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.浙江大學化學工程與生物工程學院,浙江 杭州 310027)
苯那普利(Ⅰ)是瑞士Ciba-Gergy公司開發(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,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)過拆分、縮合、加氫、縮合反應得Ⅰ。而3的合成文獻報道較少。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,和疊氮化鈉反應得到疊氮化物后再與溴乙酸叔丁酯發(fā)生縮合反應,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。該路線各步收率都比較理想,但使用了疊氮化鈉,對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、溴乙酸叔丁酯反應后再經(jīng)過乙醇胺還原引入氨基。該路線操作簡單,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,HCl氣體成鹽反應后再經(jīng)Pd/C催化下的氫化反應,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)濟學角度考慮,3的合成最簡單的路線是以1為起始原料,通過直接與氨反應合成3,但實驗結(jié)果表明直接加氨轉(zhuǎn)化率不高,大部分原料沒有反應。為此,本文在文獻方法的基礎(chǔ)上,選擇以1為起始原料,先與芐胺反應制得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)。該路線具有工藝路線簡單,總收率高(90%)的優(yōu)點,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)。
1,含量98%,浙江新三和醫(yī)藥化工有限公司;5%Pd/C,陜西開達化工有限公司,用少量無水乙醇洗滌,過濾,重復操作2次~3次后使用;其余試劑均為工業(yè)級。
(1)2的合成
在反應瓶中依次加入1 240 g(1.00 mol),芐胺120 g(1.12 mol),四丁基溴化銨 9 g(28 mmol),無水碳酸鈉109 g(1.03 mol)及正丁醇500 mL,攪拌下于85℃反應6 h;降溫至5℃,抽濾,濾餅用水洗滌,于80℃真空干燥得類白色固體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和無水乙醇450 mL,用氮氣置換3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10 h(壓力下降時補充氫氣至釜內(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,用無水乙醇洗滌后重復使用。
反應條件同1.2(1),考察溶劑對2收率的影響,結(jié)果見表1。從表1可見,以甲苯和乙醇為溶劑時,收率不高,主要原因可能是甲苯的極性較小,不利于縮合反應的進行,而乙醇會與1發(fā)生醚化反應,致使收率降低。而用正丁醇,DMF和DMSO為溶劑時的收率接近,考慮到正丁醇回收比較容易,選擇正丁醇作為反應溶劑。
表1 溶劑對2收率的影響*Table 1 Effect of solvents on yield of 2
反應條件同1.2(2),考察溶劑對3收率的影響,結(jié)果見表2。從表2可見,用甲苯為溶劑時收率較低;用異丙醇,甲醇和無水乙醇為溶劑時的收率接近。綜合各方面因素考慮,以無水乙醇為溶劑。
表2 溶劑對3收率的影響*Table 2 Effect of solvents on yield of 3
實驗中我們發(fā)現(xiàn)反應體系水分對催化脫芐基影響較大,5%Pd/C用前需經(jīng)脫水處理。以無水乙醇為溶劑,其余反應條件同1.2(2),考察Pd/C用量對3收率的影響,結(jié)果見表3。由表3可見,Pd/C用量(占原料重量的百分比)在10%時最理想。
表3 Pd/C用量對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Pd/C的損耗,再次使用時一般視情況補加初始量的10%。
以無水乙醇為溶劑,5%Pd/C用量為10%,其余反應條件同1.2(2),考察Pd/C重復使用次數(shù)對3收率的影響,結(jié)果見表4。從表4可見,Pd/C回收使用6次時,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,反應時間延長,但反應能進行完全;當套用8次時,收率明顯降低。盡管隨著時間的延長還有可能將反應進行完全,考慮到反應效率,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的最佳反應條件為:以無水乙醇為溶劑,5%Pd/C用量為總用量的10%,于100℃/2.5 MPa條件下反應 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.