1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇的合成工艺研究新进展
2019-09-10王诗雅李敢黄雨石桂莉莉祁惠帼徐振宇
王诗雅 李敢 黄雨石 桂莉莉 祁惠帼 徐振宇
摘 要:1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇是一種重要的抗真菌药物中间体。参考近年来有关1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇合成的论文和专利,介绍了合成1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇的工艺条件,分析了各种工艺的优缺点,并指出了1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇研究的发展方向。
关键词:1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇;合成;进展
1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇,英文名1-(2,4-dichlorophenyl)-2-(1-imidazolyl)-ethanol是合成硝酸咪康唑、硝酸益康唑、硝酸异康唑的重要中间体,用作抗真菌药物和水果保鲜剂等咪唑类抗真菌药物的中间体。查阅了1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇合成的论文和专利,综述如下。
1 以甲醇和2,4,ω-三氯苯乙酮为原料
蒋彩珍等[1]以甲醇和2,4,ω-三氯苯乙酮(下称酮化物)为原料,硼氢化钾为催化剂,得到了1-(2,4-二氯苯基)-2-氯-乙醇(下称还原物)。工艺条件:加入甲醇、酮化物,于室温下慢慢加入硼氢化钾,1 h加完,室温反应30 min,放置过夜。减压蒸除甲醇后加苯,常压蒸馏至糊状,得粗品,加DMF溶解备用。另以甲醇与金属钠制成甲醇钠溶液,于室温加入咪唑,反应1 h。减压蒸除甲醇至干。加DMF,于110~115 ℃滴加还原物的DMF溶液,40 min加完,反应30 min,减压浓缩,冷至室温,倒入冰水中。结晶析出后过滤,用水洗涤,干燥得淡棕色1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)乙醇(下称咪唑乙醇),收率为82%,m.p.132~134 ℃。该工艺经过多次蒸馏,反应时间长,使用原料甲醇毒性大,金属钠不好保存,产品色泽不好。
2 以2,4-二氯苯甲醛为原料
王宇等[2]根据锍内鎓盐在碱性条件下与羰基化合物形成环氧化物原理,首次选择以2,4-二氯苯甲醛为原料经环氧化生成1-(2,4-二氯苯基)环氧乙烷后,再用咪唑使环氧乙烷开环得到,总收率54%。工艺条件为:2,4-二氯苯甲醛,锍内鎓盐溶液,搅拌控温10 ℃,加入KOH,搅拌反应4 h。反应结束后用盐酸中和至中性,常压蒸馏回收溶剂。反应液弃去水相得1-(2,4-二氯苯基)环氧乙烷。1-(2,4-二氯苯基)环氧乙烷、甲醇钠、咪唑和正丁醇加热回流反应4 h,反应结束后常压蒸馏回收溶剂,反应液加入稀盐酸中和、过滤,滤饼用甲苯重结晶得咪唑乙醇,质量分数99.2%,总收率54%(以2,4-二氯苯甲醛计),m.p.134.4~135.6 ℃。该工艺在碱性条件下以2,4-二氯苯基环氧乙烷与咪唑反应得到咪唑乙醇,使用的试剂多,产生的三废多。
3 固-液相转移催化法
王明慧等[3]用固-液相转移催化法由还原物与咪唑在NaOH存在下进行N烷基化反应合成了咪唑乙醇。用TBAB、PEG400作催化剂,非质子偶极溶剂四氢呋喃(THF)或丙酮作有机溶剂,固体NaOH作碱剂,收率在88%以上,而且副产物很少,产物容易分离,快速搅拌,THF在储存时很容易变成过氧化物。THF为中等极性的非质子溶剂,沸点为66 ℃。长期接触四氢呋喃会对血液造成极大伤害,引起慢性中毒,引起神经衰弱综合症。丙酮为易致毒化学品,沸点56 ℃,易挥发。
4 以无水乙醇和酮化物为原料
邵律成等[4]以无水乙醇和酮化物为原料,NaBH4为催化剂,得到了还原物。还原物再与咪唑在NaOH条件下以TEBA作相转移催化剂、DMF作溶剂得到咪唑乙醇。工艺条件为:酮化物、无水乙醇,在60 ℃搅拌下分次加入NaBH4,回流反应1.5 h,反应结束后蒸干溶剂得到油状物,用水洗,分出油状物,减压条件下蒸干,得到还原物粗品,收率79.29%。还原物,咪唑,TEBA,NaOH和DMF,于65 ℃搅拌反应3 h,反应结束后将反应液倒入水中,析出固体,过滤,粗品用少量乙醇洗涤,过滤得到咪唑乙醇,总收率为63.82%。该工艺使用的二甲基甲酰胺(DMF)是高沸点的极性(亲水性)非质子溶剂,能促进反应按SN2反应机理进行,但在强碱或强酸的存在下是不稳定的(尤其在高温下),并水解为蚁酸与二甲基胺。
5 相转移催化还原一锅法
高歌等[5]将酮化物与咪唑进行N-烷基化反应,得到α-(1-咪唑基)-2,4-二氯苯基乙酮,中间体不经分离,用季铵盐TEBA 做催化剂,硼氢化钾做还原剂,进行相转移催化还原一锅法得到咪唑乙醇,收率达85%。工艺条件为:甲苯、咪唑,搅拌冷却至0~5 ℃,滴加酮化物与甲苯溶液,滴加时控制温度0~5 ℃。加毕,保温反应2 h,升至室温,搅拌反应(18.0±0.5)h。TLC检测反应完全后,加入水500 mL,搅拌15 min,缓慢升温至70 ℃,保温静置,分出有机层。有机层加入水、TEBA,搅拌分批加入硼氢化钾。加毕,室温搅拌反应6 h,升温至70 ℃,分去水相。甲苯层冷却析晶,过滤得粗品,用甲苯重结晶,得白色结晶性粉末98 g,收率85%,m.p.134.2~136.1 ℃。
6 以PEG-400为相转催化剂
金万祥等[6]以PEG-400为相转催化剂合成咪唑乙醇,工艺为:甲苯、咪唑、还原物、聚乙二醇-400、氢氧化钠溶液质量浓度为50%(质量分数),反应温度为70 ℃,反应时间为6 h,收率可达84.6%。反应条件温和,操作方便。
7 将咪唑悬于二氯甲烷中
王小华[7]将咪唑悬于二氯甲烷中,加入酮化物搅拌30 min,然后加热回流反应5 h。反应完成后在-0.06~-0.08 MPa下蒸出二氯甲烷,在剧烈搅拌下将剩余物加入到水中,过滤析出的沉淀经水洗后即得1-(2,4-二氯苯基)-2-(1H-咪唑基)乙酮粗品。用甲醇重结晶后测得1-(2,4-二氯苯基)-2-(1H-咪唑基)乙酮,收率93%。加1-(2,4-二氯苯基)-2-(1H-咪唑基)乙酮至甲醇溶剂中搅拌,分3批加入KBH4(每20~30 min一批),加料完毕后继续搅拌反应30 min。反应完成后,用盐酸调节pH至中性,再搅拌20~30 min,然后蒸出80%~85%的甲醇,加水,搅拌,过滤析出的固体得咪唑乙醇粗品,粗品用甲苯重结晶后测得咪唑乙醇,m.p.134~138 ℃,收率86.00%,总收率为79.98%。
8 以酮化物为原料,异丙醇铝为催化剂
黄永明等[8]以酮化物为原料,异丙醇铝为催化剂,异丙醇为溶剂得到了还原物。工艺条件为:酮化物、异丙醇、异丙醇铝。加热回流反应4~5 h。减压蒸馏,稍冷后加入30%硫酸水解反应物10 min。分出下层的油层,母液用30~60 ℃石油醚萃取,将油层与萃取液合并,用冰水冷却,即有结晶析出。过滤,得淡黄色棱状结晶还原物,熔点46~50 ℃,收率80%。甲醇中分批加入切成小块的金属钠,此时反应较激烈,必要时用水浴冷却。待全部金属钠作用完后,加入咪唑及甲醇配成的溶液,搅拌15 min。然后在减压下蒸除甲醇至干。在残留物中加入DMF,升温至124 ℃,然后冷却至112~116 ℃时,开始滴加含还原物的DMF溶液。边滴加边有沉淀产生,约10 min加毕,最后再保温10 min。冷却反应液至10 ℃,加入清水,即有沉淀析出,冷却后过滤。粗产物用95%乙醇重结晶,活性炭脱色,得白色结晶咪唑乙醇,m.p.133~135 ℃,收率70.3%。总收率为56.24%。该工艺需用30~60 ℃石油醚萃取,结晶,收率低。金属钠是易燃易爆化学品,危险性大,生产不安全,需将金属钠切成小块,反应剧烈,反应温度高。
9 以酮化物为原料,硼氢化钠为催化剂
李再峰等[9]以酮化物为原料,硼氢化钠为催化剂,甲醇为溶剂得到了还原物。工艺条件为:酮化物溶于甲醇中,冷却0~5 ℃,边搅拌边分批加入硼氢化钠,加完后反应0.5 h,再逐渐升温至50 ℃反应1 h,再加热回流反应1 h,降至室温,加入80 mL水以分解过量硼氢化钠,蒸去甲醇,用稀酸酸化,分离有机层,水层用乙醚萃取,合并有机相,加入无水Na2SO4干燥,蒸去乙醚,得粗还原物固体,用95%乙醇重结晶,得白色固体,收率88.0%,m.p.46~50 ℃。还原物和碘化四丁铵溶于DMF中,搅拌下滴入含咪唑和粉状氢氧化钾的DMF溶液,滴完后缓慢升温至70 ℃左右,反应5 h后加入水,冷却,静置后抽滤,固体干燥后用无水乙醇重结晶,得针状晶体,收率73%,m.p.132~134 ℃。
汪千琪等[10]将DMF、咪唑、片碱、PEG-600加入到反应容器中,搅拌混合均匀,缓慢加热升温到110~115 ℃,保温1 h,之后降温到50~55 ℃;滴加还原物的DMF溶液,边滴加边搅拌,滴加时温度控制在50~55 ℃,滴加结束后,保温1 h,升温到110~115 ℃,反应4 h后,降温至60 ℃,加水,继续降温至室温;离心过滤,得产物咪唑乙醇粗品。粗品烘干,用甲苯重结晶得干品,收率为92%。
总之,通过对现有工艺的研究发现,1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇的合成宜选氢氧化钠为碱剂,甲苯为溶剂,TEBA或PEG400为相转移催化剂。现有技术对该药物的研究多集中在实验室水平,对于药品的规模化生产而言,现有技术提供的1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇生产工艺缺乏对杂质的有效控制,导致纯化等后处理步骤复杂、成本较高,且缺乏连续性,难以满足工业化大规模生产的需要。需要研究解决目前工艺上存在的问题,简化操作工艺,降低能源消耗,减少三废的产生,促进企业的发展,为环保事业作出应有的贡献。
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