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2-甲氧基-3-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-3-基)苯胺的合成工艺研究*

2020-09-11陈梦雅

湖北科技学院学报(医学版) 2020年4期
关键词:硝基苯三唑苯胺

陈梦雅,吴 诗

(湖北科技学院药学院,湖北 咸宁 437100)

自身免疫疾病(autoimmune diseases)是一组复杂的慢性疾病,因为多种遗传、环境因素的复杂组合导致免疫系统对自身组织的识别能力或应答调控能力下降,造成对自身组织的免疫攻击。银屑病(psoriasis)属于其中较常见的一类[1]。

JAKs(janus kinases)是一类非受体型酪氨酸蛋白激酶家族,共包括4个成员:JAK1、JAK2、JAK3以及酪氨酸激酶2(TYK2)[2]。越来越多的研究表明[3],JAK抑制剂能有效地治疗多种自身免疫性疾病,因此,JAK小分子抑制剂的研发已然成为目前的研究热点。

BMS-986165(图1)是一种选择性TYK2变构抑制剂,化学名为6-(环丙烷甲酰胺基)-4-((2-甲氧基-3-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-3-基)苯基)氨基)-N-甲基哒嗪-3-羧酰胺,由百时美施贵宝公司开发,具有高效选择性的和口服生物可利用性,目前处于临床Ⅲ期研究。而2-甲氧基-3-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-3-基)苯胺是BMS-986165的重要中间体,可用于合成酰胺取代的杂环化合物,因此,研究它的合成方法具有非常重要的意义。

图1 BMS-986165化学结构

百时美施贵宝公司的专利[3]报道了该中间体的合成方法(图2):以2-羟基-3-硝基苯甲酸甲酯为原料,经两步取代得到2-甲氧基-3-硝基苯甲酰胺,中间体3与水合肼环合得到3-(2-甲氧基-3-硝基苯基)-1H-1,2,4-三唑(4),4经取代得到3-(2-甲氧基-3-硝基苯基)-1-甲基-1H-1,2,4-三唑(5),5还原得到2-甲氧基-3-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-3-基)苯胺(6)。

图2 2-甲氧基-3-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-3-基)苯胺的合成

在重复上述合成路线时发现,中间体4的制备需分两步进行,较为复杂,且合成过程中反应条件苛刻,不易操作;中间体5合成过程中得到两个产物,需要进行手性拆分,复杂且不易分离,此合成过程存在一定的缺陷,因此,本实验在此基础上对2-甲氧基-3-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-3-基)苯胺的合成工艺进行研究,合成实验如下。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

紫外分析仪(上海顾村电光仪器厂,暗箱式)、RY-1型显微熔点仪(天津分析仪器厂)温度未经校正、柱层析用硅胶(青岛海洋化工厂,200-300目)、循环水式真空泵(河南省予华仪器有限公司)、旋转蒸发仪(河南省予华仪器有限公司)、JNM-ECA-400 NMR型核磁共振仪(TMS为内标)、Agilent 1100四级杆液相色谱质谱联用仪。

所用试剂均为分析纯试剂,根据实验要求进一步纯化。

1.2 合成方法

根据专利[4]合成路线方法的不足,本文拟设计改进的合成路线如图3所示。

1.2.1 2-甲氧基-3-硝基苯甲酸甲酯的合成(2)[4]

将2-羟基-3-硝基苯甲酸甲酯5g(0.025mol),碳酸钾7g(0.050mol),碘化钾5.4g(0.050mol)和N,N-二甲基甲酰胺(30mL)依次加入到100mL单口瓶中,60℃反应1h。冷却至室温后加入50mL水搅拌,析出大量固体,抽滤,滤饼用水洗得白色固体5.2g,收率为98.7%,专利[4]收率98%,m.p.59~61℃,直接用于下一步。

1.2.2 2-甲氧基-3-硝基苯甲酰胺的合成(3)[4]

将2-甲氧基-3-硝基苯甲酸甲酯3g(0.014mol),溶于氨的甲醇溶液(50mL),加入氢氧化铵水溶液(45mL)到250mL单口瓶中,室温搅拌过夜,经旋转蒸发仪旋干体系,加入少量水,抽滤,得淡黄色固体2.4g,收率为88.1%,专利[4]收率86%,m.p.125~128℃,直接用于下一步。

图3 2-甲氧基-3-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-3-基)苯胺合成的改进路线

1.2.3 2-甲氧基-3-硝基苯并硫代酰胺的合成(7)[5]

将2-甲氧基-3-硝基苯甲酰胺2g(0.010mol),劳森试剂4.9g(0.012mol),苯(20mL)依次加入到100mL单口瓶中,80℃反应1h,加入冰水淬灭反应,乙酸乙酯(3×20mL)萃取,合并有机相,水(3×20mL)洗涤,无水硫酸钠干燥,抽滤,减压浓缩得黄色固体,经硅胶柱层析[洗脱剂:V(石油醚)/V(乙酸乙酯)=8/1]纯化得淡黄色固体1.8g,收率为85.1%,m.p.123~127℃。

1.2.4 2-甲氧基-3-硝基苯并亚氨基硫代甲酸甲酯的合成(8)[5]

将2-甲氧基-3-硝基苯并硫代酰胺1.5g(0.007mol),碘甲烷1.2g(0.008mol),丙酮(8mL)依次加入到50mL单口瓶中,60℃反应1.5h,减压浓缩,加入适量水出现沉淀,抽滤,晾干得橙黄色固体1.4g,收率为86.3%,m.p.329~334℃。

1.2.5 2-(亚氨基(2-甲氧基-3-硝基苯基)甲基)-1-甲基肼甲酸叔丁酯的合成(9)[6]

将2-甲氧基-3-硝基苯并亚氨基硫代甲酸甲酯1.3g(0.006mol),1-甲基肼甲酸叔丁酯1.01g(0.007mol),甲醇10mL依次加入到50mL单口瓶中,40℃反应3h,减压浓缩得棕黄色固体1.5g,收率为79.2%,m.p.185~187℃,直接用于下一步。

1.2.6 3-(2-甲氧基-3-硝基苯基)-1-甲基-1H-1,2,4-三唑的合成(5)[7]

将2-(亚氨基(2-甲氧基-3-硝基苯基)甲基)-1-甲基肼甲酸叔丁酯1.2g(0.004mol),醋酸(4mL)依次加入到50mL单口瓶中,滴入1滴浓盐酸,室温反应2h,将其缓慢滴入冰水中,搅拌20分钟,用氢氧化钠水溶液调pH至中性,抽滤得黄色固体0.9g,收率为98.1%,m.p.198~201℃。

1.2.7 2-甲氧基-3-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-3-基)苯胺的合成(6)[4]

将3-(2-甲氧基-3-硝基苯基)-1-甲基-1H-1,2,4-三唑1g(0.004mol)溶于乙醇(30mL)于100mL单口瓶中,用氮气吹扫几分钟,加入Pd-C 0.4g(0.0002mol),室温反应1.5h,抽滤,并用乙醇洗涤,滤液减压浓缩得白色固体0.8g,收率为92.3%,专利[4]收率为92%,m.p.78~83℃。

1H NMR (400MHz,DMSO-D6) δ 8.44(s,1H),6.92(dd,J=7.7,1.0 Hz,1H),6.82(t,J=7.7 Hz,1H),6.70(dd,J=7.8,1.0 Hz,1H),4.95(s,2H),3.89(d,J=10.6 Hz,3H),3.64(d,J=11.7 Hz,3H);MS(ESI) m/z:205.108 4 {[M+H]+}。

2 结 果

本文在专利[5]的基础上对2-甲氧基-3-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-3-基)苯胺的合成路线进行改进,对设计合成工艺进行优化。如专利[4]所示:在中间体4、5的制备过程中,合成步骤复杂且产物含杂质较多,不易分离,产率低,所以对此合成路线进行改进,以3为原料,与劳森试剂反应得到7,7与碘甲烷反应得到8,8与1-甲基肼甲酸叔丁酯反应得到9,将此过程优化后发现,合成步骤简单且易操作,反应产物含杂质少且容易后处理,未出现专利合成过程中的缺陷,总产率由专利工艺路线的34.7%提高到45.8%,反应条件温和且易操作,后处理简单。

3 讨 论

专利[3]中4的制备是先将3在二甲基缩醛中浆化,然后加热至95℃,然后单独制备乙醇乙酸混合液并冰浴,滴加水合肼,经套管混合两步所得产物,反应后得棕黄色油状物,此粗制品含有较多杂质,不易分离,且专利[3]中产率只有69%;5的制备需要进行手性拆分,复杂且不易分离,并且专利[3]中产率只有65%。

本文实验对2-甲氧基-3-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-3-基)苯胺的合成工艺进行研究:①7与劳森试剂在回流状态下反应1h得到8,8与1-甲基肼甲酸叔丁酯在40℃反应3h即得到9,反应时间短,操作简单,反应产率高,较文献所用方法更好;②5的制备过程中反应条件温和,在醋酸及少量浓盐酸中先脱去Boc再环合即可得到,后处理简单,且未产生消旋,产率由专利[3]中的65%提高到98.1%。综上,本文确定了2-甲氧基-3-(1-甲基-1H-1,2,4-三唑-3-基)苯胺的合成新工艺,对酰胺取代的杂环化合物的合成具有非常重要的意义。

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