陶曉紅 張文城 石 勇 吳振剛 謝 艷
(衢州學(xué)院,浙江 衢州324000)
尼魯米特(Nilutamide),非甾體抗雄激素藥,由法國(guó)Roussel-Uclaf研制、推出,主要作用是與雄性激素的受體結(jié)合,阻止激素與受體結(jié)合,一般與手術(shù)治療合并應(yīng)用于前列腺癌或轉(zhuǎn)移性前列腺癌治療,發(fā)揮其抗雄性激素作用。對(duì)雌性激素、孕激素、鹽或糖皮質(zhì)激素受體基本無作用,因此減少了抗其他激素的副作用。在體內(nèi)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,與受體結(jié)合持久,作用時(shí)間長(zhǎng),不產(chǎn)生雄激素的副作用[1-3]。
在國(guó)外,1種合成方法,是用芳胺和光氣反應(yīng)生成異氰酸酯,再和2-氨基-2-氰基丙烷反應(yīng)經(jīng)水解而得[2-3]。反應(yīng)需用劇毒光氣,制備2-氨基-2-氰基丙烷中間體時(shí)需用氰化鈉。國(guó)內(nèi)李倩報(bào)道了用4-硝基-3-(三氟甲基)苯胺在硫酸中進(jìn)行重氮化后碘代,再進(jìn)行縮合反應(yīng)獲得。該反應(yīng)主要是原料不易獲得[4]。
本研究以間三氟甲基苯胺為原料經(jīng)過重氮化碘代反應(yīng)、硝化反應(yīng)、縮合反應(yīng)獲得尼魯米特,原料相對(duì)廉價(jià)易得。
所用原料均為工業(yè)級(jí)或化學(xué)純。
熔點(diǎn)用WRR型熔點(diǎn)儀測(cè)定,溫度計(jì)未經(jīng)校正;薄層色譜(TLC)層析硅膠GF254薄板(滌綸片基),在254nm紫外燈下觀察或碘熏顯色,展開劑為石油醚和乙酸乙酯,體積比10:1或5:1。核磁共振譜用Avance500MHz核磁共振儀測(cè)定,TMS為內(nèi)標(biāo)。高效液相色譜儀(HPLC,依利特P230+UV230,色譜柱ShimadzuVP-ODS250×4.6×10μm),流動(dòng)相為乙腈、水和H3PO4體積比650:350:1,檢測(cè)波長(zhǎng)220nm。HP5989A型質(zhì)譜儀(MS)。
1.2.1 重氮化碘代
攪拌條件下在250mL三口瓶中加入3.22g(20 mmol)間三氟甲基苯胺(C7H6F3N)、鹽酸(30mmol),攪拌30min后,冰浴,析出間三氟甲基苯胺鹽酸鹽結(jié)晶。然后緩慢滴加1.45g(21mmol)NaNO2的10 mL水溶液,保持0℃反應(yīng)2h。加入1g尿素,至淀粉碘化鉀試紙無色。保持0℃,向反應(yīng)瓶中加入50 mL氯仿,快速滴加KI(3.5g,21mmol)溶液,0℃下反應(yīng)4h,升至室溫?cái)嚢柽^夜。靜止分層,水層用15 mL氯仿萃取,合并有機(jī)層,并依次用亞硫酸鈉溶液、碳酸鈉溶液、飽和食鹽水洗滌,無水硫酸鎂干燥,減壓蒸餾,得黃色液體4.3g,間碘三氟甲苯收率80%。
反應(yīng)式為:
1.2.2 硝化階段
在攪拌和通氮?dú)獾臈l件下,保持在低于10℃時(shí),將所得黃色液體(其中間碘三氟甲苯2.72g,10 mmol),100mL1,2-二氯乙烷,濃HNO3(4.5g,46 mmol)溶于30mL1,2-二氯乙烷,加入滴液漏斗中,1h左右滴加完畢,滴加完畢后,繼續(xù)反應(yīng)約4h,HPLC監(jiān)控反應(yīng)終點(diǎn)。蒸餾回收1,2-二氯乙烷,剩余物倒入500mL冰水,過濾。濾餅用150mL正己烷洗2次(每次用150mL),除去異構(gòu)體。再用乙醇重結(jié)晶,得黃色固體2-硝基-5-碘三氟甲苯(C6H3NO2ICF3)1.94g,收率61%。熔點(diǎn)60~62℃(文獻(xiàn)[5]為63~64℃)。
反應(yīng)式為:
1.2.3 縮合階段
將2-硝基-5-碘三氟甲苯(1.6g,5mmol)、5,5-二甲基乙內(nèi)酰脲(0.77g,6mmol)、Cu2O(0.36g,2.5 mmol)、DMF(20mL)加入三口瓶,攪拌回流12h。過濾,冰浴下將濾液倒入氨水溶液中,析出固體,過濾,濾餅溶于乙酸乙酯,再用飽和食鹽水洗滌,分層,有機(jī)層用無水硫酸鎂干燥,過濾,再用乙酸乙酯重結(jié)晶,得黃色固體1.1g,收率72%。熔點(diǎn)147~148℃(文 獻(xiàn)[2]為149℃)。HNMR(DMSO-d6):1.55(s),7.82~7.93(d),8.09(s),8.06~8.13(d)。MS,m/z:317。
反應(yīng)式為:
以間三氟甲基苯胺(C7H6F3N)與鹽酸不同配比,在-5~0℃下反應(yīng)2h,TLC跟蹤反應(yīng),以化合物3為目標(biāo)的摩爾配比單因素優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
由表1可知,較佳的間三氟甲基苯胺與鹽酸摩爾比為1:3.5,繼續(xù)增加酸的用量對(duì)收率和質(zhì)量影響不大。制備重氮鹽過程中酸的作用,一是與亞硝酸鈉形成亞硝酸;二是形成重氮鹽,另外需部分酸保持一定的酸度,防止重氮鹽與胺發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),因此酸應(yīng)過量。但酸的用量過高也可能會(huì)導(dǎo)致重氮化速度減慢。因此優(yōu)化摩爾比為1:3.5。
表1 摩爾配比對(duì)重氮化碘代的影響Tab 1 The influence of molar ratio on diazotization iodo reaction
反應(yīng)以TLC跟蹤反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間不做單獨(dú)考察因素,反應(yīng)溫度作為考察因素發(fā)現(xiàn)重氮鹽形成的過程中控制在10℃以下均能獲得較高收率,溫度高于10℃時(shí),溫度越高重氮鹽顏色越深,同時(shí)碘代的收率越低。
以質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為50%、65%、90%的硝酸,以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為44.5%硝酸和55.5%硫酸的混酸為硝基化試劑,間碘三氟甲苯與硝酸的摩爾比為1:1.3,10℃下反應(yīng)4h,以2-硝基-5-碘三氟甲苯為目標(biāo)的單因素優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。
表2 硝酸含量對(duì)硝基化反應(yīng)的影響Tab 2 The influence of nitric acid concentration on the nitration reaction
由表2可知,硝化反應(yīng)隨著硝酸含量的增加收率明顯增加,采用混酸時(shí)收率高于濃硝酸,但是硝基化程度增加,導(dǎo)致異構(gòu)體產(chǎn)生明顯,熔程加長(zhǎng)。故以質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%的硝酸為硝基化試劑較好。
間碘三氟甲苯與硝酸摩爾比應(yīng)硝酸適當(dāng)過量較好,間碘三氟甲苯與硝酸摩爾比為1:1.3時(shí),間碘三氟甲苯能在4h左右反應(yīng)完全,具體時(shí)間通過HPLC監(jiān)控,不作為單獨(dú)考察因素。硝酸的量進(jìn)一步增加對(duì)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化時(shí)間沒有明顯縮短,但是收率會(huì)有所降低。摩爾數(shù)減少對(duì)反應(yīng)時(shí)間增長(zhǎng)明顯且反應(yīng)收率也有所減少,因此優(yōu)化的間碘三氟甲苯與硝酸的摩爾配比為1:1.3。
以0、10、20℃為反應(yīng)溫度作為考察因素時(shí)發(fā)現(xiàn),提高反應(yīng)溫度有利于原料的轉(zhuǎn)化,同時(shí)異構(gòu)化的產(chǎn)物明顯增加導(dǎo)致收率有所下降。因此反應(yīng)溫度以10℃較好。另外,硝酸的滴加時(shí)間對(duì)收率也有一定的影響,一般控制在0.5h內(nèi)加料完畢較好。
分別以Cu2O和CuCl為催化劑,TLC跟蹤反應(yīng),在回流溫度(153℃)下進(jìn)行取代縮合反應(yīng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。
表3 催化劑的選擇對(duì)縮合反應(yīng)的影響Tab 3 The influence of catalysts on the condensation reaction
由表3可知,取代縮合反應(yīng)中2種催化劑的使用沒有明顯差異,采用CuCl作為催化劑時(shí),反應(yīng)終點(diǎn)提前到達(dá),但收率變化不明顯。較佳的是采用CuCl為催化劑。
研究表明,以間三氟甲基苯胺為原料經(jīng)過重氮化碘代、硝化、縮合反應(yīng)獲得尼魯米特合成新方法,優(yōu)化的反應(yīng)條件分別是:重氮化碘代反應(yīng),反應(yīng)溫度10℃,間三氟甲基苯胺與鹽酸摩爾比為1:3.5;硝化反應(yīng),反應(yīng)溫度10℃,硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%,間碘三氟甲苯與硝酸的摩爾配比為1:1.3;縮合反應(yīng)以CuCl為催化劑。各步收率分別為80%、61%、74%,總收率約為35%。
反應(yīng)路線較短,有效避免了劇毒物質(zhì)光氣及氰化鈉的使用,同時(shí)原料均價(jià)廉易得,收率較高,且各步反應(yīng)條件均較為溫和。與文獻(xiàn)的其他方法相比有明顯優(yōu)勢(shì),缺點(diǎn)是硝基化反應(yīng)過程較易形成異構(gòu)體的產(chǎn)物。
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