CN102775319B - 微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴的方法 - Google Patents

微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴的方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴或L-甲基多巴的方法,在不同微波功率,辐射时间的条件下,采用不同浓度的各种碱的水溶液水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲成DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸盐,再在酸性水溶液中水解DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸盐成甲基多巴[DL-α-甲基-(3,4-二羟基苯基)-α-氨基丙酸]或L-甲基多巴[L-α-甲基-(3,4-二羟基苯基)-α-氨基丙酸]。本发明水解DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸(或L-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸)时,底物与HBr的摩尔比为1:10~20;与HCl的摩尔比为1:10~30。酸用量大,水解反应顺利;酸用量少,虽然减轻了水解反应后的除酸压力。

Description

微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴的方法
技术领域
本发明技术领域属于化学合成药物甲基多巴[Methyldopa,α-甲基-(3,4-二羟基苯基)-α-氨基丙酸,下同]或合成手性药物L-甲基多巴[L-methyldopa,L-α-甲基-(3,4-二羟基苯基)-α-氨基丙酸,下同]中的关键步骤之一:水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴的反应。
背景技术
L-甲基多巴是生物体内儿茶酚胺类激素,为脱羧酶抑制剂[SLETA INGER M,CHEMERDA J M,W BOLL INGERF.Potent decarboxylase inhibitors.analogs ofmethyldopa[J].J Med Chem,1963,6(2):1012103.],具有抗高血压作用,临床上用以治疗高血压[XU J M,ZHENG H J.Clinical application and evaluation ofmethyldopa[J].Chin J New Drugs Clin Rem(中国新药与临床杂志),1990,9(6):367-369.]。L-甲基多巴也是治疗帕金森氏病的主要药物之一[Bronstein,J.M.,Stereotactic Pallidotomy in the Treatment of Parkinson Disease,Archives ofNeurology,(1999).56,1064-1069.]。
合成甲基多巴或L-甲基多巴,除以藜芦酮(3,4-二甲氧基苯丙酮)为主要原料的氨基丙腈法合成路线外。以藜芦酮为原料的乙内酰脲法也是重要的方法之一(合成路线见下式)。
乙内酰脲法中,水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴的反应,是以Ba(OH)2为水解乙内酰脲的试剂,水解乙内酰脲68小时,再用氢溴酸(HBr含量48%,质量/体积比)进一步水解脱甲基(约55小时)后得到甲基多巴(朱宝泉等,新编药物合成手册,上卷,922;US2868818)。乙内酰脲法中,用Ba(OH)2水解乙内酰脲有个重要的缺点是水解的产物需用硫酸与DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸钡盐发生交换反应,然后需经过中间产物繁杂的后处理,除去生成的硫酸钡,才能得到DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸;而且,在氢溴酸进一步高温水解脱甲基阶段,残余硫酸的氧化性使脱甲基后的类多酚结构在高温和氧化的条件下,产生某些化合物结构上的未知变化和多种化学反应,使副产物增多,纯度、产量下降。
乙内酰脲类化合物水解除以Ba(OH)2碱液为水解试剂外,也有报道称用NaOH碱液在加压条件下,可以水解乙内酰脲类化合物。胡艾希[胡艾希等,中国医药工业杂志,2002,33(6),p265]报道称5-甲基-5-(5-溴-6-甲氧基-2-萘基)乙内酰脲在加压下,用氢氧化钠水溶液于160~170℃水解6h,可得到相应的α-氨基酸类目标产物。周宏伟[(乙内酰脲衍生物的合成与应用研究)湖南大学硕士论文,2001]报道称在加压条件下,用NaOH碱液水解乙内酰脲类化合物能得到氨基酸类产物。但5位上有芳基和烷基的乙内酰脲类化合物,由于位阻效应用NaOH碱液水解非常困难。US4716246报道称在高压震荡釜中,50%NaOH水溶液,150℃水解1h,乙内酰脲类化合物能得到氨基酸类产物。
使用微波水解法有很大优越性。微波水解反应已在各类化合物中得到应用(金钦汉,微波化学,科学出版社,1999;陆模文等,有机化学,1995,15,561)。例如,微波酸水解法可水解蛋白质成氨基酸(卢汝梅,天然产物开发与研究,10卷2期,71;江洪,化学研究与应用,2005年17卷3期,424)。又例如水解有位阻的酯通常比较困难,一般需在85℃反应5h,产率分别为87%-93%,用微波加热水解,则分别只需2min和4min,产率可达到82%-87%(Loupy,A.,SynthCommun.,1994,2,159)。例如,水解有位阻的酯通常比较困难,一般需在85℃反应5h,产率分别为87%-93%,用微波加热水解,则分别只需2min和4min,产率可达到82%-87%(Loupy,A.,Synth Commun.,1994,2,159)。
甲基多巴有类氨基酸结构,因此利用微波水解反应的优越性,微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲来制备甲基多巴。
发明内容
本发明对现有技术的改进,提供一种微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴的方法。具体技术方案如下:
本发明是一种微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴或L-甲基多巴的方法,在不同微波功率,辐射时间的条件下,采用不同浓度的各种碱的水溶液水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲成DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸盐,再在酸性水溶液中水解DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸盐成甲基多巴[DL-α-甲基-(3,4-二羟基苯基)-α-氨基丙酸]或L-甲基多巴[L-α-甲基-(3,4-二羟基苯基)-α-氨基丙酸]。
本发明所述的微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲成DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸盐可在微波辐射条件下进行,微波辐射功率为:250瓦~700瓦;微波辐射时间为:5~25分钟。
本发明所述的微波碱水解可使用NaOH、KOH、Ba(OH)2
本发明所述的5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲与NaOH或KOH的摩尔比为1:3~7;NaOH的水溶液浓度为10%~30%(质量/体积);KOH的水溶液浓度为10%~30%(质量/体积)。
本发明所述的使用的酸为氢溴酸、盐酸;酸浓度为:氢溴酸浓度为12%~47%(质量/体积比);盐酸浓度为10%~36%(质量/体积比);DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸与HBr的摩尔比为1:10~20;与HCl的摩尔比为1:10~30,酸水解时间为:10~20小时。
本发明所述的DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸可用酸水解成甲基多巴或L-甲基多巴的后处理除酸过程中,需减压除酸浓缩或在通入N2气的情况下,减压除酸浓缩。
本发明使用微波功率为250瓦~700瓦,辐射时间5~25分钟。在此条件下,5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲均能顺利水解。但若使用微波功率小,辐射时间短,水解产量不理想。
本发明使用NaOH或KOH对产量影响不大,考虑经济成本则NaOH有利。使用Ba(OH)2有一定的效果,但在微波功辐射的条件下,水解并不彻底。本发明中,5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲与NaOH或KOH的摩尔比为1:3~7。NaOH的水溶液浓度为10%~30%。KOH的水溶液浓度为10%~30%(质量/体积)。一般情况下碱浓度在20%(质量/体积)以下效果较好。
本发明使用HBr或HCl水解DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸盐成甲基多巴[DL-α-甲基-(3,4-二羟基苯基)-α-氨基丙酸]或L-甲基多巴[L-α-甲基-(3,4-二羟基苯基)-α-氨基丙酸]对产量影响较大。HBr(47%,质量/体积比)水解效果最好,考虑经济成本则HCl有利。
一般情况下使用氢溴酸浓度为12%~47%(质量/体积比);盐酸浓度为10%~36%(质量/体积比)。
可使用浓HCl(36%,质量/体积比)回流10~20小时也能得到较好的产量。
本发明水解DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸(或L-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸)时,底物与HBr的摩尔比为1:10~20;与HCl的摩尔比为1:10~30。酸用量大,水解反应顺利,但水解反应后的除酸过程较困难;酸用量少,虽然减轻了水解反应后的除酸压力,但水解产量不高。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例药品
氢溴酸(HBr含量47%,工业级)和浓盐酸(HCl含量36%,工业级),5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲,按文献US2868818自制;以下各实施例药品相同;高效液相色谱仪(美国Agilent 1100),红外光谱仪(美国Nicolet 470型),核磁共振仪(德国BRUKER  Advance2B\400MHz),化学实验控温微波仪。
实施例1
在反应烧瓶中,加入4.3g(0.016mol)5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲,置于2.1gNaOH(0.053mol)溶于17ml水中的溶液中,将反应混合物置于化学实验控温微波仪中,在微波功率为250瓦时,辐射15分钟。冷却后,用6N盐酸调pH=4,减压抽滤得固体,用乙醇2x5ml洗涤,再溶于约30-40ml丙酮,用氨水调pH=8.8,出现结晶。小心加入少量冰乙酸调pH=6,且保持pH稳定后过滤分离,得产物DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸,80℃真空烘干。产量73.7%。
实施例2
在反应烧瓶中,加入4.3g(0.016mol)5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲,置于2.56gNaOH(0.064mol)溶于17ml水中的溶液中,在微波功率为250瓦时,辐射15分钟。冷却后,用6N盐酸调pH=4,减压抽滤得固体,用乙醇2x5ml洗涤,再溶于约30-40ml丙酮,用氨水调pH=8.8,出现结晶。小心加入少量冰乙酸调pH=6,且保持pH稳定后过滤分离,得产物DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸,80℃真空烘干。产量78.7%。
实施例3
在反应烧瓶中,加入4.3g(0.016mol)5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲,置于2.56gNaOH(0.064mol)溶于17ml水中的溶液中,500瓦时,辐射10分钟。冷却后,用6N盐酸调pH=4,减压抽滤得固体,用乙醇2x5ml洗涤,再溶于约30-40ml丙酮,用氨水调pH=8.8,出现结晶。小心加入少量冰乙酸调pH=6,且保持pH稳定后过滤分离,得产物DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸,80℃真空烘干。产量83.7%。
实施例4
在反应烧瓶中,加入4.3g(0.016mol)5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲,置于2.56gNaOH(0.064mol)溶于17ml水中的溶液中,500瓦时,辐射15分钟。冷却后,用6N盐酸调pH=4,减压抽滤得固体,用乙醇2x5ml洗涤,再溶于约30-40ml丙酮,用氨水调pH=8.8,出现结晶。小心加入少量冰乙酸调pH=6,且保持pH稳定后过滤分离,得产物DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸,80℃真空烘干。产量84.7%。
实施例5
在反应烧瓶中,加入4.3g(0.016mol)5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲,置于3.2gNaOH(0.08mol)溶于17ml水中的溶液中,700瓦时,辐射5分钟。冷却后,用6N盐酸调pH=4,减压抽滤得固体,用乙醇2x5ml洗涤,再溶于约30-40ml丙酮,用氨水调pH=8.8,出现结晶。小心加入少量冰乙酸调pH=6,且保持pH稳定后过滤分离,得产物DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸,80℃真空烘干。产量90.2%。
实施例6
在反应烧瓶中,加入4.3g(0.016mol)5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲,置于3.2gNaOH(0.08mol)溶于17ml水中的溶液中,700瓦时,辐射10分钟。冷却后,用6N盐酸调pH=4,减压抽滤得固体,用乙醇2x5ml洗涤,再溶于约30-40ml丙酮,用氨水调pH=8.8,出现结晶。小心加入少量冰乙酸调pH=6,且保持pH稳定后过滤分离,得产物DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸,80℃真空烘干。产量92.8%。
实施例7
在反应烧瓶中,加入4.3g(0.016mol)5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲,置于4.49gKOH(0.08mol)溶于17ml水中的溶液中,700瓦时,辐射10分钟。冷却后,用6N盐酸调pH=4,减压抽滤得固体,用乙醇2x5ml洗涤,再溶于约30-40ml丙酮,用氨水调pH=8.8,出现结晶。小心加入少量冰乙酸调pH=6,且保持pH稳定后过滤分离,得产物DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸,80℃真空烘干。产量93.5%。
实施例8
在装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的三口烧瓶中,加入2.8g(0.012mol)DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸,加入27ml HBr(47%,质量/体积比),回流10小时,在通入N2气的情况下,混和物在沸水浴中减压除酸浓缩至浆状。浆状物用丙酮湿润,最后再溶解在25ml温热丙酮中,过滤,滤液用氨水调pH值到8.4,有结晶出现,搅拌至pH恒定。然后,用冰乙酸仔细调pH=6,固体过滤。固体用4×25ml丙酮洗涤,得白色固体。固体于50℃真空干燥5小时。得产物DL-2-氨基-3-(3,4-二羟基苯基)-2-甲基-丙酸(C10H13NO4·H2O1.5)即甲基多巴。产量93.2%。
实施例9
在装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的三口烧瓶中,加入2.8g(0.012mol)DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸,加入15ml HCl(36%,质量/体积比),回流10小时,在通入N2气的情况下,混和物在沸水浴中减压除酸浓缩至浆状。用氨水调pH值到8.4,有结晶出现,搅拌至pH恒定。然后,用冰乙酸仔细调pH=6,固体过滤。固体用4×25ml丙酮洗涤,得白色固体。然后于50℃真空干燥5小时。得产物DL-2-氨基-3-(3,4-二羟基苯基)-2-甲基-丙酸(C10H13NO4·H2O1.5)即甲基多巴。产量80.3%。
实施例10
在装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的三口烧瓶中,加入2.8g(0.012mol)DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸,加入27ml HCl(36%,质量/体积比),回流18小时,在通入N2气的情况下,混和物在沸水浴中减压除酸浓缩至浆状。用氨水调pH值到8.4,有结晶出现,搅拌至pH恒定。然后,用冰乙酸仔细调pH=6,固体过滤。固体用4×25ml丙酮洗涤,得白色固体。然后于50℃真空干燥5小时。得产物DL-2-氨基-3-(3,4-二羟基苯基)-2-甲基-丙酸(C10H13NO4·H2O1.5)即甲基多巴。产量90.1%。
最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的几个具体实施例,显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形,只要是公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴的方法,其特征在于,在不同微波功率,辐射时间的条件下,采用不同浓度的各种碱的水溶液水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲成DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸盐酸盐,再在酸性水溶液中水解DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸盐酸盐成甲基多巴[DL-α-甲基-(3,4-二羟基苯基)-α-氨基丙酸]。
2.根据权利要求1所述的微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴的方法,其特征在于,所述的微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲成DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸盐酸盐可在微波辐射条件下进行,微波辐射功率为:250瓦~700瓦;微波辐射时间为:5~25分钟。
3.根据权利要求1所述的微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴的方法,其特征在于,所述的微波碱水解可使用NaOH、KOH。
4.根据权利要求2或3所述的微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴的方法,其特征在于,所述的5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲与NaOH或KOH的摩尔比为1:3~7;NaOH的水溶液浓度为10%~30%(质量/体积);KOH的水溶液浓度为10%~30%(质量/体积)。
5.根据权利要求1所述的微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴的方法,其特征在于,所述的使用的酸为盐酸;酸浓度为:盐酸浓度为10%~36%(质量/体积比);DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸与与HCl的摩尔比为1:10~30,酸水解时间为:10~20小时。
6.根据权利要求1所述的微波碱水解5-甲基-5-(3,4-二甲氧基苄基)乙内酰脲制备甲基多巴的方法,其特征在于,所述的DL-α-甲基-(3,4-二甲氧基苯基)-α-氨基丙酸可用酸水解成甲基多巴或的后处理除酸过程中,需减压除酸浓缩或在通入N2气的情况下,减压除酸浓缩。
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