石權達,閆 冬,高 靜,姚宏濤
(遼寧億靈科創生物醫藥科技有限公司,遼寧 本溪 117004)
普蘆卡必利關鍵中間體4-氨基-5-氯-2,3-二氫-7-苯并呋喃苯甲酸的合成工藝研究
石權達,閆 冬,高 靜,姚宏濤
(遼寧億靈科創生物醫藥科技有限公司,遼寧 本溪 117004)
目的 研究普蘆卡必利關鍵中間體4-氨基-5-氯-2,3-二氫-7-苯并呋喃苯甲酸的合成工藝。方法 以2-甲氧基-4-乙酰氨基 -5-氯苯甲酸甲酯為起始原料,經脫甲基、溴化、縮合、環合、水解得到目標產物。結果 經五步合成了目標產物,總收率為63%,目標化合物結構經1HNMR和MS確證。結論 該合成方法原料易得,反應條件溫和,適合大規模制備。
普蘆卡必利;4-氨基-5-氯-2,3-二氫-7-苯并呋喃苯甲酸;合成
4-氨基-5-氯-2,3-二氫-7-苯并呋喃苯甲酸是合成普蘆卡必利的關鍵中間體。普蘆卡必利為苯丙咪唑類藥物[1],是特異性5-羥色胺4(5-HT4)受體完全激動劑,具有較高選擇性和特異性5-HT4受體作用,可增加膽堿能神經遞質的釋放,刺激腸蠕動反射,增強結腸收縮和近端結腸傳輸,能有效緩解便秘患者的癥狀,主要用于治療各種便秘及手術的胃腸道蠕動無力和假性梗阻。2009年10月在歐洲獲批,2010年1月在德國上市,同年3月在英國上市[2]。
Bruker AVANCE-600型核磁共振儀(德國Bruker公司),GCMS-QP5050A型質譜儀(日本島津公司),YRT-3型藥物熔點儀(天津市富蘭斯電子科貿有限公司)。2-甲氧基-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯(遼源市銀鷹制藥有限責任公司);1,2-二溴乙烷(上海海曲化工有限公司);其他試劑(分析純,市售)。
2.1 改進合成工藝路線
作為合成普蘆卡必利的關鍵中間體,4-氨基-5-氯-2,3-二氫-7-苯并呋喃苯甲酸的合成路線主要有2條。路線1[3]以4-氨基-5-氯-2,3-二氫-7-苯并呋喃為起始原料,經溴化、羧基化2步制得,該路線雖步驟少,但起始原料供應極少,價格昂貴,反應使用丁基鋰,需-60℃低溫,無水無氧操作,不利于工業化生產;路線2[4]以2-羥基-4-乙酰氨基苯甲酸甲酯為起始原料,經烴化、重排、氧化、還原、氯化、環合、水解7步反應制得,此路線總收率不高,且有230℃的高溫反應,使用劇毒試劑四氧化鋨,不利于工業生產。本工藝以2-甲氧基-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯為起始原料,經脫甲基、溴化、縮合、環合、水解得到目標產物,反應步驟短,收率高,反應條件溫和,與其他路線相比更利于工業化生產。其合成路線見圖1。

圖1 4-氨基-5-氯-2,3-二氫-7-苯并呋喃苯甲酸的合成路線圖
2.2 合成過程及確證
2-羥基-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯(化合物1)的制備:向2 L反應瓶中加入100 g 2-甲氧基-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯及0.6 L甲苯,開動攪拌,慢慢分批加入100 g無水三氯化鋁;升溫回流10 h;薄層監控,2-甲氧基-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯無剩余;冷卻至室溫,滴加0.1 L鹽酸與0.5 L水的混合液,控制內溫在40℃以下,滴加完畢后攪拌1 h;停止攪拌,10℃以下靜置1 h;過濾,水洗濾餅;真空干燥,得86 g白色結晶性粉末,反應收率為91.0%(文獻[5]收率為86%),熔點165~168℃。1HNMR(600M,DMSO-d6)鑒定,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鑒定(m/z):243[M]+。
2-羥基-3-溴-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯(化合物2)的制備:向2 L反應瓶中加入86 g化合物1,0.8 L二甲基甲酰胺,開動攪拌,升溫至35~40℃,滴加106.5 g溴,控制內溫35~40℃,滴畢后35~40℃保溫6 h;薄層監控,化合物1無剩余;冷卻至室溫,控制內溫在40℃以下,滴加0.8 L水,攪拌1 h;停止攪拌,10℃以下靜置1 h;過濾,水洗濾餅;真空干燥,得111 g白色結晶性粉末,反應收率為97.5%(文獻[6]收率為98%),熔點為223~226℃。1HNMR(600M,DMSO-d6)鑒定,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鑒定(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)的制備:向2 L反應瓶中加入111 g化合物2,58 g碳酸氫鈉,0.6 L丙酮,開動攪拌,升溫至35~40℃,35~40℃保溫1 h。滴加128 g 1,2-二溴乙烷,滴畢后35~40℃保溫7 h;薄層監控,化合物2無剩余;冷卻至室溫,滴加1.2 L水,攪拌1 h;停止攪拌,靜置1 h;過濾,水洗濾餅;真空干燥,得126 g白色結晶性粉末,反應收率為85.2%(文獻[6]收率為62%),熔點為152~155℃。1HNMR(600M,DMSO-d6)鑒定,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鑒定(m/z):429[M]+。
4-乙酰氨基-5-氯-2,3-二氫-7-苯并呋喃苯甲酸甲酯(化合物4)的制備:向0.5 L反應瓶中加入126 g化合物3,0.3 L無水乙醚,開動攪拌,降溫至0℃以下,緩慢加入13 g金屬鈉;氮氣保護下,10℃以下保溫2 h;薄層監控,化合物3無剩余;過濾,濾液用0.3 L水洗滌,分出有機層,減壓濃縮至干,得到70 g白色結晶性粉末,反應收率為88.7%(文獻[6]收率為63%),熔點171~174℃。1HNMR(600M,DMSO-d6)鑒定,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鑒定(m/z):269[M]+。
4-氨基-5-氯-2,3-二氫-7-苯并呋喃苯甲酸(化合物5)的制備:向1 L反應瓶中加入70 g化合物4、0.28 L水、0.06 L丙二醇單甲醚、104 g 50%氫氧化鈉溶液,開動攪拌;升溫至85~90℃,85~90℃保溫6 h;薄層監控,化合物4無剩余;降至室溫,10℃以下靜置1 h;過濾,真空干燥,得鈉鹽。將鈉鹽轉移至1 L反應瓶中,加入0.52 L水和0.09 L丙二醇單甲醚,升溫至75~80℃,體系澄清后,滴入0.02 L鹽酸,攪拌降至室溫,10℃以下靜置2 h;過濾,水洗濾餅;真空干燥,得52 g白色結晶性粉末,反應收率為93.8%(文獻[6]收率為93%),高效液相色譜法(HPLC)檢測純度為 99.97%。1HNMR(600M,DMSO-d6)鑒定,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鑒定(m/z):213[M]+。
脫甲基反應:文獻[5]報道,以二氯乙烷為溶劑進行反應,二氯乙烷為一類溶劑,毒性較大,生成的化合物1在二氯乙烷中溶解度很小,反應體系極其黏稠,結塊嚴重,反應后期攪拌困難,放大生產難以實現。改進后的工藝將反應溶劑改為甲苯,反應體系黏度大大降低,物料間接觸更充分,不但提高了收率,而且增加了放大生產的可行性。
溴化反應:主要考察了反應溶劑對反應收率及產品質量的影響。試驗中發現,以醋酸-水為溶劑,反應時間短,收率接近理論收率,但化合物2在該體系中溶解度很小,反應體系黏稠,過濾非常困難,濾餅難以抽干,干燥時間較長。改進后的工藝將溶劑改為二甲基甲酰胺,該體系為均相體系,后處理中過濾和干燥均操作簡單,且收率無明顯下降。
縮合反應:文獻[6]報道,以碳酸鉀為催化劑、二甲基乙酰胺為溶劑進行反應,由于碳酸鉀堿性過強,化合物2中的酰胺基團和酯基易被破壞得到多種副產物,反應過程中生成的二烷基化物也較多,得到的粗品純度較低,須通過重結晶精制,才能得到合格產品。改進后的工藝將催化劑改為堿性較弱的碳酸氫鈉,溶劑改為丙酮,繼而通過降低反應溫度和延長反應時間來控制副產物的生成,得到的產品純度高,無需再次精制,收率得到大幅提高。
環合反應:文獻[6]報道,以鋅粉為環合試劑、二甲基乙酰胺為溶劑進行反應,反應條件較劇烈,副產物多,收率較低,無法得到高純度的化合物4,HPLC含量只有88.3%。改進后的工藝采用鈉為環合試劑、無水乙醚為溶劑,使反應具有良好的選擇性,薄層監控,幾乎看不到雜質點,所得產品純度高,反應收率大幅提高。
本合成工藝以2-甲氧基-4-乙酰氨基-5-氯苯甲酸甲酯為起始原料,經脫甲基、溴化、縮合、環合、水解得到目標產物,總收率為63%(文獻[5-6]收率為31%)。通過改變溶劑增加了脫甲基反應和溴化反應放大生產的可行性,通過改變反應底物大幅提高了縮合反應和環合反應的反應收率。本工藝原料易得,反應條件溫和,成本低廉,適合普蘆卡必利的大規模生產。
[1]寧 卉,趙志剛.治療慢性便秘的新型促動力藥普蘆卡必利[J].藥品評價,2013,10(12):18-21.
[2]帥曉瑋,王蔚虹.普蘆卡必利對慢性便秘的治療作用[J].臨床藥物治療雜志,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
石權達(1980-),男,遼寧鳳城人,工程師,主要從事醫藥研發、藥物合成工藝開發工作,(電話)024-45864101(電子信箱)shiquanda@lnpharmtech.com。
2015-08-05)