H,s,CH3),δ3.86(3H,s,CH3),δ7.89(1H,s,Ar-H),δ10.06(1H,s,NH),δ11.19(1H,s,OH)。MS鉴定(m/z):323[M]+。
2-溴乙氧基-3-溴-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯(化合物3)的制备:向2 L反应瓶中加入111 g化合物2,58 g碳酸氢钠,0.6 L丙酮,开动搅拌,升温至35~40℃,35~40℃保温1 h。滴加128 g 1,2-二溴乙烷,滴毕后35~40℃保温7 h;薄层监控,化合物2无剩余;冷却至室温,滴加1.2 L水,搅拌1 h;停止搅拌,静置1 h;过滤,水洗滤饼;真空干燥,得126 g白色结晶性粉末,反应收率为85.2%(文献[6]收率为62%),熔点为152~155℃。1HNMR(600M,DMSO-d6)鉴定,δ2.08(3H,s,CH3),δ3.81(2H,t,CH2),δ3.88(3H,s,CH3),δ4.30(2H,t,CH2),δ7.90(1H,s,Ar-H),δ10.09(1H,s,NH)。MS鉴定(m/z):429[M]+。
4-乙酰氨基-5-氯-2,3-二氢-7-苯并呋喃苯甲酸甲酯(化合物4)的制备:向0.5 L反应瓶中加入126 g化合物3,0.3 L无水乙醚,开动搅拌,降温至0℃以下,缓慢加入13 g金属钠;氮气保护下,10℃以下保温2 h;薄层监控,化合物3无剩余;过滤,滤液用0.3 L水洗涤,分出有机层,减压浓缩至干,得到70 g白色结晶性粉末,反应收率为88.7%(文献[6]收率为63%),熔点171~174℃。1HNMR(600M,DMSO-d6)鉴定,δ2.08(3H,s,CH3),δ3.06(2H,t,CH2),δ3.80(3H,s,CH3),δ4.67(2H,t,CH2),δ7.64(1H,s,Ar-H),δ9.94(1H,s,NH)。MS鉴定(m/z):269[M]+。
4-氨基-5-氯-2,3-二氢-7-苯并呋喃苯甲酸(化合物5)的制备:向1 L反应瓶中加入70 g化合物4、0.28 L水、0.06 L丙二醇单甲醚、104 g 50%氢氧化钠溶液,开动搅拌;升温至85~90℃,85~90℃保温6 h;薄层监控,化合物4无剩余;降至室温,10℃以下静置1 h;过滤,真空干燥,得钠盐。将钠盐转移至1 L反应瓶中,加入0.52 L水和0.09 L丙二醇单甲醚,升温至75~80℃,体系澄清后,滴入0.02 L盐酸,搅拌降至室温,10℃以下静置2 h;过滤,水洗滤饼;真空干燥,得52 g白色结晶性粉末,反应收率为93.8%(文献[6]收率为93%),高效液相色谱法(HPLC)检测纯度为 99.97%。1HNMR(600M,DMSO-d6)鉴定,δ2.97(2H,t,CH2),δ4.60(2H,t,CH2),δ5.99(2H,s,NH2),δ7.43(1H,s,Ar-H),δ12.05(1H,s,OH)。MS鉴定(m/z):213[M]+。
3 讨论
脱甲基反应:文献[5]报道,以二氯乙烷为溶剂进行反应,二氯乙烷为一类溶剂,毒性较大,生成的化合物1在二氯乙烷中溶解度很小,反应体系极其黏稠,结块严重,反应后期搅拌困难,放大生产难以实现。改进后的工艺将反应溶剂改为甲苯,反应体系黏度大大降低,物料间接触更充分,不但提高了收率,而且增加了放大生产的可行性。
溴化反应:主要考察了反应溶剂对反应收率及产品质量的影响。试验中发现,以醋酸-水为溶剂,反应时间短,收率接近理论收率,但化合物2在该体系中溶解度很小,反应体系黏稠,过滤非常困难,滤饼难以抽干,干燥时间较长。改进后的工艺将溶剂改为二甲基甲酰胺,该体系为均相体系,后处理中过滤和干燥均操作简单,且收率无明显下降。
缩合反应:文献[6]报道,以碳酸钾为催化剂、二甲基乙酰胺为溶剂进行反应,由于碳酸钾碱性过强,化合物2中的酰胺基团和酯基易被破坏得到多种副产物,反应过程中生成的二烷基化物也较多,得到的粗品纯度较低,须通过重结晶精制,才能得到合格产品。改进后的工艺将催化剂改为碱性较弱的碳酸氢钠,溶剂改为丙酮,继而通过降低反应温度和延长反应时间来控制副产物的生成,得到的产品纯度高,无需再次精制,收率得到大幅提高。
环合反应:文献[6]报道,以锌粉为环合试剂、二甲基乙酰胺为溶剂进行反应,反应条件较剧烈,副产物多,收率较低,无法得到高纯度的化合物4,HPLC含量只有88.3%。改进后的工艺采用钠为环合试剂、无水乙醚为溶剂,使反应具有良好的选择性,薄层监控,几乎看不到杂质点,所得产品纯度高,反应收率大幅提高。
本合成工艺以2-甲氧基-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯为起始原料,经脱甲基、溴化、缩合、环合、水解得到目标产物,总收率为63%(文献[5-6]收率为31%)。通过改变溶剂增加了脱甲基反应和溴化反应放大生产的可行性,通过改变反应底物大幅提高了缩合反应和环合反应的反应收率。本工艺原料易得,反应条件温和,成本低廉,适合普芦卡必利的大规模生产。
[1]宁 卉,赵志刚.治疗慢性便秘的新型促动力药普芦卡必利[J].药品评价,2013,10(12):18-21.
[2]帅晓玮,王蔚虹.普芦卡必利对慢性便秘的治疗作用[J].临床药物治疗杂志,2014,12(6):46-49.
[3]Daele G.N-(3-hydroxy-4-piperidinyl)(dihydrobenzo furan,dihydro-2H-benzopyran or dihydrobenzodioxin)carboxamide derivatives:US5374637[P].1994-12-20.
[4]Takuji.Synthesis and structure-activity relationship of 3-substituted benzamide,benzofuran-7-caboxamide,2,3-dihydrobenzofuran-7-carboxamide,and indole-5-carboxamide derivatives as selective serotonin 5-HT4receptor agonists[J].Chemical and Pharmaceutical Bulletin,1998,46(1):42-52.
[5]Terricabras B.N-amide derivatives of 8-azabicyclo[3,2,1] oct-3-yl as ccr1 antagonists:WO2006133802[P].2006-05-30.
[6]Willemsens B,Copmans A,Beerens D,et al.Dihydro-7-benzofurancarboxylic acid:An intermediate in the synthesis of the enteroldnetic agent R108512[M].Washington:American Chemical Society,2003:125-139.
Synthesis of 4-Amino-5-Chloro-2,3-Dihydrobenzofuran-7-Carboxylic Acid,a Prucalopride′s Synthetic Intermediate
Shi Quanda,Yan Dong,Gao Jing,Yao Hongtao
(Liaoning Eliving Pharma-Tech Co.,Ltd,Benxi,Liaoning,China 117004)
Objective To study the synthetic process of 4-Amino-5-chloro-2,3-dihydrobenzofuran-7-carboxylic acid,the key intermediate for the preparation of prucalopride.Methods The target compound was prepared through demethylation,bromination,condensation,cyclization and hydrolysis reaction with 2-methoxy-4-acetylamino-5-chloro methyl benzoate as starting material.Results The target compound was obtained through a 5-step procedure in an overall yield of 63%.The structure of target compound was confirmed by1HNMR and MS.Conclusion The easy availability of the reactants,facile reaction conditions and convenient operation procedures make the process a promising prospect for application in large-scale manufacture.
prucalopride;4-Amino-5-chloro-2,3-dihydrobenzofuran-7-carboxylic acid;synthesis
FQ460.3;R975+.1
A
1006-4931(2016)02-0038-03
石权达(1980-),男,辽宁凤城人,工程师,主要从事医药研发、药物合成工艺开发工作,(电话)024-45864101(电子信箱)shiquanda@lnpharmtech.com。
2015-08-05)