楊巧賓,晉繼增,蒲俊勇,李勤耕(重慶醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,重慶 400016)
奈帕芬胺(Nepafenac,A)是由美國(guó)Alcon公司研發(fā),2005年8月美國(guó)食品與藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)用于治療與白內(nèi)障手術(shù)相關(guān)的疼痛和炎癥的一種新型眼用非甾體類(lèi)解熱鎮(zhèn)痛抗炎藥,與傳統(tǒng)的非甾體抗炎藥(NSAIDs)相比,具有滲透力強(qiáng)、靶向作用強(qiáng)、毒副作用小等優(yōu)點(diǎn)[1]。
A的合成方法文獻(xiàn)報(bào)道主要有2種:(1)N-氯代丁二酰亞胺(NCS)與2-(甲硫基)乙酰胺(D)反應(yīng)后再與2-氨基二苯甲酮(E)縮合重排,得到中間體2-氨基-3-苯甲?;?α-(甲硫基)苯乙酰胺(F),再經(jīng)脫硫得A[2]。(2)E與次氯酸叔丁酯反應(yīng)后與D縮合重排,得到F,再經(jīng)脫硫得A[3]。筆者重復(fù)方法(1)中制備中間體F時(shí)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)體系雜質(zhì)較多,純化困難,且達(dá)不到文獻(xiàn)報(bào)道[2]的收率(86.4%);而方法(2)中間體F的制備所需溫度為-70℃,能源消耗大,還需用到極易發(fā)生分解的次氯酸叔丁酯,且該方法收率較低(43%),不適合大規(guī)模生產(chǎn)。
本研究參考相關(guān)文獻(xiàn)[2~5],改變路線(1)中的投料順序,先將E與NCS氯代,再與D縮合重排,經(jīng)脫硫即可得A。制備中間體F時(shí)反應(yīng)溫度控制在-15℃,條件溫和、操作簡(jiǎn)便、雜質(zhì)少,收率可達(dá)80%以上,只需簡(jiǎn)單處理則A的純度可達(dá)99.5%以上(高效液相色譜(HPLC)歸一化法)。本工藝總收率可達(dá)48.6%(各步反應(yīng)收率之乘積:86%×78.2%×88%×82.2%),適合大規(guī)模生產(chǎn),筆者在此將該合成方法介紹如下。
JT302 N型電子天平(上海精天電子儀器有限公司);YRT-3型熔點(diǎn)儀(南京旭析儀器有限公司);KF-8 A卡爾費(fèi)休水分儀(上海佳實(shí)電子科技有限公司);1200 HPLC儀(美國(guó)安捷倫公司);Avance 400核磁共振儀(瑞士Bruker公司)。
金屬鈉(批號(hào):20110409,純度:99.7%)、巰基乙酸甲酯(B,批號(hào):20110406,純度:96%)、2-氨基二苯甲酮(E,批號(hào):20110512,純度:98%)、NCS(批號(hào):20110311,純度:98%)、雷尼鎳催化劑均由上海晶純實(shí)業(yè)有限公司提供;硫酸二甲酯(成都西亞試劑有限公司,批號(hào):20110315,純度:99.5%);氨水、三乙胺(Et3N)、甲醇、二氯甲烷、無(wú)水硫酸鈉、異丙醚、四氫呋喃、異丙醇等均為分析純。
奈帕芬胺的合成路線如圖1所示。
圖1 奈帕芬胺合成路線Fig 1 Synthetic route of nepafenac
2.2.1 甲硫基乙酸甲酯(C)的合成。取金屬鈉(8.2g,0.356 mol)分批加至冰浴的甲醇(260mL)中,降溫至-10℃,氮?dú)獗Wo(hù)下滴加巰基乙酸甲酯(B,31.9mL,0.356 mol),加畢攪拌10min,緩慢滴加硫酸二甲酯((CH3)2SO4,33.7mL,0.356 mol),加畢升至室溫反應(yīng)4h。減壓濃縮至干,剩余物中加入水(100mL)、二氯甲烷(200mL),攪拌10min,水洗二氯甲烷層至中性,用無(wú)水硫酸鈉干燥后過(guò)濾,濾液減壓濃縮,得淡黃色液體C(36.7 g,收率:86%,文獻(xiàn)[6]收率:78.4%)直接用于下步反應(yīng)。
2.2.2 2-(甲硫基)乙酰胺(D)的合成。取C(36.7 g,0.306 mol)置于圓底燒瓶中,冰浴滴加氨水(84.9 g,94.3mL),加畢升至室溫?cái)嚢?h,降溫至0~5℃,攪拌2h,過(guò)濾,濾餅用異丙醇(20mL)潤(rùn)洗,干燥得白色固體粉末(25.1 g,收率:78.2%,熔點(diǎn)(mp):99~102℃ ;文獻(xiàn)[2]收率:76.2%,mp:99~102℃,純度:98.2%(HPLC歸一化法))。
2.2.3 2-氨基-3-苯甲?;?α-(甲硫基)苯乙酰胺(F)的合成。取E(28.7 g,0.146 mol)加入氫化鈣(CaH)干燥過(guò)的二氯甲烷400mL,攪拌溶解后降溫至-15℃,氮?dú)獗Wo(hù)下將NCS(19.5 g,0.146 mol)溶于200mL二氯甲烷緩慢滴加至反應(yīng)液中,加畢攪拌0.5 h,將D(15.3 g,0.146 mol)溶于200mL二氯甲烷并緩慢滴加至反應(yīng)液,-15℃保持3 h后緩慢升溫至0~8℃。立即過(guò)濾反應(yīng)液,將得到的濾餅倒至二氯甲烷(500mL)中,冰浴滴加三乙胺(20mL)至二氯甲烷中,攪拌15min,水洗二氯甲烷層至中性,無(wú)水硫酸鈉干燥后過(guò)濾,濾液減壓濃縮,得黃色固體粉末。加入異丙醚(500mL),攪拌回流1 h,降至室溫,過(guò)濾,干燥得黃色固體(38.5 g,收率:88%,mp:153~154.5℃;文獻(xiàn)[3]收率:43%,mp:153~155℃,純度:99.5%(HPLC歸一化法))。
2.2.4 奈帕芬胺(A)的合成。取F(15 g,0.05 mol),加入四氫呋喃(300mL)攪拌溶清,稱(chēng)取雷尼鎳(60 g)以水洗3次、四氫呋喃洗3次后快速加至反應(yīng)液中,攪拌15min,過(guò)濾。濾餅用四氫呋喃(100mL)潤(rùn)洗,濾液減壓濃縮,得黃色固體(13 g),用異丙醇重結(jié)晶,得黃色針狀結(jié)晶A(10.4 g,收率:82.2%,mp:178.5~180℃;文獻(xiàn)[3]收率:73%,mp:178~180℃,純度:99.7%(HPLC歸一化法))。
對(duì)A進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,得到以下數(shù)據(jù):mp:178.5~180℃,1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ 7.52~7.56(m,5 H),7.07(s,2 H),7.30~7.31(d,1 H),7.20~7.22(d,1 H),6.53~6.57(t,1 H),3.41(s,2 H),3.33(s,2 H)。結(jié)果與文獻(xiàn)[3]一致,由此可知所得產(chǎn)物為奈帕芬胺。
本文主要考察了制備關(guān)鍵中間體F的反應(yīng)條件。
2.4.1 反應(yīng)溫度的影響。文獻(xiàn)[3]報(bào)道反應(yīng)溫度在-70℃,此溫度下工業(yè)生產(chǎn)所需能源消耗大、成本高、收率低;升高反應(yīng)溫度至-40℃,采用NCS來(lái)作氯代原料,然而此方法的投料順序產(chǎn)生雜質(zhì)多,難以純化。在本試驗(yàn)中,操作條件同“2.2.3”項(xiàng)下方法所述,筆者考察了-65℃、-45℃、-15℃、0℃不同反應(yīng)溫度下,反應(yīng)時(shí)間2~5 h時(shí)的收率,結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)收率的影響Tab 1 Effect of reaction temperature and reaction time on yield
由表1可見(jiàn),反應(yīng)溫度在-15℃時(shí)為宜。低于-15℃時(shí),反應(yīng)時(shí)間需要延長(zhǎng);高于-15℃時(shí),收率降低,并且副產(chǎn)物增多;在-15℃反應(yīng)溫度下反應(yīng)3 h就可以達(dá)到令人滿(mǎn)意的收率,延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間至5 h,收率有所下降。故最終選擇-15℃反應(yīng)3 h為合適的反應(yīng)條件。
2.4.2 二氯甲烷中的水分對(duì)反應(yīng)的影響。在制備中間體F時(shí),筆者發(fā)現(xiàn)溶劑中的水分對(duì)產(chǎn)物的純度和收率有很大的影響,由此考察了二氯甲烷的水分對(duì)收率的影響,結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 二氯甲烷中的水分對(duì)收率的影響Tab 2 Effect of the moisture content of methylene chloride on yield
由表2可見(jiàn),二氯甲烷中的水分應(yīng)該嚴(yán)格控制在0.15%以下,由于工業(yè)生產(chǎn)中工業(yè)級(jí)二氯甲烷水分一般高于0.3%,本試驗(yàn)雖然用的是分析純二氯甲烷,但是經(jīng)檢測(cè)其水分均高于0.3%。因此在制備中間體F時(shí)對(duì)二氯甲烷水分用卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀先進(jìn)行水分檢測(cè)。一般實(shí)驗(yàn)室中,二氯甲烷的水分可用CaH或者五氧化二磷回流干燥蒸餾方法去除;生產(chǎn)中可以用分子篩干燥去除。
在制備中間體F時(shí),二氯甲烷對(duì)D和NCS的溶解度較差,筆者曾嘗試用四氫呋喃代替二氯甲烷作溶劑,但由于四氫呋喃易吸潮,結(jié)果并未提高產(chǎn)率,因此只能通過(guò)增加二氯甲烷的用量來(lái)提高對(duì)反應(yīng)底物的溶解度。
制備中間體F時(shí),-15℃可以用冰鹽浴來(lái)控制反應(yīng)溫度;在控制二氯甲烷中的水分時(shí),筆者嘗試用氯化鈣來(lái)干燥去除,結(jié)果發(fā)現(xiàn)干燥1 d后,水分低于0.15%,可達(dá)到反應(yīng)要求,因此工業(yè)生產(chǎn)時(shí)可用氯化鈣來(lái)干燥二氯甲烷。
本文解決了奈帕芬胺生產(chǎn)時(shí)所需苛刻條件,降低了工業(yè)生產(chǎn)成本,為奈帕芬胺滴眼液的制備提供了高純度的原料。
本試驗(yàn)結(jié)果表明,本方法所得收率與文獻(xiàn)比較更高,并且反應(yīng)條件溫和,達(dá)到了良好的效果,是一條適用于工業(yè)化生產(chǎn)奈帕芬胺的合成路線。
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