CN101050189A - N－酰基－2－氨基－4－烷氧基－5－硝基苯甲酸类化合物的合成方法 - Google Patents

N－酰基－2－氨基－4－烷氧基－5－硝基苯甲酸类化合物的合成方法 Download PDF

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Abstract

这里所要求保护的本发明提供了一种在存在硫酸镁的情况下在含水环丁砜或含水吡啶中用高锰酸钾将N－(5－烷氧基－2－甲基－4－硝基苯基)乙酰胺类化合物氧化成N－酰基－2－氨基－4－烷氧基－5－硝基苯甲酸类化合物的方法。

Description

N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸类化合物的合成方法
本申请是申请号为03803270.8、申请日为2003年2月4日的专利申请的分案申请。
                      背景技术
                      技术领域
本发明涉及一种用高锰酸钾在含水溶剂混合物中通过N-(5-烷氧基-2-甲基-4-硝基苯基)乙酰胺类化合物的氧化来合成N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸类化合物的方法。
                      现有技术的描述
高锰酸钾是用来将苄基碳原子氧化成相应的羧酸时广泛使用的试剂。但是，对于具有有限水溶性的底物而言氧化并不能总是良好的进行，此外，高锰酸钾在有机溶剂中具有有限的溶解度。通过应用使用水和作为有机相的苯或烃溶剂的二相性条件或者通过使用相转移催化剂已经在一些程度上解决了与不溶性有关的问题。不幸地是，许多有机化合物或底物在水或烃溶剂中的溶解度很差。氧化剂和底物之间的有限接触导致反应时间长、收率差，并且形成了使得纯化困难的污染物。此外，许多典型的有机溶剂不能作为高锰酸钾的助溶剂，这是因为高锰酸钾是强氧化剂，这些有机溶剂本身会被氧化，从而使得产生了不同的和复杂的反应混合物。使用相转移催化剂可能会导致另外的纯化问题。
用本发明的方法所获得的N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸类化合物可以用作制备3-氰基喹啉类化合物的中间体。如在US专利6,002,008中所描述的那样，3-氰基喹啉类化合物可用于治疗癌症的某些蛋白酪氨酸激酶(PTK)抑制剂的合成中。制备所需N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸类化合物所需的甲苯胺在水中的溶解度很差。水溶性差的问题使得当在存在硫酸镁的情况下仅用高锰酸钾作为氧化剂在水中进行氧化时不能反应完全和收率不定。高锰酸钾在水性条件下分解加速，这使得需要过量很多的氧化剂，从而使得产生了大量的无机废物。此外，底物和氧化剂在水中的溶解度都低使得由于需要高度稀释(＞40∶1)而使得整个方法的效率差。
还已知某些底物可以催化高锰酸钾的分解，其中所说的某些底物包括甲苯胺的衍生物如N-(5-烷氧基-2-甲基-4-硝基苯基)乙酰胺类化合物。如上所述的那样，溶解度和分解问题使得需要大量过量的高锰酸钾。因为锰的各种氧化状态之间微妙的平衡而使得高锰酸钾氧化作用的分离和溶解问题很困难。
使用在现有技术中进行了详细描述(例如，A.Ono in Chem.Ind.(伦敦)，4，130，1982)的条件用醋酸酐制备作为氧化底物的N-(5-烷氧基-2-甲基-4-硝基苯基)乙酰胺类化合物。如所描述的那样，在约80-90℃下将固体形式的N-(5-烷氧基-2-甲基-4-硝基苯基)乙酰胺类化合物加入到高锰酸钾和硫酸镁的水性混合物中，然后将该反应混合物加热至回流达1小时，另外需要必需以30分钟的间隔加入另外的高锰酸钾和硫酸镁以使得N-(5-烷氧基-2-甲基-4-硝基苯基)乙酰胺类化合物氧化完全。一般而言，在这些条件下必需加入4至5当量的氧化剂。但是，通过加入位于水中的热浆液形式的底物可以改善完全水性条件下的氧化收率。但是，在大规模时，当需要制备位于水中的热浆液形式的底物，然后将该浆液加入到水性高锰酸钾中时，这种操作的缺点变得显而易见。
因此，本发明的目的是提供一种制备N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸类化合物的新方法，这种方法避免了与高锰酸钾有关的在有机溶剂中的溶解度问题并且还解决了需要大量过量高锰酸钾的问题。
因此，在现有技术中需要克服了溶解度问题和当氧化特别是甲苯胺类化合物时需要十分过量的高锰酸钾的问题的方法。
通过下面的详细描述，本发明的这些和其它目的将变得更加显而易见。
                      发明概述
本发明提供了一种制备具有如下结构式的N-酰基-2氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸类化合物的新方法：
Figure A20071010423700071
其中：
R3是-OR和
R是1至3个碳原子的烷基；
该方法包括用高锰酸钾在水性溶剂混合物中将下式的N-(5-烷氧基-2-甲基-4-硝基苯基)乙酰胺类化合物进行氧化从而在酸化后得到N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸类化合物。
Figure A20071010423700072
其中
R3是-OR；和
R是1至3个碳原子的烷基。该氧化一般是在位于包含水和助溶剂的溶剂系统中的溶液中进行的，所说的助溶剂一般是有机助溶剂。
本发明还提供了一种制备式I的化合物或其可药用的盐的方法
Figure A20071010423700081
其中：
X是3至7个碳原子的环烷基，其可以未被取代或可被一个或多个1至6个碳原子的烷基所取代；或者是吡啶基、嘧啶基、或苯基环；其中所说的吡啶基、嘧啶基、或苯基环可以未被取代或者被选自卤素、1-6个碳原子的烷基、2-6个碳原子的链烯基、2-6个碳原子的炔基、叠氮基、1-6个碳原子的羟基烷基、卤代甲基、2-7个碳原子的烷氧基甲基、2-7个碳原子的烷酰氧基甲基、1-6个碳原子的烷氧基、1-6个碳原子的烷硫基、羟基、三氟甲基、氰基、硝基、羧基、2-7个碳原子的羰基烷氧基、2-7个碳原子的羰烷基、苯氧基、苯基、硫代苯氧基(thiophenoxy)、苯甲酰基、苄基、氨基、1-6个碳原子的烷基氨基、2至12个碳原子的二烷基氨基、苯基氨基、苄基氨基、1-6个碳原子的烷酰基氨基、3-8个碳原子的链烯酰基(alkenoyl)氨基、3-8个碳原子的炔酰基(alkynoyl)氨基、和苯甲酰基氨基的取代基所单-、二-、或三-取代；
R3是-OR；
R是1-3个碳原子的烷基；
n是0-1；
Y是-NH-、-O-、-S-、或-NR10-；
R10是1-6个碳原子的烷基；
R2是
其中各R8独立地选自氢、1-6个碳原子的烷基、1-6个碳原子的氨基烷基、2-9个碳原子的N-烷基氨基烷基、3-12个碳原子的N，N-二烷基氨基烷基、4-12个碳原子的N-环烷基氨基烷基、5-18个碳原子的N-环烷基-N-烷基氨基烷基、7-18个碳原子的N，N-二环烷基氨基烷基、其中烷基是1-6个碳原子的吗啉代-N-烷基、其中烷基是1-6个碳原子的哌啶子基-N-烷基、其中所说的两个烷基中的任何一个是1-6个碳原子的N-烷基-哌啶子基-N-烷基、3-11个碳原子的氮杂环烷基-N-烷基、1-6个碳原子的羟基烷基、2-8个碳原子的烷氧基烷基、羧基、1-6个碳原子的羰基烷氧基、苯基、2-7个碳原子的羰烷基、氯、氟、和溴；
该方法包括：
(a)用本发明为其所提供的方法制备N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸化合物和
(b)将所制备的N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸化合物转化成具有上面所定义和解释的式I的化合物或其酸加成盐。X优选地是任意被取代的苯基，特别是3-氯-4-氟苯基。符号n优选地是0。Y优选地是-NH-。R3和RO-优选地是乙氧基。R2优选地是R8-CH＝CH-CO-NH-(其中R8如上所述)，R2有利地是4-(二甲基氨基)丁-2-烯酰基-NH-。
式I的化合物优选地是N-{4-[(3-氯-4-氟苯基)氨基]-3氰基-7-乙氧基-6-喹啉基}-4-(二甲基氨基)-2-丁烯酰胺(butenamide)。
部分(b)的转化包括用2-(乙酰基氨基)-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸2-位上的乙酰基氨基和1-位上的羧基作为式II基团的前体-N＝CH-C(CN)＝C[-Y-(CH2)n-X]-         (II)(其中X、Y和n的定义如上所述)并且用2-(乙酰基氨基)-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸5-位上的硝基作为R2的前体。式II的基团的形成可以通过将乙酰基从乙酰基氨基上裂解下来来进行，其优选地在碱性或酸性条件下进行，例如可以通过碱性溶剂分解，更优选地通过碱性醇解例如用KOH/MeOH来进行，和用所得到氨基和羧基作为式II基团的前体。可以用已知的方法将该氨基和羧基转化成式II的基团，例如，可以用US专利6,002,008中所公开的方法来进行转化。可以通过将硝基还原成氨基并且通过将其与式(R8)2-C＝CR8-COOH(其中各R8的定义如上所述)的羧酸或其反应性衍生物例如式(R8)2-C＝CR8-COCl的酰基氯进行反应而使该氨基形成酰胺来使硝基转化成R2。可以用本身已知的方法将硝基转化成R2，例如可以用US6,002,008所公开的方法来进行转化。式II基团的形成优选地是在将硝基转化成R2之前进行的。因此，(b)部分优选地包括：
(i)N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸化合物的酰基的裂解，从而形成了2-氨基-4-(C1-C3烷氧基)-5-硝基苯甲酸；
(ii)将2-氨基-4-(C1-C3烷氧基)-5-硝基苯甲酸转化成具有其中R、X、Y和n具有上述定义和R2是硝基的上述式I的硝基化合物；
(iii)将这种硝基化合物进行还原，从而形成具有其中R、X、Y和n的定义如上所述和R2是氨基的上述式I的氨基化合物；和
(iv)通过将该氨基化合物与式(R8)2-C＝CR8-COOH(其中各R8的定义如上所述)的羧酸或其反应性衍生物进行反应而将这种氨基化合物处理形成酰胺。
可药用的盐是衍生自有机酸和无机酸如：醋酸、乳酸、枸橼酸、酒石酸、琥珀酸、马来酸、丙二酸、葡萄糖酸、盐酸、氢溴酸、磷酸、硝酸、硫酸、甲磺酸、和类似的公知可接受的酸的那些盐。
                      本发明的详细描述
根据本发明，N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸类化合物的制备是通过一种包括如下步骤的方法以高收率和高纯度来进行的：
(a)在约80至110℃下，在含水环丁砜(5-45％的水)或含水吡啶中，在存在硫酸镁的情况下将N-(5-烷氧基-2-甲基-4-硝基苯基)乙酰胺类化合物用高锰酸钾进行氧化；
(b)将该反应混合物进行酸化并收集产物。
本发明的优选方法是环丁砜∶水的体积比为约19∶1至1∶1v/v。
本发明的优选方法是硫酸镁与高锰酸钾比为约1∶4当量的硫酸镁比约3∶3.5摩尔当量的高锰酸钾。
优选地将该反应混合物酸化至pH为约2至6并且更优选地将其酸化至pH为约2至4。
反应温度优选地为约80-90℃。
作为本发明方法的一种优选实施方式，其中
该方法包括下列步骤：
a.)将包含作为助溶剂的环丁砜和具有下面的结构式的N-(5-烷氧基-2-甲基-4-硝基苯基)乙酰胺化合物的水溶液加热至80-90℃
Figure A20071010423700111
其中：
R3是-OR；和
R是1至3个碳原子的烷基；
b.)向该水溶液中加入硫酸镁；
c.)向该水溶液中加入足够的高锰酸钾以使得完全氧化；
d.)将该热溶液进行过滤；
e.)在冷却的同时将该溶液酸化至pH为约2至4并对N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸进行收集。
令人吃惊地是，在N-(5-烷氧基-2-甲基-4-硝基苯基)乙酰胺类化合物的氧化中用环丁砜作为助溶剂使得该反应可以被浓缩两倍以上(20∶1)，将氧化剂的数量最小化(3至3.5摩尔当量)(之前在完全水性条件下所用的摩尔当量为4至5)并且可以将收率从30至50％显著增加至至少68至71％，并且还可以降低无机废物的量。使用环丁砜通过避免萃取操作而将分离过程简单化。另一个优点是该方法的重现性很高。一种优选的操作是在80至90℃下在含水环丁砜中在存在硫酸镁的情况下向N-(5-烷氧基-2-甲基-4-硝基苯基)乙酰胺类化合物的热溶液中加入固体高锰酸钾。这种方法另外的优点是可以任选地通过以环丁砜溶液的形式将N-(5-烷氧基-2-甲基-4-硝基苯基)乙酰胺类化合物加入到高锰酸钾在水中的氧化混合物中来进行氧化。通过对反应混合物进行过滤除去无机物来进行产物的分离，然后用水对滤液进行稀释并将该反应混合物酸化至约2至4的pH。使产物沉淀并通过过滤对其进行收集。用含水吡啶作为溶剂可以获得相似的结果。优选的助溶剂是环丁砜和吡啶。
为了帮助对本发明进行进一步的理解，用下面非限制性的实施例来对本发明的方法进行说明。
                      具体实施方式
                        实施例1
           2-乙酰基氨基-4-乙氧基-5-硝基苯甲酸
向一个5-L的配有高架搅拌器和热电偶的Morton烧瓶中加入N-(5-乙氧基-2-甲基-4-硝基-苯基)-乙酰胺(46g，193mmol)、含水环丁砜(95∶5v/v，500mL)和水(200mL)。将该反应混合物加热至90℃，然后向该反应混合物中加入硫酸镁(MgSO)4(46g，382mmol)和水(200mL)。每隔15分钟以各份15-g的量向其中加入高锰酸钾(KMnO4)(105g，670mmol)直至HPLC表明该反应进行完全[＞95％]。在使用Phenomenex Prodigy 5 ODS柱(250×4.6mm)的情况下，在含0.1％三氟醋酸(TFA)的CH3CN∶H2O的65∶35的混合物以1.0mL/分钟的速度无梯度(isocratically)运行时，N-(5-乙氧基-2-甲基-4-硝基-苯基)-乙酰胺的保留时间Tr为10.7分钟，2-乙酰基氨基-4-乙氧基-5-硝基-苯甲酸的Tr为12.4分钟。用硅藻土(6″直径和1″厚)对该热溶液(＞80℃)进行过滤并将滤饼(MnO2)用热水(＞80℃，3×200mL)进行漂洗。在对滤液进行搅拌的情况下，向其中加入10％的HCl直至将pH调至约2至4并在将其冷却至室温(15至25℃)的同时将该混悬液继续进行搅拌。用垂熔漏斗(介质)对该混悬液进行过滤并将滤饼用水(3×200mL)进行洗涤。在真空中(50mmHg)在40至50℃下将滤饼干燥至恒重。这种操作以良好的收率提供了高纯度的产品(36.5g，收率为70％，NMR积分得到的纯度＞98％)。1H NMR(300MHz，DMSO-d6)11.5(宽单峰，1H)，8.52(s，1H)，8.50(s，1H)，4.22(q，j＝7Hz，2H)，2.21(s，3H)，1.40(t，j-7Hz，3H)
                      实施例2
          2-乙酰基氨基-4-乙氧基-5-硝基苯甲酸
向一个500-mL的配有高架搅拌器和热电偶的Morton烧瓶中加入N-(5-乙氧基-2-甲基-4-硝基-苯基)-乙酰胺(3g，12.5mmol)和含水环丁砜(95∶5v/v，35mL)。在搅拌的同时向其中加入MgSO4(5g，41.5mmol)和水(15mL)。将该反应混合物加热至90-95℃并一定的速度向其中加入125mL(31.2mmol，2.4当量)0.25M KMnO4的水溶液以控制放热起泡。HPLC表明该反应在约15至20分钟内进行完全[＞95％]。在使用Phenomenex Prodigy 5 ODS柱(250×4.6mm)的情况下，在含0.1％TFA的CH3CN∶H2O的65∶35的混合物以1.0mL/分钟的速度无梯度运行时，N-(5-乙氧基-2-甲基-4-硝基-苯基)-乙酰胺的保留时间Tr为10.7分钟，2-乙酰基氨基-4-乙氧基-5-硝基-苯甲酸的Tr为12.4分钟。但是，如上面的HPLC系统所示的那样，该反应应当是不完全的，以15-20分钟的间隔向其中加入另外部分的KMnO4(25mL，6.25mmol)并且直至用上面的HPLC监测表明反应完全。用硅藻土(6″直径和1″厚)对该热溶液(＞80℃)进行过滤并将滤饼(MnO2)用热水(＞80℃，3×200mL)进行漂洗。在对滤液进行搅拌的同时，向其中加入10％的HCl直至将pH调至约2至4并在将其冷却至室温(15至25℃)的同时将该混悬液继续进行搅拌。用垂熔漏斗(介质)对该混悬液进行过滤并将滤饼用水进行洗涤(3×200mL)。在真空中(50mm Hg)在40至50℃下将滤饼干燥至恒重。这种操作以良好的收率提供了高纯度的产品；2.4g，71％，NMR积分或HPLC得到的纯度＞98％)。
                       实施例3
           2-乙酰基氨基-4-乙氧基-5-硝基苯甲酸
向一个5-L的配有机械搅拌器、温度计和冷凝器的多颈烧瓶中加入水(1500mL)，然后向其中加入MgSO4(67g)。向所得的溶液中加入吡啶(500mL)，然后在5分钟内向其中加入N-(5-乙氧基-2-甲基-4-硝基-苯基)-乙酰胺(50g)。将该混悬液加热至85℃并在20分钟内向所得的溶液中加入KMnO4(150.0g)直至HPLC表明反应完全[＞95％]。在使用Phenomenex Luna C8柱(150×4.6mm)的情况下，在含0.1％H3PO4的CH3CN∶H2O的40∶60的混合物以1.0mL/分钟的速度无梯度运行时，N-(5-乙氧基-2-甲基-4-硝基-苯基)-乙酰胺的保留时间Tr为7.5分钟，2-乙酰基氨基-4-乙氧基-5-硝基苯甲酸的Tr为8.5分钟。一旦反应结束，将该热混合物(80至85℃)用布氏漏斗(直径20cm)进行过滤。将滤饼(MnO2)用热水(850mL)进行洗涤。将滤液合并，将其冷却至30℃并将其用浓HCl(125mL)处理至pH＝6。将所得到混悬液在30℃下搅拌30分钟，并用布氏漏斗(直径20cm)对产品进行收集。将该饼状物混悬于水(500mL)中并用浓HCl(11mL)将其处理至pH＝1.5。用布氏漏斗(直径16cm)对产品进行收集并将其用水(100mL)，然后用丙酮(50mL)进行洗涤。在65℃下在真空(10mmHg)下将该饼状物干燥至恒重。这种操作以良好的收率提供了高纯度的产品(38.5g，68.4％，HPLC表明纯度为98.7％)。1H NMR(400MHz，DMSO-d6)：11.5(宽单峰，1H)，8.52(s，1H)，8.50(s，1H)，4.22(q，j＝7Hz，2H)，2.21(s，3H)，1.40(t，j-7Hz，3H)。

Claims (3)

1.一种制备式I的化合物或其可药用的盐的方法
Figure A2007101042370002C1
其中：
X是3至7个碳原子的环烷基，其可以未被取代或可被一个或多个1至6个碳原子的烷基所取代；或者是吡啶基、嘧啶基、或苯基环；其中所说的吡啶基、嘧啶基、或苯基环可以未被取代或者被选自卤素、1-6个碳原子的烷基、2-6个碳原子的链烯基、2-6个碳原子的炔基、叠氮基、1-6个碳原子的羟基烷基、卤代甲基、2-7个碳原子的烷氧基甲基、2-7个碳原子的烷酰氧基甲基、1-6个碳原子的烷氧基、1-6个碳原子的烷硫基、羟基、三氟甲基、氰基、硝基、羧基、2-7个碳原子的羰基烷氧基、2-7个碳原子的羰烷基、苯氧基、苯基、硫代苯氧基、苯甲酰基、苄基、氨基、1-6个碳原子的烷基氨基、2至12个碳原子的二烷基氨基、苯基氨基、苄基氨基、1-6个碳原子的烷酰基氨基、3-8个碳原子的链烯酰基氨基、3-8个碳原子的炔酰基氨基、和苯甲酰基氨基的取代基所单-、二-、或三-取代；
R3是-OR；
R是1-3个碳原子的烷基；
n是0-1；
Y是-NH-、-O-、-S-、或-NR10-；
R10是1-6个碳原子的烷基；
R2是
Figure A2007101042370003C1
其中各R8独立地选自氢、1-6个碳原子的烷基、1-6个碳原子的氨基烷基、2-9个碳原子的N-烷基氨基烷基、3-12个碳原子的N，N-二烷基氨基烷基、4-12个碳原子的N-环烷基氨基烷基、5-18个碳原子的N-环烷基-N-烷基氨基烷基、7-18个碳原子的N，N-二环烷基氨基烷基、其中烷基是1-6个碳原子的吗啉代-N-烷基、其中烷基是1-6个碳原子的哌啶子基-N-烷基、其中所说的两个烷基中的任何一个是1-6个碳原子的N-烷基-哌啶子基-N-烷基、3-11个碳原子的氮杂环烷基-N-烷基、1-6个碳原子的羟基烷基、2-8个碳原子的烷氧基烷基、羧基、1-6个碳原子的羰基烷氧基、苯基、2-7个碳原子的羰烷基、氯、氟、和溴；
该方法包括
(a)用下述方法制备N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸化合物：
在存在硫酸镁的情况下在于包含水和助溶剂的溶剂系统中的溶液中用高锰酸钾对具有下面结构式的N-(5-烷氧基-2-甲基-4-硝基苯基)乙酰胺化合物进行氧化
Figure A2007101042370003C2
其中
R3是-OR；和
R是1至3个碳原子的烷基，
和
(b)将所制备的N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸化合物转化成具有上面所定义和解释的式I的化合物或其酸加成盐。
2.如权利要求1所述的方法，其中所说方法的(b)部分包括：
(i)N-酰基-2-氨基-4-烷氧基-5-硝基苯甲酸化合物的酰基的裂解，从而形成了2-氨基-4-(C1-C3烷氧基)-5-硝基苯甲酸；
(ii)将所得2-氨基-4-(C1-C3烷氧基)-5-硝基苯甲酸转化成具有其中R、X、Y和n具有如权利要求1所述的定义和R2是硝基的权利要求1所述的式I的硝基化合物；
(iii)将这种硝基化合物进行还原，从而形成具有其中R、X、Y和n具有如权利要求1所述的定义和R2是氨基的权利要求1所述的式I的氨基化合物；和
(iv)通过将所述氨基化合物与式(R8)2C＝CR8-COOH(其中各R8的定义如权利要求1所定义)的羧酸或其反应性衍生物进行反应而将这种氨基化合物处理形成酰胺。
3.权利要求1或2所述的方法，进行其从而制备出N-{4-[(3-氯-4-氟苯基)氨基]-3-氰基-7-乙氧基-6-喹啉基)-4-(二甲基氨基)-2-丁烯酰胺。
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