（S）-吲哚啉-2-甲酸的合成工藝研究

張 苗 夏建勝 呂宏初 謝媛媛 李堅軍*

（1.浙江工業大學 藥學院，綠色制藥技術與裝備教育部重點實驗室，杭州 310014；2.浙江昌明藥業有限公司，浙江 天臺 321300）

培哚普利是一種無巰基的血管緊張素轉換酶（ACE）抑制劑，廣泛用于治療原發性高血壓和充血性心力衰竭[1-3]。（S）-吲哚啉-2-甲酸是合成培哚普利的關鍵中間體，該類衍生物不僅具有普遍的降壓作用，還可以作為肝X受體調節劑、以及具有抗癌等藥理活性[4-5]。因此研究開發高效綠色的（S）-吲哚啉-2-甲酸的合成工藝具有重要的現實意義。

目前合成 （S）-吲哚啉-2-甲酸衍生物主要有以下幾種方法：1）拆分法。以外消旋的吲哚啉-2-甲酸為原料，在乙醇溶劑中用（R）-α-甲基芐胺為拆分試劑對其進行拆分，得到（S）-吲哚啉-2-甲酸，收率為63%[6]。該方法反應條件溫和、溶劑可回收利用、對環境污染小，但收率較低。2）不對稱合成法。以鄰溴芐基溴和甘氨酸叔丁酯衍生物為反應物，在金雞納堿衍生物的催化下經自由基環合反應得到了（S）-吲哚啉-2-甲酸叔丁酯，然后經水解得到目標產物（S）-吲哚啉-2-甲酸，收率為71%[7]。該法反應條件苛刻，且催化劑價格昂貴。3）硝基胺化合成法。以廉價易得的L-苯丙氨酸為原料，在硝酸脲的硝化作用下得到2,4-二硝基-L-苯丙氨酸，然后經分子內的硝基胺化而得到6-硝基-（S）-吲啉-2-甲酸[8]，該環合收率為66%。4）偶聯合成法。以鄰鹵-L-苯丙氨酸為原料，在銅鹽催化下經偶聯反應得到（S）-吲哚啉-2-甲酸，收率達96%[9-12]。該方法收率較高，但所用的有機溶劑均為高沸點溶劑，后處理較繁瑣，且不利于工業化生產。

為了減少上述路線中產率較低、成本問題、后處理困難和環境污染等不足，在參考相關文獻的基礎上，以培哚普利關鍵中間體（S）-2-乙酰氨基-3-（2-氯苯基）丙酸甲酯為原料經水解反應、銅鹽催化的偶聯反應，合成（S）-吲哚啉-2-甲酸。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Varian NMR-400MHz型核磁共振儀 （DMSO-d6為溶劑，TMS作內標）；DZF-6050真空干燥箱；ZF-Ⅰ型三用紫外分析儀；化合物的熔點用Büchi B-540熔點儀測定，溫度未經校正。Aglient-1200高效液相色譜儀（HPLC）。

（S）-2-乙酰氨基-3-（2-氯苯基）丙酸甲酯，去離子水，TLC板自制（硅膠GF 254），使用前活化，其余所用試劑為化學純，未經處理直接使用。

1.2 合成實驗

1.2.1 2-氯-L-苯丙氨酸鹽酸鹽的制備

在250 mL三口燒瓶中，加入25.6 g（0.10 mol）（S）-2-乙酰氨基-3-（2-氯苯基）丙酸甲酯，71.6 mL去離子水，35.8 g（0.36 mol）濃鹽酸，攪拌溶解后，升溫至回流狀態下反應4 h。反應式如下：

反應結束后，將混合物減壓蒸餾除溶劑，得到淺粉色粉末狀固體粗品，并以少量乙酸乙酯洗滌、干燥，得到白色粉末狀固體22.9 g，收率為97.0%。

1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ8.63（br s，2H），7.46～7.40（m，2H），7.32～7.28（m，2H），4.04（t，J=6.4 Hz，1H），3.26（d，J=6.4 Hz，2H）。

1.2.2 （S）-吲哚啉-2-甲酸的合成

在50mL三口燒瓶中加入5.30 g（50 mmol）碳酸鈉，25mL去離子水和4.72 g（20mmol）2-氯-L-苯丙氨酸鹽酸鹽，升溫攪拌至溶解，再加入0.10 g氯化亞銅，氮氣保護，加熱回流反應2 h。反應式如下：

反應結束后加入0.5 g活性炭脫色，抽濾，然后將所得濾液用稀鹽酸調pH至4.0，有大量白色固體析出，過濾、濾餅水洗、干燥，得到白色粉末2.96 g，收率為90.9%。

HPLC分析純度為97.7%。熔點163.6～164.3℃；1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ6.98（d，J=6.8 Hz， 1H），6.90（t，J=7.6 Hz，1H），6.52（t，J=7.2 Hz，2H），4.2（dd，J=10.4，5.6 Hz，1H），3.34（br s，1H），3.27～3.03（m，2H）；MS（ESI）：m/z：162.0[M-1]+。

2 結果與討論

2.1 反應介質對偶聯反應收率的影響

（S）-2-乙酰氨基-3-（2-氯苯基）丙酸甲酯經過水解反應得到2-氯-L-苯丙氨酸鹽酸鹽，該步驟收率較高，合成步驟明確，因此論文主要對偶聯反應工藝進行討論。2-氯-L-苯丙氨酸鹽酸鹽在有機溶劑中的溶解性較差，主要選擇了水以及水和其他有機溶劑，N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亞砜（DMSO）等的混合溶劑等反應介質進行考察，結果見表1。

表1 反應介質對偶聯反應的影響Tab 1 The effect ofmedium on the coupling reaction

由表1可知，以上溶劑體系都能使反應順利進行，但是當使用水和有機溶劑的混合溶劑時，后處理過程比較繁瑣，導致收率相對較低；而以水為溶劑時反應速度較快且產物收率較高。因此選用水作為反應介質，既經濟又綠色環保，有利于產業化推廣。

2.2 催化劑及其用量對偶聯反應收率的影響

2-氯-L-苯丙氨酸經分子內環合生成 （S）-吲哚啉-2-甲酸的反應屬于Ullmann偶聯反應，因此催化劑及其用量是影響該偶聯反應收率的一個重要因素，考察結果如表2所示。

表2 催化劑及其用量對偶聯反應的影響Tab 2Theeffectofcatalystand thedosageon the coupling reaction

由表2可知，在銅鹽催化劑中氯化亞銅的催化活性較好，而以溴化亞銅或氯化銅為催化劑時反應速率和收率大幅降低。在考察催化劑的用量方面，隨著用量的減少反應時間逐漸增加且收率有所減少，因此選擇摩爾分數5%的氯化亞銅為較優條件。

2.3 堿及其用量對偶聯反應收率的影響

偶聯反應中堿及其用量是重要的影響因素，通常其用量為底物的1倍多。考慮到原料為L-鄰鹵苯丙氨酸鹽酸鹽，在條件篩選中適當的增加了堿的用量。考察結果見表3。

表3 堿及其用量對偶聯反應的影響Tab 3 The effectofbase and the dosage on the coupling reaction

表3表明，在該偶聯反應中以碳酸鈉為堿時反應收率較好，當用堿性較強的無機堿時反應速率降低且收率較低。在其用量方面，用量的增大或減少并不利于反應的進行，因此選擇2.5倍的碳酸鈉的量為較優條件。

2.4 溫度對偶聯反應收率的影響

反應溫度不僅會影響反應速率，而且還會對反應收率有著重要的影響。因此也考察了不同的反應溫度對收率的影響，結果見表4。

表4 溫度對偶聯反應的影響Tab 4 The effectof temperature on the coupling reaction

隨著反應溫度的升高收率逐漸升高，當以回流溫度（100℃）時收率最高，因此選擇回流溫度（100℃）為較優條件。

3 結論

研究了1條以（S）-2-乙酰氨基-3-（2-氯苯基）丙酸甲酯為原料經水解、偶聯等反應制備（S）-吲哚啉-2-甲酸的工藝，總收率達到90.9%。同時對該工藝中偶聯反應的反應介質、催化劑及其用量、堿以及用量、溫度等因素進行了考察，得到的優化反應條件為：水作溶劑，n（2-氯-L-苯丙氨酸鹽酸鹽）:n（CuCl）: n（Na2CO3）=1.0:0.05:2.5。該方法具有原料易得、高效經濟、工藝簡單、綠色環保等特點，有利于產業化生產。

[1]Thuillea C,Richard C,Loueslati H.Systemic and regional hemodynamic effectsof perindopril in congestive heart failure [J].JCardiovasc Pharmacol,1990,15（4）:527-535.

[2]Zannad F.Angiotensin-converting enzyme inhibitor and spironolactone combination therapy.New objectives incongestive heart failure treatment[J].Am JCardiol,1993,71（3）:34A-39A.

[3]蘇云明,剛宏林,王志國.血管緊張素轉化酶抑制劑藥理作用的研究進展[J].中國藥師,2005,8（11）:950-952.

[4]Lebreton L,Dumas C,Massardier C,et al.Novel compounds of indoline:FR,2886293[P].2006-01-12.

[5]Kujala T,Loponen J,Pihlaja K,etal.Betalains and phenolics in red beetroot（Beta vulgaris）peel extracts:Extraction and characterization[J].ZNaturforsch C,2001,56（5/6）:343-348.

[6]沈正清,楊吉.一種（2S）-二氫吲哚-2-甲酸的制備方法:中國,101774960[P].2010-07-14.

[7]Viswanathan R,Prabhakaran E N,Plotkin M A,et al.Free radical-mediated aryl amination and its use in a convergent [3+2]strategy for enantioselective indolineα-amino acid synthesis[J].JAm Chem Soc,2003,125:163-168.

[8]Liu J Q,Chen X Z,Ji,B,et al.Transformation of L-phenylalanine to（S）-indoline-2-carboxylic acid without group-protection[J].Res Chem Intermed,2013,39:1143-1152.

[9]De Vries JG,De Lange B,De Vries A H M,et al.Process for the preparation of enantiomerically enriched indoline-2-carboxylic acid:EP,1676838[P].2006-05-07.

[10]De Vries A H M,De Vries JG,Van Assema F B J,et al.Process for the preparation of enantiomerically enriched indoline-2-carboxylic acid:WO,2006069799[P].2006-06-07.

[11]Liu JQ,Qian C,Chen X Z.A facile chiral pool synthesis of（S）-6-Nitroindoline-2-carboxylic acid from LPhenylalanine[J].Synthesis,2010,3:403-406.

[12]De Lange B,Hyett D J,Maas P J D,et al.Asymmetric synthesis of（S）-2-indolinecarboxylic acid by combining biocatalysis and homogeneous catalysis[J].ChemCatChem, 2011,3:289-292.