摘 要:以4,4'-二氟二苯甲酮為起始原料,通過(guò)還原,溴化,取代三步反應(yīng)制得1-(雙(4-氟苯基)甲基)哌嗪,三步反應(yīng)總收率達(dá)到70.1%。本路線(xiàn)適合工業(yè)化生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞:4,4'-二氟二苯甲酮;1-(雙(4-氟苯基)甲基)哌嗪;氟桂利嗪;合成
前言
鹽酸氟桂利嗪(flunarizine hydrochloride)是一種鈣通道阻斷劑,能防止因缺血等原因?qū)е碌募?xì)胞內(nèi)病理性鈣超載而造成的細(xì)胞損害。適用于腦動(dòng)脈硬化,腦血栓形成,腦栓塞,高血壓所致的腦循環(huán)障礙,腦出血,蛛網(wǎng)膜所致的腦循環(huán)障礙,腦出血等。1-(雙(4-氟苯基)甲基)哌嗪是合成鹽酸氟桂利嗪的重要中間體[1,2],文章采用4,4'-二氟二苯甲酮為起始原料,通過(guò)鋅粉還原生成4,4'-二氟二苯甲醇,4,4'-二氟二苯甲醇和氫溴酸反應(yīng)生成相應(yīng)的溴代物4,4'-二氟二苯溴甲烷,4,4'-二氟二苯溴甲烷再與無(wú)水哌嗪反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物1-(雙(4-氟苯基)甲基)哌嗪[3],本方法采用的原料容易得到,價(jià)格便宜,收率達(dá)到70%以上,非常適合工業(yè)化生產(chǎn)。
1 實(shí)驗(yàn)
主要試劑與儀器
4,4'-二氟二苯甲酮,鋅粉,40%氫溴酸和無(wú)水哌嗪均為工業(yè)品;其它試劑均為分析純。
Agilent 1100高效液相色譜儀,YRT-2型熔點(diǎn)儀。
合成
4,4'-二氟二苯甲醇的合成
向2L三口瓶中加入1000ml95%乙醇,110g(2.75mol) 氫氧化鈉,攪拌溶解后,加入200g(0.917mol)4,4'-二氟二苯甲酮,升溫到50℃,每20min一次,分三次共加入150g(2.31mol)鋅粉,保持55℃反應(yīng)1.5h。反應(yīng)結(jié)束后,將體系降溫到室溫,過(guò)濾,用100ml乙醇漂洗濾餅,濾液減壓蒸出約600ml溶劑,向濃縮有機(jī)液中加入2400ml水,攪拌下,加入約210ml 31%鹽酸,調(diào)整pH到6,過(guò)濾,得濾餅濕品256g。
4,4'-二氟二苯基溴甲烷的合成
向1000ml三口瓶中加入200ml甲苯,攪拌下慢慢加入上一步的256g 4,4'-二氟二苯甲醇濕品,此時(shí)體系比較粘稠,攪拌下升溫到到70℃以后,體系中的固體慢慢溶解,控制體系溫度在75~80℃之間,30min內(nèi)緩慢滴加200ml(1.38mol) 40%氫溴酸,然后于2.5h內(nèi)滴入148g 98%濃硫酸,繼續(xù)保溫反應(yīng)1h。向體系中加入340ml甲苯,降到室溫,分液,有機(jī)相用200ml 飽和碳酸氫鈉水溶液中和,200ml飽和食鹽水洗滌后待用。
1-(雙(4-氟苯基)甲基)哌嗪的合成
向2L三口瓶中加入180ml甲苯,攪拌下加入146g(1.69mol)無(wú)水哌嗪,然后升溫到80℃使得無(wú)水哌嗪全部溶解,于80~85℃之間3h內(nèi)滴完上一步的反應(yīng)液,繼續(xù)保溫反應(yīng)2h。冰水浴降溫到10℃,過(guò)濾除去不溶物,濾液用500ml 10%鹽酸充分洗滌萃取,所得的鹽酸溶液用720ml甲苯分三次充分萃取干凈體系中的不成鹽的有機(jī)物,然后向該鹽酸溶液中慢慢滴入加入約460ml 10%氫氧化鈉水溶液,滴加過(guò)程中藥充分?jǐn)嚢瑁詈笳{(diào)整pH 到10~11,體系中出現(xiàn)大量固體小顆粒,過(guò)濾,水洗干燥后得到白色固體184.6g,液相色譜純度98.7%,熔點(diǎn)88.5~91℃。
2 結(jié)果與討論
2.1 還原劑對(duì)4,4'-二氟二苯甲醇合成的影響
實(shí)驗(yàn)首先研究了4,4'-二氟二苯甲酮的還原,酮的還原比較經(jīng)典的還原劑就是硼氫化鈉,但是硼氫化鈉價(jià)格相對(duì)較高,因此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還研究了鋅粉還原的方法,結(jié)果發(fā)現(xiàn)完全能夠達(dá)到硼氫化鈉的還原效果。鋅粉在堿性條件下的還原酮時(shí),理論上一個(gè)當(dāng)量的鋅粉即可還原一個(gè)當(dāng)量的酮,但是本反應(yīng)是非均相反應(yīng),通常要求鋅粉過(guò)量,本反應(yīng)中,當(dāng)鋅粉的摩爾量是4,4'-二氟二苯甲酮的摩爾2.5倍時(shí),反應(yīng)才能充分完成,此時(shí)的反應(yīng)收率達(dá)到95.9%。
2.2 反應(yīng)溫度對(duì)溴化反應(yīng)的影響
4,4'-二氟二苯甲醇需要將它的羥基轉(zhuǎn)化成活性較高的基團(tuán)再進(jìn)行后續(xù)的取代反應(yīng),通常將它是轉(zhuǎn)換為硫酸酯或鹵素原子,如氯,溴等,由于下一步是與無(wú)水哌嗪反應(yīng),硫酸酯下來(lái)的硫酸能與2個(gè)當(dāng)量的哌嗪成鹽,消耗哌嗪較多,因此文章對(duì)該方法沒(méi)有進(jìn)行研究。文章也嘗試了先制得4,4'-二氟二苯基氯甲烷,然后再與哌嗪反應(yīng),實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)4,4'-二氟二苯基氯甲烷與哌嗪反應(yīng)的活性較低,需要較高的反應(yīng)溫度,反應(yīng)才能比較徹底,但是同時(shí)副產(chǎn)增多,最終產(chǎn)品必須精制才能得到合格的產(chǎn)品。在采用4,4'-二氟二苯基溴甲烷反應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)溴取代反應(yīng)條件比較溫和,反應(yīng)速度快,并且副產(chǎn)物很少,因此文章重點(diǎn)研究了溴代反應(yīng),因?yàn)殇宕磻?yīng)同上步還原反應(yīng)一樣為非均相反應(yīng),因此需要較好的攪拌效果,并且對(duì)反應(yīng)溫度溫度有較高的要求,當(dāng)反應(yīng)溫度低時(shí),反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),而且很難達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn),而反應(yīng)溫度高時(shí),反應(yīng)物料顏色深,從而影響了最終產(chǎn)品的外觀,實(shí)驗(yàn)最終確定較佳的溴取代反應(yīng)溫度75~80℃之間。
2.3 取代反應(yīng)的影響因素
4,4'-二氟二苯基溴甲烷與哌嗪反應(yīng)的主要副產(chǎn)物為哌嗪上的兩個(gè)氮原子都發(fā)生反應(yīng)生成的1,4-二(雙(4-氟苯基)甲基)哌嗪,要減少這個(gè)副產(chǎn)物一要哌嗪過(guò)量,二要調(diào)整加料方式,通過(guò)將溴代物滴加到哌嗪中的方法,使得體系中的哌嗪一直處于過(guò)量狀態(tài),從而減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生。該反應(yīng)結(jié)束后,后處理方式很重要,處理得當(dāng),所得最終目標(biāo)產(chǎn)物即可達(dá)到商品純度要求,這個(gè)過(guò)程中,首先需要鹽酸和甲苯溶液中的哌嗪和目標(biāo)產(chǎn)物充分成鹽,并把它們轉(zhuǎn)移到水相中,而一些不能成鹽的溴代原料等雜質(zhì)則留在了甲苯中,所得鹽溶液再經(jīng)甲苯萃取,充分除去不成鹽的雜質(zhì),即可得到很純的哌嗪和目標(biāo)產(chǎn)物的鹽酸鹽溶液,該溶液通過(guò)堿調(diào)節(jié)pH,使得目標(biāo)產(chǎn)品從水中析出,由于哌嗪在水中的溶解性很好,因此,哌嗪無(wú)法析出,產(chǎn)品經(jīng)過(guò)過(guò)濾,充分水洗即可得到純度和外觀俱佳的目標(biāo)產(chǎn)物。
3 結(jié)束語(yǔ)
本路線(xiàn)操作簡(jiǎn)單,原料易得,產(chǎn)物無(wú)需精制,適合工業(yè)化生產(chǎn)。以4,4'-二氟二苯甲酮為起始原料,通過(guò)鋅粉還原制得4,4'-二氟二苯甲醇,然后用氫溴酸溴代制得4,4'-二氟二苯基溴甲烷,最后與無(wú)水哌嗪反應(yīng)制得1-(雙(4-氟苯基)甲基)哌嗪。三步反應(yīng)的中間體都不需要精制,可以直接進(jìn)行下一步反應(yīng),三步反應(yīng)的總收率達(dá)到70.1%,產(chǎn)品液相色譜純度98.7%。
參考文獻(xiàn)
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[3] Regnier Gilbert L.,Guillonneau Claude G.,Duhault Jacques L.,Tisserand Francoise P.,Saint-Romas Guy,Holstorp Sophie M. European Journal of Medicinal Chemistry[J].1987 (22):243-250.