南 云,黃美云,張玲玲,陳英奇,
(1.浙江新三和醫(yī)藥化工有限公司,浙江 上虞 312369;2.浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院,浙江 杭州 310027)
苯那普利(Ⅰ)是瑞士Ciba-Gergy公司開(kāi)發(fā)的治療高血壓藥物,是新一代轉(zhuǎn)化酶抑制劑(ACE)降壓藥,經(jīng)放射性配合體等方法的定量研究。Ⅰ抑制循環(huán)和組織中的ACE效果強(qiáng),更安全,適于治療高血壓和輔助治療心力衰竭的病人,且副作用較少。
合成Ⅰ的路線(xiàn)較多,但工業(yè)生產(chǎn)上大都以3-氨基-1,3,4,5-四氫-2H-1-苯并氮雜-2-酮(3)為起始原料的,經(jīng)過(guò)拆分、縮合、加氫、縮合反應(yīng)得Ⅰ。而3的合成文獻(xiàn)報(bào)道較少。Jeffrey 等[1,2]以 3-溴-1,3,4,5-四氫-2H-1-苯并氮雜-2-酮(1)為原料,和疊氮化鈉反應(yīng)得到疊氮化物后再與溴乙酸叔丁酯發(fā)生縮合反應(yīng),然后加氫還原得 3-氨基-2,3,4,5-四氫-2-氧-1H-1-苯并氮雜-1-乙酸叔丁酯。該路線(xiàn)各步收率都比較理想,但使用了疊氮化鈉,對(duì)操作和安全都提出了非常高的要求。Boyer[3]等以1為原料,與鄰苯二甲酰亞胺鉀鹽、溴乙酸叔丁酯反應(yīng)后再經(jīng)過(guò)乙醇胺還原引入氨基。該路線(xiàn)操作簡(jiǎn)單,但收率不理想,成本比較高。陳英奇[4]以1為原料,與芐胺、溴乙酸叔丁酯縮合反應(yīng),HCl氣體成鹽反應(yīng)后再經(jīng)Pd/C催化下的氫化反應(yīng),再中和得到消旋的 3-氨基-2,3,4,5-四氫-2-氧-1H-1-苯并氮雜-1-乙酸叔丁酯。
從原子經(jīng)濟(jì)學(xué)角度考慮,3的合成最簡(jiǎn)單的路線(xiàn)是以1為起始原料,通過(guò)直接與氨反應(yīng)合成3,但實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明直接加氨轉(zhuǎn)化率不高,大部分原料沒(méi)有反應(yīng)。為此,本文在文獻(xiàn)方法的基礎(chǔ)上,選擇以1為起始原料,先與芐胺反應(yīng)制得3-芐氨基-1,3,4,5-四氫-2H-1-苯并氮雜-2-酮(2);2再經(jīng)5%Pd/C催化加氫合成3(Scheme 1)。該路線(xiàn)具有工藝路線(xiàn)簡(jiǎn)單,總收率高(90%)的優(yōu)點(diǎn),為工業(yè)化生產(chǎn)提供方便。
Scheme 1
島津SPD-20A型液相色譜儀;HP6890/5973型氣質(zhì)聯(lián)用儀;Mercury-500型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo))。
1,含量98%,浙江新三和醫(yī)藥化工有限公司;5%Pd/C,陜西開(kāi)達(dá)化工有限公司,用少量無(wú)水乙醇洗滌,過(guò)濾,重復(fù)操作2次~3次后使用;其余試劑均為工業(yè)級(jí)。
(1)2的合成
在反應(yīng)瓶中依次加入1 240 g(1.00 mol),芐胺120 g(1.12 mol),四丁基溴化銨 9 g(28 mmol),無(wú)水碳酸鈉109 g(1.03 mol)及正丁醇500 mL,攪拌下于85℃反應(yīng)6 h;降溫至5℃,抽濾,濾餅用水洗滌,于80℃真空干燥得類(lèi)白色固體2 250 g,收率94.1%,含量99.6%(HPLC,下同)。
(2)3的合成
在1 L高壓釜中依次加入2 50 g(0.188 mol),5%Pd/C 5 g和無(wú)水乙醇450 mL,用氮?dú)庵脫Q3次,通氫氣至釜內(nèi)壓力為2.5 MPa,攪拌下升溫至100℃,保溫保壓反應(yīng)10 h(壓力下降時(shí)補(bǔ)充氫氣至釜內(nèi)壓力為2.5 MPa)。降溫至30℃,抽濾,濾液于60℃以下減壓濃縮,殘余物用甲苯(250 mL)重結(jié)晶,于70℃真空干燥得白色晶體3 31.6 g,收率95.5%,含量 99.7%;1H NMR δ:2.00(s,2H),2.31~2.39(m,2H),2.56~3.56(t,J=4.8 Hz,2H),6.93~6.96(m,1H),7.03~7.08(m,1H),7.06~7.14(m,1H),7.56~7.62(m,1H),8.02(s,1H)。
濾餅為5%Pd/C,用無(wú)水乙醇洗滌后重復(fù)使用。
反應(yīng)條件同1.2(1),考察溶劑對(duì)2收率的影響,結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可見(jiàn),以甲苯和乙醇為溶劑時(shí),收率不高,主要原因可能是甲苯的極性較小,不利于縮合反應(yīng)的進(jìn)行,而乙醇會(huì)與1發(fā)生醚化反應(yīng),致使收率降低。而用正丁醇,DMF和DMSO為溶劑時(shí)的收率接近,考慮到正丁醇回收比較容易,選擇正丁醇作為反應(yīng)溶劑。
表1 溶劑對(duì)2收率的影響*Table 1 Effect of solvents on yield of 2
反應(yīng)條件同1.2(2),考察溶劑對(duì)3收率的影響,結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可見(jiàn),用甲苯為溶劑時(shí)收率較低;用異丙醇,甲醇和無(wú)水乙醇為溶劑時(shí)的收率接近。綜合各方面因素考慮,以無(wú)水乙醇為溶劑。
表2 溶劑對(duì)3收率的影響*Table 2 Effect of solvents on yield of 3
實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)體系水分對(duì)催化脫芐基影響較大,5%Pd/C用前需經(jīng)脫水處理。以無(wú)水乙醇為溶劑,其余反應(yīng)條件同1.2(2),考察Pd/C用量對(duì)3收率的影響,結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn),Pd/C用量(占原料重量的百分比)在10%時(shí)最理想。
表3 Pd/C用量對(duì)3收率的影響*Table 3 Effect of Pd/C amount on yield of 3
Pd/C的成本較高,希望Pd/C能回收利用,降低成本??紤]到回收時(shí)Pd/C的損耗,再次使用時(shí)一般視情況補(bǔ)加初始量的10%。
以無(wú)水乙醇為溶劑,5%Pd/C用量為10%,其余反應(yīng)條件同1.2(2),考察Pd/C重復(fù)使用次數(shù)對(duì)3收率的影響,結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可見(jiàn),Pd/C回收使用6次時(shí),3的收率穩(wěn)定在93%左右。隨著套用次數(shù)增加,Pd/C活性降低,反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng),但反應(yīng)能進(jìn)行完全;當(dāng)套用8次時(shí),收率明顯降低。盡管隨著時(shí)間的延長(zhǎng)還有可能將反應(yīng)進(jìn)行完全,考慮到反應(yīng)效率,Pd/C回收套用次數(shù)以7次為最佳。
表4 Pd/C回收套用次數(shù)對(duì)3收率的影響*Table 4 Effect of recycle of Pd/C on yield of 3
綜上所述,合成3的最佳反應(yīng)條件為:以無(wú)水乙醇為溶劑,5%Pd/C用量為總用量的10%,于100℃/2.5 MPa條件下反應(yīng) 10 h,3的收率95.5%,純度99.7%。5%Pd/C可套用7次,收率穩(wěn)定在95%左右。
[1] Jeffrey W H Watthey,Chappaqua N Y.3-Amino-[1]-benzazepin-2-one-1-akanoic acid[P].US 4 410 520,1983.
[2] Jeffrey W H Watthey,James L.Syntheses and biological properties of(carboxyalkyl)amino-substituted bicyclic lactam inhibitors of angiotensin converting enzyme[J].Med Chem,1985,28:1511-1516.
[3] Boyer S K,Pfund R A,Portmann R E,et al.Notiz zur synthese eines optisch aktiven ace-hemmers mit aminooxo-benzazepin-1-alkansaure-struktur mittels enantiokonvergierender kristallisationsinduzierter racemat-trennung[J].Helv Chim Acta,1988,71(2):337-343.
[4] 陳英奇,王曉鐘,黃美云,等.3-(S)-氨基-2,3,4,5-四氫-2-氧-1H-1-苯并氮雜-1-乙酸叔丁酯的制備方法[P].CN,ZL200 910 101 088.5,2012.