CN103113290B - 一种巴洛沙星中间体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种巴洛沙星中间体的制备方法。本发明涉及化合物合成领域,具体涉及一种由3-甲氨基吡啶制备3-甲氨基哌啶的方法,该方法是将3-甲氨基吡啶衍生化,即而用钯碳还原吡啶环,从而得到3-甲氨基哌啶。与传统的直接还原3-甲氨基吡啶的方法相比,本发明使用钯碳替代二氧化铂作为催化剂,使成本大大降低,从而更利于大规模生产。

Description

一种巴洛沙星中间体的制备方法
技术领域
本发明属于巴洛沙星中间体合成领域,涉及一种3-甲氨基哌啶及其在药学上可接受的盐的制备方法。
背景技术
巴洛沙星,化学名称:1-环丙基-7-(3-甲氨基-1-哌啶基)-8-甲氧基-6-氟-1,4-二氢-4-氧代-3-喹啉羧酸,为式7所示的化合物,
属于氟喹诺酮类抗菌药。目前,巴洛沙星的合成方法主要为如下所示合成路线:
3-甲氨基哌啶是巴洛沙星合成的重要中间体。
公开号为CN101070303A的中国发明及文献(广东化工,2009,36,67-68。中国医药工业杂志,2006,37,729-730。精细石油化工,2008,25,56-58。中国药物化学杂志,2005,15,340-343) 中报导的3-甲氨基哌啶的合成方法为:
刘军等采用式4化合物—3-甲氨基吡啶为原料,于无水乙醇中,PtO2做催化剂,在50 atm,70℃条件下,反应制备式1化合物,收率为78%((广东化工,2009,36,67-68)。
王道林等采用以式4化合物—3-甲氨基吡啶为原料、钯碳为催化剂,冰醋酸为溶剂,于80 kg/cm2,温度40-50℃条件下,反应制备式1化合物,收率46% (中国药物化学杂志,2005,15,340-343)。
上述文献采用二氧化铂、钯碳等为催化剂,未报道催化剂回收套用方法,使制备式1化合物成本偏高;另外,催化氢化反应压力大,不利于规模生产。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种使用廉价的原料和催化剂,在较温和的条件下,合成巴洛沙星的中间体—3-甲氨基哌啶及其盐的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案得以实施的:
一种巴洛沙星中间体的制备方法,包括如下步骤:
以式4化合物(即3-甲氨基吡啶)和通式5化合物(即氯甲酸酯类化合物)或二碳酸二叔丁酯为原料,式4化合物与通式5化合物或二碳酸二叔丁酯的用量摩尔比为1:1 ~ 1:1.5,碱性条件下反应生成通式2化合物(即3-甲氨基吡啶衍生物),再将通式2化合物的吡啶环还原得到通式3化合物,之后脱除通式3化合物的保护基得到式1化合物(即3-甲氨基哌啶),
通式2、3和5中R=甲基、乙基、异丙基、异丁基、叔丁基、苯基及苯基衍生物。
    本发明合成路线如下:
根据本发明,通过上述反应步骤,可以制备巴洛沙星中间体3-甲氨基哌啶,并能进一步将3-甲氨基哌啶做成盐。
式4化合物→通式2化合物:在该步反应中,通过式4所示的3-甲胺基吡啶与式5所示的氯甲酸酯类化合物,在碱作用下发生取代反应,生成式2所示结构的化合物。本步反应中使用的溶剂为甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃或水等,溶剂可回收使用。该反应需要碱的参与,碱的作用为缚酸剂,可选用氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺、DIPEA及DMAP。本步反应中,式4化合物及通式5化合物的用量摩尔比为1:1 ~ 1:1.5,投料时,由于放热剧烈,应将通式5化合物缓慢滴加至含有式4化合物的碱性溶液中。本步反应所得的粗品经萃取、减压蒸馏等操作可得到纯度较高的通式2化合物。
通式2化合物→通式3化合物:通式2化合物经催化加氢,得到饱和六元环衍生物通式3化合物,该步反应的催化剂与溶剂可回收使用。通式2化合物的还原反应以乙酸作为溶剂,反应效率远高于甲醇和乙醇,且乙酸具有价格低廉、易回收等优点,故是该反应最为理想的溶剂。作为本发明中使用的催化剂,通常使用过渡金属与活性碳制备的具有还原性质的催化剂,例如,钯碳、钌碳及铑碳,以及二氧化铂等。考虑到成本及反应效率,以5%钯碳为最佳。催化剂可回收使用。该步反应的时间随反应原料与溶剂的比例的不同而有所变化,通常为10~48h,延长反应时间对于收率的提高影响不大。对于通式2化合物、溶剂及催化剂的加入顺序不特别限定。本发明的这一步反应需在氢气加压条件下进行,需注意氮气与氢气的置换,以确保反应安全进行。
作为优选,根据本发明所述的一种巴洛沙星中间体的制备方法,其中:式4化合物和式5化合物或二碳酸二叔丁酯生成通式2化合物的反应,是在溶剂甲苯、二甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃或水中进行,溶剂的用量相对于式4化合物1g,通常为2mL~10mL,反应温度为0~110℃,反应时间为10min~3h;碱性条件的碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、三乙胺、DIPEA或DMAP,碱的用量相对于通式5化合物1mol,通常为1~1.5mol。
作为优选,根据本发明所述的一种巴洛沙星中间体的制备方法,其中:将通式2化合物的吡啶环还原得到通式3化合物的反应中:溶剂为醋酸,醋酸的用量相对于通式2化合物1g,通常为4~10mL;催化剂为钯碳、钌碳或铑碳,催化剂的用量相对于通式2化合物1g,通常为0.05~0.10g;反应温度为60~150℃,反应时间为10~48h。
作为优选,根据本发明所述的一种巴洛沙星中间体的制备方法,其中:将通式2化合物的吡啶环还原得到通式3化合物的反应需在氢气加压条件下进行,氢气压力为0.5~4Mp。
作为优选,根据本发明所述的一种巴洛沙星中间体的制备方法,其中:通式2化合物的吡啶环还原得到通式3化合物的粗产物,粗产物需作碱化、萃取、干燥和浓缩处理后进入后续反应中,其中:碱化处理时用到的碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、三乙胺、DIPEA或DMAP。
作为优选,根据本发明所述的一种巴洛沙星中间体的制备方法,其中:脱除通式3化合物的保护基生成式1化合物的反应中:反应介质为浓盐酸、20%~95%硫酸、醋酸-硫酸、浓盐酸-乙醇、浓硫酸-乙醇等,反应介质的用量相对于通式2化合物,通常为5~20个当量;反应温度为50~150℃,反应时间为5~72h。具体反应温度及反应时间,随选用的酸的不同而不同。
作为优选,根据本发明所述的一种巴洛沙星中间体的制备方法,其中:所述的制备方法还包括将式1化合物转化成其盐酸盐、醋酸盐、马来酸盐或酒石酸盐等。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:
1、以廉价3-氨基吡啶与原甲酸三乙酯作为起始原料合成3-甲氨基吡啶。
2、3-甲氨基吡啶与氯甲酸酯类化合物或二碳酸二叔丁酯合成3-甲氨基吡啶衍生物。
3、烷氧羰基保护的3-甲氨基吡啶可用Pd/C在较温和条件下(反应温度90~95℃,氢气压力2MPa)氢化吡啶环,然后脱去保护基后,得可以作为药物巴洛沙星中间体的3-甲氨基哌啶及其在药学上可接受的盐。
4、本发明制备3-甲氨基哌啶及其在药学上可接受的盐方法,操作简便,反应条件温和,易于实现规模化生产。
具体实施方式
下面结合实施例,更具体地说明本发明的内容。应当理解,本发明的实施并不局限于下面的实施例,对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中,若非特指,所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。下述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常规方法。
实施例1
一种巴洛沙星中间体的制备方法,包括如下步骤:
(1)3-吡啶甲氨基甲酸乙酯的合成
3-甲氨基吡啶(450g,4.16mol)溶于甲苯(2.5L)中,室温搅拌下一次性加入三乙胺(830mL,5.96mol)后,缓慢滴加氯甲酸乙酯(530mL,5.56mol),保持反应液温度在50~60℃,约2h滴完,再在50~60℃搅拌1h,反应液中加入1.5L水,室温搅拌30min,分液,水相用甲苯萃取(500mL×4),合并有机相,减压蒸干溶剂得棕色油状液体粗产物。粗产物减压蒸馏,收集3mmHg,108~115℃馏分,得淡黄色液体352.6g,收率47.0%(以3-甲氨基吡啶计)。
经检测,得到的淡黄色液体为3-吡啶甲氨基甲酸乙酯,GC纯度96.2%。1H-NMR(CDCl3),δ:1.05-1.15(m,3H);3.10-3.20(s,3H);4.00-4.10(m,2H);7.10-7.60(m,2H);8.30-8.60(m,2H)。
(2)3-甲氨基哌啶的合成
3-吡啶甲氨基甲酸乙酯(28.3g,0.157mol)溶于醋酸(250mL),一次性加入5%钯碳3.0g,氮气置换三次,0.8MPa氢气置换五次,后通入2MPa氢气,缓慢升温至90~95℃。保持在90~95℃,2MPa氢气反应40h,反应液冷却至室温,过滤。滤液减压蒸去溶剂,残余油状物中加入100mL水,用5M氢氧化钠溶液调pH至14,乙酸乙酯萃取(150mL×5),合并有机相,无水硫酸钠干燥,过滤,滤液减压蒸干得淡黄色油状液体28.7g。所得油状液体缓慢滴入浓盐酸(150mL)中,加热回流反应30h,后冷却至室温,过滤,减压蒸干溶剂,残余固体用200mL无水乙醇重结晶得白色固体21.7g,两步总收率73.8%(以3-吡啶甲氨基甲酸乙酯计)。经检测,白色固体为3-甲氨基哌啶二盐酸盐,GC纯度97.2%。上述所得3-甲氨基哌啶二盐酸盐浮悬160ml乙腈中,加三乙胺(29.3g,0.289mol),室温搅拌48h,过滤,滤液浓缩,得3-甲氨基哌啶,GC纯度97.2%,可直接用于制备巴洛沙星。
实施例2
其他操作同实施例1,不同之处在于:
(2)3-甲氨基哌啶二盐酸盐的合成
3-吡啶甲氨基甲酸乙酯(25.0g, 0.138mol)溶于乙酸(250mL),一次性加入5%钯碳2.8g,氮气置换三次,0.8MPa氢气置换五次,后通入2MPa氢气,缓慢升温至90~95℃。保持在90~95℃,2MPa氢气反应48h,反应液冷却至室温,过滤。滤液减压蒸去溶剂,残余油状物中加入100mL水,用5M氢氧化钠溶液调pH至14,乙酸乙酯萃取(150mL×5),合并有机相,无水硫酸钠干燥,过滤,滤液减压蒸干得淡黄色油状液体27.0g。上述所得油状液体缓慢滴入浓盐酸(150mL)中,加热回流反应30h,后冷却至室温,过滤,减压蒸干溶剂,残余固体用200mL无水乙醇重结晶得白色固体22.2g,两步总收率85.9%(以3-吡啶甲氨基甲酸乙酯计)。
经检测,白色固体为目标产物3-甲氨基哌啶二盐酸盐,GC纯度97.8%。1H-NMR(D2O),δ:1.50-1.80(m,2H);1.95-2.05(m,2H);2.66(s,3H);2.85-3.05(m,2H);3.30-3.45(m,2H);3.60-3.75 (d,1H)。
实施例 3
其他操作同实施例1,不同之处在于,巴洛沙星中间体的制备方法还包括3-甲氨基吡啶的合成:
3-氨基吡啶(400g,4.25mol)加入原甲酸三乙酯(850g,5.74mol)中,缓慢升温至回流反应3h,反应液冷却至室温,减压蒸去溶剂,残余物溶于1L无水乙醇,冰浴下缓慢加入硼氢化钾(230g,4.26mol),后缓慢加热至70~75℃反应10h,反应液冷却至室温,减压蒸去乙醇,残余黄色固体中加入1L蒸馏水,搅拌下使固体完全溶解,甲苯萃取(500mL×5),合并有机相,减压蒸干溶剂,得黄色油状液体445.6g,收率96.9%(以3-氨基吡啶计),检测黄色油状液体为3-甲氨基吡啶,GC纯度94.6%,可直接用于3-吡啶甲氨基甲酸乙酯的合成。
实施例4
其他操作同实施例1,不同之处在于:
(1)3-吡啶甲氨基甲酸乙酯的合成
3-甲氨基吡啶(450g,4.16mol)溶于二氯甲烷(2.5L)中,室温搅拌下一次性加入三乙胺(830mL,5.96mol)后,缓慢滴加氯甲酸乙酯(530mL,5.56mol),保持反应液温度在50~60℃,约2h滴完,再50~60℃搅拌1h,反应液中加入1.5L水,室温搅拌30min,分液,水相甲苯萃取(500mL×4),合并有机相,减压蒸干溶剂得棕色油状液体粗产物。粗产物减压蒸馏,收集3mmHg,108~115℃馏分,得淡黄色液体343.5g,收率45.8%(以3-甲氨基吡啶计),检测淡黄色液体为3-吡啶甲氨基甲酸乙酯,GC纯度92.8%。
实施例5
其他操作同实施例1,不同之处在于:
(1)3-吡啶甲氨基甲酸乙酯的合成
3-甲氨基吡啶(450g,4.16mol)溶于水(2.5L)中,室温搅拌下一次加入碳酸钠(610g,5.75mol),后缓慢滴加氯甲酸乙酯(530mL,5.56mol),保持反应液温度在50~60℃,约2h滴完,再50~60℃搅拌1h,反应液冷却至室温,甲苯萃取(1000mL+500mL×3),合并有机相,减压蒸干溶剂得棕色油状液体粗产物。粗产物减压蒸馏,收集3mmHg,108~115℃馏分,得无色液体366.1g,收率48.8%,检测淡黄色液体为3-吡啶甲氨基甲酸乙酯,GC纯度93.3%。
工业实用性
根据本发明,可以高效且廉价地制备能作为药物巴洛沙星中间体的3-甲氨基哌啶及其在药学上可接受的盐。
上述优选实施例只是用于说明和解释本发明的内容,并不构成对本发明内容的限制。尽管发明人已经对本发明做了较为详细地列举,但是,本领域的技术人员根据发明内容部分和实施例所揭示的内容,能对所描述的具体实施例做各种各样的修改或/和补充或采用类似的方式来替代是显然的,并能实现本发明的技术效果,因此,此处不再一一赘述。本发明中出现的术语用于对本发明技术方案的阐述和理解,并不构成对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种巴洛沙星中间体的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
以式4化合物和通式5化合物为原料,式4化合物与通式5化合物的用量摩尔比为1:1 ~ 1:1.5,碱性条件下反应生成通式2化合物,再将通式2化合物的吡啶环还原得到通式3化合物,之后脱除通式3化合物的保护基得到式1化合物,
通式2、3和5中R=甲基、乙基、异丙基、异丁基、叔丁基、苯基,
式4化合物和通式5化合物生成通式2化合物的反应,是在溶剂甲苯、二甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃或水中进行,溶剂的用量相对于式4化合物1g,通常为2mL~10mL,反应温度为0~110℃,反应时间为10min~3h;碱性条件的碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、三乙胺、DIPEA或DMAP,碱的用量相对于通式5化合物1mol,通常为1~1.5mol,
将通式2化合物的吡啶环还原得到通式3化合物的反应中:溶剂为醋酸,醋酸的用量相对于通式2化合物1g,通常为4~10mL;催化剂为钯碳、钌碳或铑碳,催化剂的用量相对于通式2化合物1g,通常为0.05~0.10g;反应温度为60~150℃,反应时间为10~48h,
将通式2化合物的吡啶环还原得到通式3化合物的反应需在氢气加压条件下进行,氢气压力为0.5~4Mp,
脱除通式3化合物的保护基生成式1化合物的反应中:反应介质为浓盐酸、20%~95%硫酸、醋酸-硫酸、浓盐酸-乙醇、浓硫酸-乙醇,反应介质的用量相对于通式2化合物,通常为5~20个当量;反应温度为50~150℃,反应时间为5~72h。
2.根据权利要求1所述的一种巴洛沙星中间体的制备方法,其特征在于通式2化合物的吡啶环还原得到通式3化合物的粗产物,粗产物需作碱化、萃取、干燥和浓缩处理后进入后续反应中,其中:碱化处理时用到的碱为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、三乙胺、DIPEA或DMAP。
3.根据权利要求1所述的一种巴洛沙星中间体的制备方法,其特征在于所述的制备方法还包括将式1化合物转化成其盐酸盐、醋酸盐、马来酸盐或酒石酸盐。
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