吳文良,盧小逸,張啟明,董道敏
(浙江啟明藥業(yè)有限公司,浙江 上虞312369)
對甲氧基苯乙腈的合成研究
吳文良,盧小逸,張啟明,董道敏
(浙江啟明藥業(yè)有限公司,浙江 上虞312369)
介紹了對甲氧基苯乙腈的各種合成路線,并對其進行簡單評價。重點介紹了以對氯苯乙腈為原料合成對甲氧基苯乙腈的方法,該方法具有反應(yīng)路線簡單,原料低廉,收率較高等特點,是一條適合工業(yè)化生產(chǎn)的路線。
對甲氧基苯乙腈;合成
對甲氧基苯乙腈是一種用于合成醫(yī)藥、農(nóng)藥等化工產(chǎn)品的重要有機中間體,它是合成醫(yī)藥文拉法辛(venlafaxine)的必需中間體,文拉法辛是一種具有抑制去腎上腺素重吸收和拮抗5-HT雙重作用機制的苯乙胺類抗抑郁藥[1];此外還可以用于合成染料木黃酮(genistein)[2~4],化工中間體 β-(對甲氧基苯)乙胺,1-(4-甲氧基)苯基-2-丙胺等,用途十分廣泛。
對甲氧基苯乙腈合成路線有很多,根據(jù)文獻報道,主要有以下幾種方法。
1.1 路線一
1945 年W.H.Davies,A.W.Johnson等人報道了以對羥基苯乙腈為原料[5],在強堿條件下,用硫酸二甲酯甲基化合成對甲氧基苯乙腈的路線。該合成路線較短,收率高達90.5%。但現(xiàn)在看來,此方法很不經(jīng)濟,對羥基苯乙腈價格更高,往往是由對甲氧基苯乙腈水解而得到的;另外硫酸二甲酯為劇毒品,對環(huán)境污染較大。
1.2 路線二
1956 年Kurt Rorig,J.Derland Johnston,Robert W.Hamilton等人報道了對甲氧基苯乙腈的又一種合成路線[6],該方法是以對甲氧基苯甲醇為原料,先鹵化生成對甲氧基芐氯,然后再與氰化鈉腈化生成最終產(chǎn)物,該方法需要用到劇毒品氰化鈉。
1.3 路線三
吳恢慶等采用苯甲醚作為原料,經(jīng)氯甲基化、腈化兩步合成了對甲氧基苯乙腈[7]。其優(yōu)點是:原料更加低廉,路線也相對簡單,但會生成一定的間甲氧基苯乙腈產(chǎn)物,需要精餾將其除去,然而異構(gòu)體的分離相當困難。
1.4 路線四
29個不同品種的棗葉均采集于新疆阿拉爾市(東經(jīng)81°17′41. 61″,北緯40°32′23. 50″)塔里木大學園藝試驗站紅棗資源圃內(nèi)多年生的棗樹葉片(見表1),經(jīng)植物科學學院吳翠云教授鑒定為鼠李科棗屬植物葉片。采集時間為2016年6月,采集的樣品經(jīng)50℃干燥恒重后粉碎,過40目篩,密封,室溫儲藏備用(已留樣保存)。
以對甲氧基苯乙酸乙酯為原料[8],先生成中間體肟,然后腈化得到對甲氧基苯乙腈。該方法原料成本較高,限制了其進一步應(yīng)用。
1.5 路線五
周和平,黃勝堂等報道了一條較新的反應(yīng)路線[9],該反應(yīng)以對羥基苯乙酰胺為原料,經(jīng)甲基化、酰胺腈化,最終生成對甲氧基苯乙腈。該方法旨在摒棄劇毒物氰化鈉的使用,另外克服了副產(chǎn)物異腈的生成,避免造成分離困難使產(chǎn)品純度不高的缺點,具有一定的應(yīng)用前景。
1.6 路線六
該方法未見任何文獻報道,采用對氯苯乙腈為原料,在壓力釜內(nèi)與甲醇鈉甲基化生成對甲氧基苯乙腈,該方法反應(yīng)路線簡單,原料價格低廉,收率較高,避免了常見甲基化試劑硫酸二甲酯的使用,同時也避免了劇毒品氰化鈉的使用,具有很大的工業(yè)化應(yīng)用價值。
2.1 儀器與試劑
儀器為Bruker-400MHz型核磁共振儀(d6-CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標),GC7890氣相色譜儀(Agilent),1L壓力釜。所用試劑均為工業(yè)品。
2.2 實驗過程
對氯苯乙腈45.5 g(0.3mol),28%甲醇鈉溶液69.4 g(0.36mol)置于1L壓力釜中,密封好后,開啟攪拌,升溫到120℃,攪拌5 h,反應(yīng)完后冷卻至室溫,加入100 mL水,攪拌30 min,靜置分層,油層干燥后,精餾得到41.9對甲氧基苯乙腈,含量98.5%(GC),收率95%。
3.1 對甲氧基苯乙腈含量分析方法
以O(shè)V-17為氣相柱,柱溫170℃,檢測器和氣化室溫度230℃的GC條件下,產(chǎn)物保留時間為8.471,測得質(zhì)量分數(shù)為98.5%。
3.2 對甲氧基苯乙腈結(jié)構(gòu)的確認
1H-NMR(400MHz,CDCl3,TMS為內(nèi)標)δ:3.66(s,2H,-CH2-),3.79(s,3H,-OCH3),6.87~6.89(d,2H,ArH),7.20~7.23(d,2H,ArH),結(jié)構(gòu)得到確認。
3.3 投料比對反應(yīng)的影響
實驗考察了對氯苯乙腈與甲醇鈉投料比變化的影響,并對其摩爾比進行優(yōu)化確認,結(jié)果表明,當摩爾比為1∶1時,收率為88%,當摩爾比為1∶1.2(或1.2以上)時,收率為95%左右,同時兼顧成本,綜合考慮,選擇摩爾比為1∶1.2最佳。
3.4 溫度對反應(yīng)的影響
反應(yīng)溫度也是影響該實驗的一個重要因素,實驗結(jié)果表明,當反應(yīng)溫度低于100℃,反應(yīng)不能進行或轉(zhuǎn)化率較低;當溫度為120℃左右時,原料反應(yīng)完全,且反應(yīng)情況較好;當反應(yīng)溫度高于120℃,原料反應(yīng)完全,但時間長容易有雜質(zhì)生成,給分離造成一定的困難。
以對氯苯乙腈為起始原料,在甲醇鈉、甲醇體系下,在高壓釜中甲基化生成對甲氧基苯乙腈,含量98.5%(GC),收率95%。 產(chǎn)物結(jié)構(gòu)經(jīng)核磁確認。實驗結(jié)果表明,對氯苯乙腈與甲醇鈉最佳摩爾配比為1∶1.2;反應(yīng)最佳溫度為120℃。
對甲氧基苯乙腈的傳統(tǒng)合成方法往往需要用到甲基化試劑硫酸二甲酯和腈化試劑氰化鈉,眾所周知,這兩種物質(zhì)都是劇毒品,對環(huán)境污染較大,同時給操作人員的安全造成一定的安全隱患。本方法摒棄了硫酸二甲酯和氰化鈉的使用,同時反應(yīng)路線簡單,原料低廉,收率較高,是一條適合工業(yè)化生產(chǎn)的路線。
[1] 賀新,邱岳進,王德傳.鹽酸文拉法辛合成工藝改進[J].藥學進展,2006,(6):278.
[2] 陳中勝,黃國林.異黃酮的合成研究進展[J].華東地質(zhì)學院學報,2002,25(l):62-65.
[3] 蔡小華,劉鴻,等.抗癌藥物金雀異黃酮的合成進展[J].吉首大學學報:自然科學版,2001,22(2):71-74.
[4] 劉澎,謝晶曦.大豆異黃酮及其衍生物的合成及抗腫瘤活性研究[J].藥學學報,2000,35(8):583-586.
[5]W.H.Davies,A.W.Johnson,and H.A.Piggott.A Novel Pyrimidine Synthesis.PartⅡ.4-Amino-5-aryl~yrimidines[J].Journal of the Chemical Society,1945,352-354.
[6]KurtRorig,J.DerlandJohnston,etal.p-methoxyphenylacetonitrile[J].Organic Syntheses,1956,36:50.
[7] 吳恢慶,戴立言,陳英奇.對甲氧基苯乙腈合成的工藝改進[J].化學反應(yīng)工程與工藝,2005,(4):181-185.
[8]Torbjorn Frejd,Tomas Klingstedt.Nickel-Catalzed Synthesis of Arylacetonitriles from Arylzinc Chlorides and Bromoacetonitrile[J].Synthesis,1987,(2):168.
[9] 周和平,黃勝堂.4-甲氧基苯乙腈的又一種合成法[J].化學試劑,2006,28(6):382-383.
Synthesis Research for p-Methoxyphenyl Acetonitrile
WU Wen-liang,LU Xiao-yi,ZHANG Qi-ming,DONG Dao-min
(Zhejiang Qiming Pharmaceutical Co.,Ltd.,Shangyu 312369,China)
Various synthesis methods for p-methoxyphenyl acetonitrile were reviewed,and simple characters of these methods were evaluated.A new synthetic route which started as p-chlorophenyl acetonitrile was introduced especially.This method had the advantages of easier in reaction route,cheaper material and higher yield,so it was a suitable route for industrial production.
p-methoxyphenyl acetonitrile;synthesis
O 625.67
A
1671-9905(2011)06-0011-02
吳文良(1983-),男,工程師,浙江工業(yè)大學在讀研究生,主要從事醫(yī)藥及化工中間體的開發(fā),通訊地址:浙江省上虞市杭州灣工業(yè)園區(qū)緯五路8號,浙江啟明藥業(yè)有限公司,312369,Email:wenliang221@163.com
2011-03-14