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达比加群酯中间体的合成工艺改进

2020-07-13黄小莹范丽明姜玉钦

山东化工 2020年11期
关键词:群酯丙酸乙酯

黄小莹,范丽明,姜玉钦

(1.河南应用技术职业学院,河南 郑州 450042;2.河南师范大学 化学化工学院,河南 新乡 453007)

达比加群酯(Dabigatran etexilate, 5),又名泰毕全,化学名3-((2-((4-(己氧基羰基氨基-亚氨基-甲基)苯基氨基)-甲基)-1-甲基-1H-苯并咪唑-5-羰基)-吡啶-2-基氨基)丙酸乙酯,由德国勃林格殷格翰公司研发的一种直接凝血酶抑制剂。2010年,获得美国FDA批准用于非瓣膜房颤患者的卒中和全身的栓塞预防[1-2]。达比加群酯是可口服的、强效、直接凝血酶抑制剂。与华法林相比,具有几个潜在的优势,包括剂量固定,不需要血液凝固监测,以及降低药物相互作用的倾向。其中在一项针对非瓣膜性房颤患者的大型III期实验中,美国食品药品监督管理局批准的达比加群酯剂量(150 mg,每日两次)优于华法林预防中风和全身性麻痹。在已进行实验和临床研究中均表现出良好的疗效及药动学特性,达比加群酯是口服抗凝血药物研究的一大进步[3-5]。3-[[2-[(4-氰基苯胺基)甲基]-1-甲基-1H-苯并咪唑-5-羰基](吡啶-2-基)氨基]丙酸乙酯是制备达比加群酯的关键中间体(图1),其生产成本的高低及质量对达比加群酯影响很大,因此我们对其制备工艺进行了研究[6-7]。

图1 达比加群酯中间体的合成路线

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

3-氨基-4-(甲基氨基)苯甲酸、亚硫酸氢钠、氯乙醛、对氨基苯腈、3-(吡啶-2-基氨基)丙酸乙酯、N,N-羰基二咪唑、乙酰氯、对甲苯磺酸、三乙胺、氯甲酸正己酯;乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醇、丙酮、四氢呋喃、正己烷、三氯甲烷等均为分析试剂。

FA2004电子天平;Thermo Ultimae 3000高效液相色谱仪;雷磁PHS-3C型pH计;DZF-6020真空干燥箱。

1.2 化合物(2)合成或制备

在配有温度计的200 mL三颈圆底烧瓶中,化合物1(5.0 g,0.030 mol)和亚硫酸氢钠(9.37 g,0.090 mol),加入纯水100 mL,加热反应至80℃,缓慢滴加氯乙醛(5.85 g,0.075 mol),TLC监控反应结束,降温,减压旋蒸浓缩后加乙腈析晶,抽滤得到5.97 g化合物2,收率89.1%,液相纯度90.5%。1H NMR(600 MHz,DMSO-d6) δ:12.78(s,1H),8.22(d,J = 1.2 Hz,1H),7.93(dd,J = 9.0,1.2 Hz,1H),7.69(d,J = 9.0 Hz,1H),5.12(s,2H),3.91(s,3H);13C NMR(150 MHz,DMSO-d6) δ:168.2,152.2,141.7,139.4,125.3,124.7,121.7,111.0,37.1,31.0。HR MS: m/z Calcd for C10H9ClN2O2(M+H)+225.0431,found 225.0422。

1.3 化合物(3)合成或制备

在配有温度计的200 mL三颈圆底烧瓶中加入化合物2(5.0 g,0.022 mol),加入二氯甲烷100 mL,加入三乙胺4.45 g,5℃条件下反应,缓慢滴入溶有对氨基苯腈(2.60 g,0.022 mol)的二氯甲烷溶液,回流反应,然后降温,低温条件下加入CDI(3.56 g,0.022 mol)、再缓慢滴入溶有3-(吡啶-2-基氨基)丙酸乙酯(3.49 g,0.018 mol)的二氯甲烷溶液,TLC监控反应结束,体系萃取,有机相无水硫酸钠干燥、减压旋干即得8.73 g化合物3 粗品 ,收率82.3 %,粗品3用异丙醇精制,最终收率80.4 %,液相纯度98.4 %。1H NMR (400 MHz,DMSO-d6) δ:8.38(d,J = 4.0 Hz,1H),7.54(t,J = 8.0 Hz,1H),7.47(d,J =8.0 Hz,3H),7.40(d,J = 8.0 Hz,1H),7.25(t,J = 4.0 Hz,1H),7.17(dd,J = 8.0,4.7 Hz,1H),7.11(dd,J = 8.0,5.3 Hz,1H),6.89(d,J = 8.0 Hz,1H),6.82(d,J = 12.0 Hz,2H),4.59(d,J = 4.0 Hz,2H),4.22(t,J = 8.0 Hz,2H),3.97(q,J = 12.0 Hz,2H),3.75(s,3H),2.68(t,J = 8.0 Hz,2H),1.12(t,J =8.0 Hz,3H);13C NMR (150 MHz,DMSO-d6) δ:171.5,170.8,156.5,153.8,152.2,149.2,141.3,138.4,137.7,133.8,129.8,123.3,122.6,121.7,120.9,120.0,112.8,110.0,97.1,60.5,44.8,33.5,30.4,14.4。HR MS: m/z Calcd for C27H26N6O3(M+H)+482.2145,found 483.2115。

2 结果与讨论

2.1 反应溶剂对化合物2收率的影响

首先该反应选择在不同的溶剂中进行,除溶剂外,其余反应条件均保持一致,通过比较反应间和计算化合物2收率得到表1所示结果。

表1 反应溶剂对化合物2收率的影响

从表1中可以看出,反应在水中的效果最好,收率达到了89.5 %。实验中发现,化合物2在水中易溶,在其他溶剂中,溶解效果不好。因此在选定的投料量不变的情况下,水为最佳反应溶剂。

2.2 亚硫酸氢钠用量对化合物2收率的影响

首先该反应选择在不同亚硫酸钠用量条件下进行,其余反应条件均保持一致,研究不同亚硫酸钠用量对化合物2收率及含量的影响,如表2。

表2 亚硫酸钠用量对化合物2收率的影响

由表2可知,不加亚硫酸氢钠的反应实验结果最差,反应收率仅为5.3%。当亚硫酸氢钠量为3.0 eq时,收率达到87.5%,产品纯度达到81.7%,反应结果较好。继续增加亚硫酸氢钠用量,反应收率没有大幅度增高。因此,为了节约成本,并且减少亚硫酸氢钠的残留选择亚硫酸氢钠为3.0 eq。

2.3 反应温度对化合物2收率的影响

实验发现,反应温度不同,关环反应的产物收率和纯度也不同。实验表3显示不同反应温度对化合物2收率的影响。

表3 反应温度对化合物2收率的影响

由表3可知,在反应其他条件一定,随着反应温度的升高,反应收率提高,当反应温度设定为80℃时,反应收率达到81.2%,产物纯度86.6%以上。当温度选择大于80℃是反应收率和产物纯度下降,有副反应的发生。从生产成本考虑选择反应温度为80℃。

2.4 反应物料物质的量比对化合物2收率的影响

保持其他参数和条件一致,对反应物料物质的量比对化合物2收率的影响进行研究,得到结果如图表4。

表4 反应物料物质的量比对化合物2收率的影响

由表4可以看出,当氯乙醛的投料量2.5 eq以下时,反应收率随着氯乙醛量的增加有明显提高,提高了反应收率,而2.5 eq以上时,收率变化不大,加大用量并不能有效地提高收率,所以氯乙醛的用量2.5 eq为最佳选择。

2.5 反应温度对化合物3收率的影响

实验发现,反应温度不同,所得氰基中间体的收率和纯度也不同。实验表5显示不同反应温度对化合物2收率的影响。

表5 反应温度对化合物3收率的影响

由表5可知,当反应温度为5 ℃时,反应收率为87.4%,产品纯度达到83.1%。该反应结果比较理想,因此该步反应最佳反应温度为5℃。另外,该反应在加入原料过程中会剧烈放热,因此在加入对氰基苯胺和3-(吡啶-2-基氨基)丙酸乙酯时应缓慢加入,边加边搅拌,控制在低温环境。

2.6 反应物料物质的量比对化合物3收率的影响

保持其他参数和条件一致,对反应物料物质的量比对化合物3收率的影响进行研究,得到结果如图表6。

表6 反应物料物质的量比对化合物3收率的影响

由表6可以看出,对氰基苯胺用量为1.0 eq,3-(吡啶-2-基氨基)丙酸乙酯为0.8 eq时,反应的收率和纯度均达到最理想结果,实验过程中发现3-(吡啶-2-基氨基)丙酸乙酯过量,易残留,后续反应过程中不易除去。因此该步反应最优物质的量比为化合物2∶对氰基苯胺∶ 3-(吡啶-2-基氨基)丙酸乙酯=1.0∶1.0∶0.8。

2.7 重结晶溶剂对化合物3含量的影响

将化合物3进行重结晶时,可以用单一溶剂或混合溶剂对所得粗产品进行重结晶。保持其他参数和条件一致,对三种重结晶溶剂对化合物3的影响进行研究,得到结果如图表7。

表7 重结晶溶剂对化合物3的影响

由表7可以看出,选用异丙醇为重结晶溶剂,可得到98.7 %的收率,且含量达到99.3%,故选用异丙醇为最佳重结晶溶剂。

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