抗抑郁药阿戈美拉汀的合成
2017-10-13杨传伟刘文涛李新志吴世德
杨传伟, 刘文涛, 刘 杰, 李新志, 许 敏, 吴世德*
(1. 山东明仁福瑞达制药股份有限公司 山东省骨科疼痛类药物工程研究中心,山东 济南 250104; 2. 山东省药学科学院 山东省化学药物重点实验室,山东 济南 250101)
·研究简报·
抗抑郁药阿戈美拉汀的合成
杨传伟1, 刘文涛2, 刘 杰1, 李新志1, 许 敏1, 吴世德1*
(1. 山东明仁福瑞达制药股份有限公司 山东省骨科疼痛类药物工程研究中心,山东 济南 250104; 2. 山东省药学科学院 山东省化学药物重点实验室,山东 济南 250101)
以(7-甲氧基-3,4-二氢-1-萘基)乙腈为原料,经氧化、还原和乙酰化反应合成了抗抑郁药阿戈美拉汀,总收率71%,纯度99.94%,其结构经1H NMR,13C NMR, IR, HR-MS(ESI)和元素分析确证。
(7-甲氧基-3,4-二氢-1-萘基)乙腈; 抗抑郁药; 阿戈美拉汀; 药物合成
Abstract: The antidepressant drug, agomelatine with total yield of 71% and purity up to 99.94%, was synthesized by oxidation, reduction and acylation reaction, using (7-methoxy-3,4-dihydro-1- naphthyl) acetonitrile as the starting material. The structure was confirmed by1H NMR,13C NMR, IR, HR-MS(ESI) and elemental analysis.
Keywords: (7-methoxy-3,4-dihydro-1-naphthyl) acetonitrile; antidepressant drug; agomelatine; drug synthesis
阿戈美拉汀(1),化学名为N-[2-(7-甲氧基萘-1-基)乙基]乙酰胺,是法国Servier公司研发的抗抑郁药,于2009年9月在欧洲上市。1是全球首种褪黑素1、2受体激动剂,同时也是5-羟色胺2C受体拮抗剂,主要用于镇静催眠、抗焦虑和抗抑郁症。临床研究表明,1与国内其他常用抗抑郁治疗药物相比,具有起效快,疗效显著、安全性高、耐受性好、不良反应少和改善睡眠质量等优点。此外,1不会引起体重改变,被认为是精神疾病领域的“重磅炸弹”级药物[1-3]。
目前,1的合成方法主要有以下4种:(1)以7-甲氧基-1-四氢萘酮(A)为起始原料,经加成、氧化和消除反应制得关键中间体(7-甲氧基-1-萘基)乙腈,然后经氢化还原、乙酰化“一锅法”合成1[4];或A经加成、还原、酰化反应制得N-[2-(1-羟基-7-甲氧基-1,2,3,4-四氢-萘-1-基)乙基]-乙酰胺,然后经消除、氧化反应合成1[5]。该方法涉及超低温反应,对反应环境的无水无氧要求较高,
Scheme1
安全可控性差,不利于工业化生产。(2)以1-氨基-7-萘酚为起始原料,经重氮化、Sandmeyer反应制得1-溴-7-萘酚,然后经甲基化、偶联、还原、乙酰化合成1[6]。该方法需使用易制毒试剂亚硝酸钠、硫酸二甲酯和氯仿等,对环境危害较大,且反应中涉及柱层析,操作繁琐,不利于规模化生产。(3)以2-萘酚为起始原料,经乙酰化、傅-克反应、甲基化、Willgerodt-Kindler重排、还原、酰化反应合成1[7]。该方法反应路线较长,收率偏低,且需大量使用甲苯、吗啉、硫酸二甲酯等有毒试剂。(4)以A为起始原料,经芳构化、还原和酰化反应合成1[8-9]。该方法原料昂贵,生产成本高,需大量使用甲苯、乙酸酐等易制毒试剂等,不具有工业化前景。
本文以(7-甲氧基-3,4-二氢-1-萘基)乙腈(2)为起始原料,经氧化、还原及乙酰化反应合成了1(Scheme1),总收率71%,纯度99.94%,其结构经1H NMR,13C NMR, IR, HR-MS(ESI)和元素分析确证。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
Buchi B-545型熔点仪(温度未校正);Varian INOVA-300 MHz型核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂,TMS为内标);NICOLET Magna 750型傅立叶变换红外光谱仪(KBr压片);Bruker amaZon X型质谱仪;Agilent 1260型高效液相色谱仪;Vario EL cube型元素分析仪。
2,工业级(纯度>99%),北京海步医药科技有限公司;其余所用试剂均为分析纯。
1.2 合成
(1)3的合成
在三口瓶中依次加入二氯二氰基苯醌(DDQ)222 g(0.98 mol)和二氯甲烷1.0 L,搅拌20 min;缓慢滴加2200 g(0.82 mol)的二氯甲烷(200 mL)溶液,滴毕(约1 h),于室温反应1 h(TLC检测)。过滤,滤饼用二氯甲烷(2×50 mL)洗涤,合并滤液和洗液,依次用饱和碳酸氢钠溶液(2×150 mL)和饱和食盐水(2×150 mL)洗涤,减压浓缩,残余物用70%乙醇重结晶,过滤,滤饼于60 ℃干燥4 h得淡黄色固体3151.15 g,收率94.0%,纯度99.56%(HPLC归一化法,下同),m.p.82.5~83.8 ℃(81~83 ℃[6]);1H NMRδ: 3.88(s, 3H), 3.99(s, 2H), 7.08~7.84(m, 6H); HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C13H11NO{[M+H]+}197.2, found 198.2。
(2)5的合成[10]
在氢化反应釜中依次加入3100 g(0.51 mol), 15%氨乙醇溶液1.5 L和雷尼镍30 g,抽真空并通入氮气,重复两次;将釜内压力调至1.0~1.5 MPa,于室温反应至氢气压力不再变化。排空釜内氢气,过滤,回收催化剂,滤液减压浓缩得淡黄色油状液体4102 g,收率99.98%,纯度99.78%; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C13H15NO{[M+H]+}201.2, found 202.3。
在4中加入二氯甲烷500 mL,搅拌10 min;缓慢滴加浓盐酸42 mL,滴毕,反应2 h。冷却至0 ℃,过滤,滤饼于60 ℃干燥4 h得白色固体5100.2 g,收率83.17%,纯度99.96%, m.p.214.8~215.5 ℃;1H NMRδ: 3.01(m, 2H), 3.44(m, 2H), 3.88(s, 3H), 7.10~7.93(m, 6H), 8.32(s, 3H)。
(3)1的合成
向三口瓶中依次加入5100 g(0.42 mol),二氯甲烷800 mL和三乙胺93.7 g(0.93 mol),于室温搅拌30 min;降温至0~5 ℃,缓慢滴加乙酰氯36.3 g(0.46 mol)的二氯甲烷(100 mL)溶液,滴毕,反应1 h。用饱和食盐水(2×150 mL)洗涤,减压蒸除溶剂,残余物用40%异丙醇重结晶,过滤,滤饼于60 ℃干燥6 h得白色固体193.2 g,收率91.1%,纯度99.94%, m.p.108.2~109.0 ℃(107~108 ℃[6]);1H NMRδ: 1.86(s, 3H), 3.14(m, 2H), 3.36(m, 2H), 3.96(s, 3H), 7.18(dd,J=2.4 Hz, 8.7 Hz, 1H), 7.28(m, 1H), 7.33(m, 1H), 7.64(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.71(d,J=7.2 Hz, 1H), 7.83(d,J=9.0 Hz, 1H), 8.14(t,J=5.4 Hz, 1H);13C NMRδ: 22.56, 33.02, 39.51, 55.18, 102.57, 117.93, 123.06, 126.43, 126.87, 128.74, 129.97, 132.84, 134.12, 157.39, 169.37; IRν: 1 030, 1 214, 1 250, 1 366, 1 434, 1 471, 1 509, 1 546, 1 598, 1 625, 1 638, 2 871, 2 939, 2 965, 3 072, 3 242; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C15H17NO2{[M+H]+}243.3, found 244.2; Anal. calcd for C15H17NO2: C 74.05, H 7.04, N 5.76, found C 73.81, H 7.03, N 5.65。
2 结果与讨论
(1)3的合成
合成3时,我们采用了醌类化合物(DDQ)脱氢芳构化的方法。该方法与Pd/C-受氢体催化脱氢相比,具有原料廉价易得、反应条件温和,收率较高(约95%)等优点。
(2)4的合成
合成4时,由于反应涉及氰基还原过程,我们采用了Raney-Ni催化加氢的方法。该方法具有催化剂廉价易得,回收利用率高,后处理简单,收率高,对环境友好等优点。此外,我们还对溶剂的含氨量进行了研究。反应溶剂为无水乙醇时,产品主要杂质——N,N-二[2-(7-甲氧基-1-萘基)乙基]胺(M)的含量超过50%,且M难以分离,严重影响反应收率;随着乙醇含氨量的增加,M的含量逐渐降低;当氨质量分数超过15%, M含量低于0.2%,产品纯度大于99.5%。
4为脂肪伯胺类化合物,室温下长时间放置会导致色泽加深和杂质增加。我们通过将4转化成对应的盐,提高了其稳定性,降低了后续精制过程的难度。
(3)1的合成
1的合成为乙酰化反应,酰化试剂滴加温度和缚酸剂对产品的纯度和收率影响较大。首先对酰氯的滴加温度进行了考察。结果表明,反应温度为10~20 ℃时,收率93.72%,纯度仅94.4%;反应温度为0~5 ℃时,收率91.5%,纯度超过99%。在此基础上,继续考察了缚酸剂对反应的影响。结果表明,碳酸钾为缚酸剂,反应时间3 h,收率84.4%;三乙胺为缚酸剂,后处理简单,反应时间仅需1 h,收率91%,且反应副产品三乙胺盐酸盐可以回收,作为季铵盐相转移催化剂,用于农药、医药领域,有利于提高产品附加值。
以(7-甲氧基-3,4-二氢-1-萘基)乙腈为起始原料,经DDQ脱氢芳构化、催化氢化、乙酰化反应合成抗抑郁药阿戈美拉汀,总收率71%,纯度99.94%。与现有工艺相比,该方法收率有了较大提高,所用溶剂均可回收套用。此外,该路线还具有合成步骤短、后处理简单、原料廉价易得和“三废”少等优点,符合节能减排和绿色化学的发展理念,具有较好的工业化前景。
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SynthesisofAntidepressantAgomelatine
YANG Chuan-wei1, LIU Wen-tao2, LIU Jie1,LI Xin-zhi1, XU Min1, WU Shi-de1*
(1. Shandong Engineering Research Center for Medicines of Orthopedic Pain, Shandong Mingren Freda Pharm Co., Ltd., Jinan 250104, China; 2. Key Laboratory for Chemical Drug Research of Shandong Province, Shandong Academy of Pharmaceutical Science, Jinan 250101, China)
O623.626; R914.5
A
10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.10.17035
2017-02-24;
2017-07-31
山东省企业技术创新项目(201541901031)
杨传伟(1984-),男,汉族,山东肥城人,硕士,主管药师,主要从事心血管药物的合成研究。 E-mail: chuanwei_young@163.com
吴世德,主任中药师, E-mail: xunhanren@163.com