張晨曦, 劉 娟, 薛志勇

(武漢紡織大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院,湖北 武漢 430073)

安定通用名為地西泮,是苯二氮卓類藥物(BDZ),為第二代催眠藥[1]。安定作用與利眠寧相似,有鎮(zhèn)靜、抗驚厥、使肌肉松弛等作用,適用于精神抑郁型焦慮、緊張、不安、失眠等癥狀,對(duì)抗驚厥和癲癇抑制作用很顯著。安定為中樞神經(jīng)抑制藥,可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)不同部位的抑制[2]。然而,安定在發(fā)揮藥效時(shí),也會(huì)產(chǎn)生諸多副作用,例如頭痛、嗜睡、無(wú)力等,連續(xù)使用容易成癮[3-6]。

隨著地西泮在內(nèi)的鎮(zhèn)靜劑類藥物在臨床上的廣泛應(yīng)用,其間接的毒副作用越來(lái)越引起人們的重視。近幾年,很多水產(chǎn)養(yǎng)殖戶為了提高魚(yú)類成活率,在養(yǎng)殖和運(yùn)輸過(guò)程中使用過(guò)量的地西泮[7-10]。農(nóng)業(yè)部235號(hào)公告的附件《動(dòng)物性食品中獸藥最高殘留量》中明確規(guī)定地西泮等鎮(zhèn)靜劑類藥物只能用于治療,不得在動(dòng)物性食品中檢出。2011年的“瘦肉精事件”后,衛(wèi)生部于2011年4月發(fā)布的食品中可能違法添加的非食用物質(zhì)名單中就包括地西泮藥物。因此,建立快速高效檢測(cè)食品中地西泮殘留量的方法具有重要意義[11]。目前,研究人員主要使用乙醚等有機(jī)溶劑從體液或臟器中采樣后,采用氣相色譜法、高效液相色譜法或薄層色譜掃描法等對(duì)安定進(jìn)行檢測(cè)[12-13]。這類方法使用的儀器昂貴,需要高昂的資金和資深技術(shù)人員的維持才能開(kāi)展工作,普及難度較高。

如果采用免疫學(xué)技術(shù),用特異性抗體標(biāo)記,通過(guò)抗原、抗體特異性反應(yīng)可直接用于檢測(cè),簡(jiǎn)單高效便捷,節(jié)約成本。地西泮本身為小分子物質(zhì),不具有免疫性,需要與大分子結(jié)合才能刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性抗體,但地西泮分子中不含可與蛋白質(zhì)分子發(fā)生?；磻?yīng)或重氮化反應(yīng)的羧基,所以需要通過(guò)化學(xué)合成的方法在地西泮原有的結(jié)構(gòu)中引入一個(gè)羧酸基團(tuán),就可以與蛋白質(zhì)分子反應(yīng)來(lái)制備安定的半抗原-載體復(fù)合物[14-16]。

本課題組以2-氨基-5-氯二苯甲酮和氯乙酰氯為原料,通過(guò)酰胺化、六亞甲基四胺關(guān)環(huán)、硫酸二甲酯甲基化、引入丁酸叔丁酯和三氟乙酸水解等5步反應(yīng),設(shè)計(jì)并合成了一種含有丁酸結(jié)構(gòu)的地西泮半抗原衍生物(5, Scheme 1)。

Scheme 1

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Bruker ADV ANCE Ⅲ 300 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS內(nèi)標(biāo));XE-VOG2-XS型質(zhì)譜儀。

所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1) 化合物1的合成

將6.9 g(0.03 mol)的2-氨基-5-氯二苯甲酮和加入圓底燒瓶中,加入20 mL甲苯,攪拌使其溶解;冰水浴冷卻(10 ℃左右),將2.5 g(0.03 mol)的氯乙酰氯和2 mL甲苯的混合溶液緩慢加入圓底燒瓶中,反應(yīng)2 h。減壓濃縮,殘余物加入乙醇攪拌,抽濾得白色固體化合物18.1 g,收率88%;1H NMR(CDCl3, 300 MHz)δ: 11.45(s, 1H), 8.61～8.58(m,1H), 7.75～7.26(m,7H), 4.20～4.18(s,2H);13C NMR(CDCl3, 75MHz)δ:197.84, 165.41, 137.66, 137.59, 133.83, 133.17, 132.70, 130.02, 128.43, 125.60, 123.09, 43.07; MS(ESI)m/z: 308{[M+H]+}。

(2) 化合物2的合成

將6.16 g(0.02 mol)的化合物1和6.16 g(0.045 mol)的六亞甲基四胺,3.4 g(0.045 mol)的醋酸銨放入燒瓶中,加入250 mL乙醇溶解,80 ℃加熱回流,攪拌6 h,濃縮加水?dāng)嚢?然后真空干燥12 h。加50 mL甲苯洗滌,抽濾得白色固體化合物24.48 g,收率83%;1H NMR(CDCl3, 300 MHz)δ: 10.06(s, 1H), 7.46～7.34(m, 6H), 7.34～7.29(m, 1H), 7.29～7.08(m, 1H), 4.24(s, 2H);13C NMR(CDCl3, 75 MHz)δ: 172.21, 169.96, 138.80, 137.52, 131.87, 130.66, 129.63, 129.05, 128.77, 128.50, 128.41, 122.85, 73.98, 56.69; MS(ESI)m/z: 271{[M+H]+}。

(3) 化合物3的合成

將5.4 g(0.02 mol)的化合物2和3.8 g(0.03 mol)的硫酸二甲酯置于圓底燒瓶中,加入二氯甲烷35 mL溶解, 再加入17 mL(3 mol·L-1)NaOH溶液, 冰浴30 min之后,室溫反應(yīng)2 h。加入二氯甲烷萃取,有機(jī)相旋干,得到粗產(chǎn)品,用乙酸乙酯和石油醚重結(jié)晶得純產(chǎn)品白色固體地西泮34.5 g,收率80%;1H NMR(CDCl3, 300 MHz)δ: 7.61～7.58(m, 2H), 7.52～7.39(m, 4H), 7.39～7.26(m, 2H), 4.84～4.81(d, 1H), 3.78～3.76(d, 1H), 3.39(s, 3H);13C NMR(CDCl3, 75 MHz)δ: 169.96, 168.95, 142.62, 138.19, 131.48, 130.72, 130.09, 129.93, 129.49, 129.29, 128.43, 122.54, 56.96, 34.89; MS(ESI)m/z: 285{[M+H]+}。

(4) 化合物4的合成

將2 g(7 mmol)地西泮置于圓底燒瓶中,無(wú)水無(wú)氧條件下,加入無(wú)水四氫呋喃20 mL溶解,冰浴下,緩慢滴加LDA 3.5 mL(10.6 mmol),鋰化1 h,加入1.88 g(8.4 mmol)溴丁酸叔丁酯,反應(yīng)過(guò)夜,加水?dāng)嚢?用乙酸乙酯萃取,旋干,用[乙酸乙酯:石油醚=1:5]柱層析純化得黃色油狀液體化合物42.29 g, 收率77%;1H NMR(CDCl3, 300 MHz)δ: 7.34～7.33(s, 2H), 7.33～7.23(m, 4H), 7.23～7.19(m, 2H), 3.33(s, 4H), 2.27～2.23(m, 2H), 2.21～2.12(m, 1H), 1.61～1.60(m, 1H), 1.38～1.37(m, 2H), 1.35(s, 9H);13C NMR(CDCl3, 75 MHz)δ: 173.07, 170.32, 167.20, 142.33, 138.16, 131.44, 130.48,1 29.71, 129.58, 129.19, 128.41, 122.71, 80.09, 63.39, 35.50, 35.13, 31.15, 29.44, 28.14, 21.80, 7.95; MS(ESI)m/z: 427{[M+H]+}。

(5) 化合物5的合成

將1 g(2.3 mmol)化合物4和2 mL三氟乙酸加入圓底燒瓶,加入5 mL二氯甲烷,室溫反應(yīng)攪拌過(guò)夜,經(jīng)硅膠柱[乙酸乙酯∶石油醚=1∶3]層析得黃色固體化合物50.78 g, 收率92%;1H NMR(CDCl3, 300 MHz)δ: 7.55～7.42(m, 6H), 7.39～7.21(m, 2H), 3.52～3.48(m, 1H), 3.36(s, 3H), 2.43～2.40(m, 2H), 2.29～2.17(m, 2H), 1.86～1.66(m, 2H);13C NMR(CDCl3, 75 MHz)δ: 170.03, 168.41, 142.36, 137.36, 132.03, 131.18, 130.05, 130.02, 129.85, 129.49, 128.53, 122.87, 63.03, 35.33, 33.93, 30.57, 21.37, 14.20; MS(ESI)m/z: 371{[M+H]+}。

用廉價(jià)易得的2-氨基-5-氯二苯甲酮和氯乙酰氯為起始原料,合成了一種含有羧基基團(tuán)的地西泮衍生物,并對(duì)關(guān)鍵步驟的合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

2.1 投料比對(duì)地西泮引入丁酸叔丁酯反應(yīng)的影響

表1為地西泮與二異丙基氨基鋰的投料比對(duì)地西泮引入丁酸叔丁酯反應(yīng)的影響,結(jié)果可知,當(dāng)?shù)匚縻c二異丙基氨基鋰的投料比為1:1時(shí),產(chǎn)率最高,當(dāng)二異丙基氨基鋰的量增加時(shí),產(chǎn)率下降,可能是因?yàn)檫^(guò)量的LDA會(huì)與溴丁酸叔丁酯發(fā)生消除反應(yīng),進(jìn)而影響地西泮引入丁酸叔丁酯反應(yīng)。所以地西泮與二異丙基氨基鋰的最佳投料比為1:1,產(chǎn)率高達(dá)77%。

表1 投料比對(duì)地西泮引入丁酸叔丁酯反應(yīng)的影響*

2.2 三氟乙酸用量對(duì)叔丁酯水解反應(yīng)的影響

表2為三氟乙酸用量對(duì)叔丁酯水解反應(yīng)的影響,1 g化合物4和5 mL二氯甲烷,研究不同三氟乙酸的用量對(duì)反應(yīng)收率影響,結(jié)果可知,當(dāng)三氟乙酸的用量為大于2 mL時(shí),收率最高為92%,所以三氟乙酸用于叔丁酯水解反應(yīng)的最佳用量為2 mL。

表2 三氟乙酸用量對(duì)叔丁酯水解反應(yīng)的影響

以2-氨基-5-氯二苯甲酮和氯以酰氯為原料通過(guò)酰胺化,經(jīng)5步反應(yīng)合成了一種含羧基基團(tuán)的地西泮衍生物,并優(yōu)化了合成路線。該成果為合成含羧酸的地西泮衍生物提供了新思路。