CN101792433B - 一种1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因合成方法 - Google Patents

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一种1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因合成方法,是以5-硝基呋喃丙烯醛、水合肼、尿素和氯乙酸乙酯为主要原料,经过醛胺缩合、缩合关环反应制备获得,工艺简便、原料易得、合成中免去了使用易燃、易爆、有毒等化学溶剂,收率较原工艺高出了5个百分点以上,具有收率高、纯度好、成本低、三废少、环境友好等特点。

Description

一种1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因合成方法
技术领域
本发明涉及一种1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因合成方法。
背景技术
1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因,CAS号为[1672-88-4]。分子结构如下图所示:
Figure G2009101552713D00011
1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因是一类硝基呋喃衍生物,是一种抗感染药剂药品,主要用于尿路感染,其抗菌的特性类似呋喃妥因与呋喃坦啶。1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因抗菌谱较广,对大多数革兰阳性菌及阴性菌均有抗菌作用,如金葡菌、大肠杆菌、白色葡萄球菌及化脓性链球菌等。临床上用于敏感菌所致的泌尿系统感染,如肾盂肾炎、尿路感染、膀胱炎及前列腺炎等。对沙门菌、志贺菌、大肠杆菌、变形杆菌、链球菌及葡萄球菌等均有抗菌作用,在一定浓度下对毛滴虫、贾第鞭毛虫也有活性。细菌对本品不易产生耐药性,与磺胺及抗生素也无交叉耐药性。临床上主要用于菌痢、肠炎、伤寒、副伤寒及外用治疗阴道滴虫病。其作用机制为干扰细菌氧化还原酶从而阻断细菌的正常代谢。
1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因目前报道有以下两条反应路线:
1、从5-硝基呋喃丙烯醛和1-氨基海因反应制备
1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因是在1955年首先在J.Pharm.Soc.Japan75,117(1955)报道了该产品的制备工艺。它的主体结构主要是采用3-(5-硝基-2-呋喃基)丙烯醛(或称5-硝基呋喃丙烯醛)和1-氨基海因反应制备而得。合成工艺的关键在于这两个重要中间体的制备。
Figure G2009101552713D00012
1-氨基海因中间体的制备是该产品的关键步骤,其合成工艺主要包括以下两类:
1.1以水合肼和氯乙酸为起始原料
反应首先在水合肼和氯乙酸之间进行,所得反应产物酯化后,制备成相应的盐酸盐。所得产物然后用氰酸钾处理,制备得到氨基羰基肼乙酸酯,再进一步进行环合反应,制备得到1-氨基海因。
Figure G2009101552713D00021
或者采用改进的工艺:
Figure G2009101552713D00022
这类工艺的主要缺点是这种方法的收率太低,通常不超过20-30%(Ber.31,164,1898)。在随后的对该工艺的改进中,收率都没有明显获得增加,仅35-40%。如Acta PoloniaPharmaceutica 16,1,(1959),以及Przemysl Chemiczny 11,306,(1955)。这大大降低了该工艺的工业化价值。
1.2苯亚甲基缩氨基脲与氯乙酸乙酯缩合路线
苯亚甲基缩氨基脲与氯乙酸乙酯缩合形成1-氨基海因结构,产率较理想。全部合成工艺的主要反应包括以下六步:
Figure G2009101552713D00023
Figure G2009101552713D00024
该类工艺最早是在1959年提出(J.Pharm.Pharmacol.11,108,1959),该工艺采用苯甲醛先与缩氨基脲进行醛胺缩合,所得产物苯亚甲基缩氨基脲在乙醇/乙醇钠作用下与氯乙酸乙酯反应,得到海因结构,在酸作用下水解后得到1-氨基海因。
苯亚甲基缩氨基脲与氯乙酸乙酯缩合形成1-氨基海因结构,产率较理想,收率为70%左右。虽然它比第一类工艺收率明显提高,但由于合成路线较长,使得总收率仍然较低,且文献报道该工艺的最大缺点是产物的纯度低,尤其是在大规模生产时更为明显。该工艺所制得的1-氨基海因由于纯度低,不能很好地进行纯化结晶,导致所得最终产品的纯度低,含有大量难以脱除的杂质。
2、从5-硝基呋喃丙烯醛和取代氨基海因衍生物反应制备
WO9841520报道了采用5-硝基呋喃丙烯醛和取代氨基海因结构的化合物进行反应,并在反应过程中通过精馏的方式将形成的羰基副产物移除,从而使得反应平衡不断向右进行,从而获得了较高的收率。最佳取代氨基海因结构的化合物是5-硝基呋喃氨基海因(又名呋喃妥因),采用呋喃妥因为原料时,收率可以达到88%,但其他取代结构的氨基海因收率较差。
该工艺主要缺点是:一是设备要求极大提高,二是反应精馏操作稳定性较难掌握,车间放大困难,三是该反应的原子经济性差,而且如原料呋喃妥因本身就是一种呋喃类抗感染药,成本较高。
综上可知:
1.采用水合肼与氯乙酸作为反应原料,由于该反应选择性很差,反应步骤过多造成了总收率太低;
2.采用苯亚甲基缩氨基脲与氯乙酸乙酯缩合,现有的工艺不仅产品的纯度不能满意,同时在进行产业化生产时有很大困难;
3.采用呋喃妥因作为反应原料,则成本过高,且车间设备和生产要求极高,难以形成工业化生产。
现有的合成方法,均采用5-硝基呋喃丙烯醛与氨基海因或者取代氨基海因衍生物进行醛胺缩合反应制备而得。现有工艺中均存在反应路线过长,收率低,纯度差等缺点,在不同的反应步骤中,还涉及到吡啶、水合肼等有毒有害物质,以及易燃、易爆、毒害性大的有机溶剂的使用,污染大,这样不但加重回收工作和对环境影响的压力,而且也增加了生产成本。
发明内容
本发明目的针对现有技术存在的问题,提供一种工艺简便、成本低、三废少、环境友好的1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因合成方法。
本发明提供一种1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因合成方法,是以5-硝基呋喃丙烯醛、水合肼、尿素和氯乙酸乙酯为主要原料,经过醛胺缩合、缩合关环反应制备获得目标化合物;所述醛胺缩合反应,包括了缩氨基脲制备、酸化、醛胺缩合反应三步,从水合肼原料出发,采用一锅法工艺,合成缩氨基脲经酸化后直接与5-硝基呋喃丙烯醛进行醛胺缩合;目标产物是通过缩合关环反应制备;化学反应式如下:
Figure G2009101552713D00041
Figure G2009101552713D00042
制备步骤如下:
(1)醛胺缩合反应:在反应釜中投入质量百分比为50%水合肼溶液和尿素,搅拌溶解,加热到100℃回流反应2~6小时;回流反应完成后,用浓盐酸酸化,调节pH值到3~5之间;继而滴加5-硝基呋喃丙烯醛的乙醇溶液进行醛胺缩合,在1~-3小时内滴加完毕,常温下搅拌1~3小时,加热到80℃回流0.5~3小时,冷却过滤干燥得到固体产物5-硝基呋喃丙烯醛缩氨基脲。
(2)缩合关环反应:向反应釜中加入步骤1反应得到的5-硝基呋喃丙烯醛缩氨基脲,加入乙醇作为反应溶剂,搅拌,同时分别滴加氯乙酸乙酯和乙醇钠的乙醇溶液,控制滴加速度以保持物料回流,回流温度80℃;加入完毕,80℃回流反应0.5~2h;反应完毕,蒸去大部分乙醇,降温到0~15℃,加入稀盐酸进行酸化,调节pH值到3~5,析出黄色或桔黄色固体,过滤,水洗,甩干后进烘,干燥得到目标产物1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因。
本发明所述合成方法中醛胺缩合反应中反应物:50%水合肼溶液、尿素、5-硝基呋喃丙烯醛的重量比为1∶0.9~1.8∶1.33~1.67。所述5-硝基呋喃丙烯醛的乙醇溶液的重量百分浓度为30%-50%。
本发明所述合成方法中缩合关环反应中反应物:5-硝基呋喃丙烯醛缩氨基脲、乙醇、氯乙酸乙酯、乙醇钠的重量比为1∶2∶0.55~0.60∶0.61~0.91。所述乙醇钠的乙醇溶液中乙醇钠的浓度为2mol/L-3mol/L。所述稀盐酸浓度w/v为10-15%。
本发明的优点:
(1)1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因合成方法中第一步反应是醛胺缩合反应,包括了缩氨基脲制备、酸化、醛胺缩合反应三步。本发明从水合肼原料出发,采用一锅法工艺,合成缩氨基脲后不经分离,酸化后直接与5-硝基呋喃丙烯醛进行醛胺缩合,省去酸析、浓缩、结晶和过滤等工艺过程,并大大提高了反应收率。
(2)1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因合成方法中目标产物是通过缩合关环反应制备得到海因结构的目标产物,而传统工艺路线中均是通过5-硝基呋喃丙烯醛与氨基海因或者取代氨基海因发生醛胺缩合反应制备。本发明的工艺路线可大大减少反应步骤,提高反应的原子经济性。醛胺缩合后可以对碱性较强的取代肼的两个活泼氢加以保护,再与氯乙酸乙酯进行缩合反应,生成海因结构。本路线原子经济性高,工艺合理,解决了因生成副产物而导致的产率低的问题,并且大大减少了有毒有害的水合肼的危害。
(3)不使用氯仿、苯等易致癌、易致畸、易突变的毒害性较大的有机溶剂,既符合环境保护的政策,又切实保障了物料成本的降低。
本发明与已报道的方法相比,具有反应路线短,工艺简便、原料易得、合成中免去了使用易燃、易爆、有毒等化学溶剂,收率较原工艺高出了5个百分点,具有收率高、纯度好、成本低、三废少、环境友好等特点。
具体实施方式
本发明下面结合实施例作进一步的详细说明,但本发明的范围并不局限于实施例。
实施例1
1、在500L反应釜中投入100kg 50%水合肼溶液和90kg尿素,溶解,搅拌,加热到100℃回流反应6h。回流反应完成后,再用浓盐酸调节pH值到3-4之间,继而滴加5-硝基呋喃丙烯醛133kg的乙醇溶液(50%,w/w),在1h内滴加完毕,常温剧烈搅拌反应3h,加热到80℃回流反应3h,冷却过滤干燥得到固体产物5-硝基呋喃丙烯醛缩氨基脲162kg。以5-硝基呋喃丙烯醛计,收率90%。
2、在2000L反应釜中,加入上步反应得到的产物5-硝基呋喃丙烯醛缩氨基脲224kg和448kg的乙醇,搅拌。同时分别缓慢滴加氯乙酸乙酯122.5kg和1000L的乙醇钠的乙醇溶液(2.0mol/L),控制滴加速度以保持物料回流,回流温度80℃;加入完毕,80℃回流反应0.5h。反应完毕,蒸去大部分乙醇,降温到15℃,加入15%稀盐酸(1000L,w/v)进行酸化,调节pH值到4-5,析出黄色或桔黄色固体,过滤,水洗,甩干后进烘,干燥得到目标产物1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因185kg。以5-硝基呋喃丙烯醛缩氨基脲计,收率70%。
实施例2
1、在500L反应釜中投入100kg 50%水合肼溶液和180kg尿素,溶解,搅拌,加热到100℃回流反应2h。回流反应完成后,再用浓盐酸调节pH值到4-5之间,继而滴加5-硝基呋喃丙烯醛167kg的乙醇溶液(30%,w/w),在3h内滴加完毕,常温剧烈搅拌反应1h,加热到80℃回流反应0.5h,冷却过滤干燥得到固体产物5-硝基呋喃丙烯醛缩氨基脲190kg。以5-硝基呋喃丙烯醛计,收率85%。
2、在2000L反应釜中,加入上步反应得到的产物5-硝基呋喃丙烯醛缩氨基脲224kg和448kg的乙醇,搅拌。同时分别缓慢滴加氯乙酸乙酯135kg和1000L的乙醇钠的乙醇溶液(3.0mol/L),控制滴加速度以保持物料回流,回流温度80℃;加入完毕,80℃回流反应2h。反应完毕,蒸去大部分乙醇,降温到0℃,加入10%稀盐酸(w/v)进行酸化,调节pH值到3-4,析出黄色或桔黄色固体,过滤,水洗,甩干后进烘,干燥得到目标产物1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因205kg,收率78%。
实施例3
1、在500L反应釜中投入100kg 50%水合肼溶液和120kg尿素,溶解,搅拌,加热到100℃回流反应4h。回流反应完成后,再用浓盐酸调节pH值到3-4之间,继而滴加5-硝基呋喃丙烯醛133kg的乙醇溶液(40%,w/w),在1.5h内滴加完毕,常温剧烈搅拌反应2h,加热到80℃回流反应2h,冷却过滤干燥得到固体产物5-硝基呋喃丙烯醛缩氨基脲170kg。以5-硝基呋喃丙烯醛计,收率95%。
2、在2000L反应釜中,加入上步反应得到的产物5-硝基呋喃丙烯醛缩氨基脲224kg和448kg的乙醇,搅拌。同时缓慢滴加氯乙酸乙酯125kg和1000L的乙醇钠的乙醇溶液(2.4mol/L),控制滴加速度以保持物料回流,回流温度80℃;加入完毕,80℃回流反应1.5h。反应完毕,蒸去大部分乙醇,降温到10℃,加入15%稀盐酸(w/v)进行酸化,调节pH值到3-4,析出黄色或桔黄色固体,过滤,水洗,甩干后进烘,干燥得到目标产物1-((3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基)氨基)海因200kg,收率76%。

Claims (6)

1.一种1-{[3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基]氨基}海因合成方法,是以5-硝基呋喃丙烯醛、水合肼、尿素和氯乙酸乙酯为主要原料,经过醛胺缩合、缩合关环反应,制备获得目标化合物,其特征在于:所述醛胺缩合,包括了缩氨基脲制备、酸化、醛胺缩合反应三步,采用一锅法工艺,从水合肼原料出发,合成缩氨基脲经酸化后直接与5-硝基呋喃丙烯醛进行醛胺缩合反应;目标化合物是通过缩合关环反应制备;化学反应式如下:
Figure FSB00000585519100011
2.根据权利要求1所述的1-{[3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基]氨基}海因合成方法,其特征在于:所述制备步骤如下:
(1)醛胺缩合反应:在反应釜中投入质量百分比为50%水合肼溶液和尿素,搅拌溶解,加热到100℃回流反应2~6小时;回流反应完成后,用浓盐酸酸化,调节pH值到3~5之间;继而滴加5-硝基呋喃丙烯醛的乙醇溶液进行醛胺缩合,在1~3小时内滴加完毕,常温下搅拌1~3小时,加热到80℃回流0.5~3小时,冷却过滤干燥得到固体产物5-硝基呋喃丙烯醛缩氨基脲;
(2)缩合关环反应:向反应釜中加入步骤1反应得到的5-硝基呋喃丙烯醛缩氨基脲,加入乙醇作为反应溶剂,搅拌,同时分别滴加氯乙酸乙酯和乙醇钠的乙醇溶液,控制滴加速度以保持物料回流,回流温度80℃;加入完毕,80℃回流反应0.5~2h;反应完毕,蒸去大部分乙醇,降温到0~15℃,加入稀盐酸进行酸化,调节pH值到3~5,析出黄色或桔黄色固体,过滤,水洗,甩干后进烘,干燥得到目标产物1-{[3-(5-硝基-2-呋喃基)烯丙亚基]氨基}海因。
3.根据权利要求1或2所述的合成方法,其特征在于所述醛胺缩合反应中反应物重量比为:50%水合肼溶液∶尿素∶5-硝基呋喃丙烯醛为:1∶0.9~1.8∶1.33~1.67。
4.根据权利要求1或2所述的合成方法,其特征在于所述缩合关环反应中反应物的重量比为:5-硝基呋喃丙烯醛缩氨基脲∶乙醇∶氯乙酸乙酯∶乙醇钠的重量比为1∶2∶0.55~0.60∶0.61~0.91。
5.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于所述5-硝基呋喃丙烯醛的乙醇溶液的重量百分浓度为30~50%。
6.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于所述乙醇钠的乙醇溶液中乙醇钠的浓度为2mol/L~3mol/L;所述稀盐酸浓度w/v为10~15%。
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