CN103570604B - 齐拉西酮中间体的合成方法 - Google Patents
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Abstract
一种齐拉西酮中间体新的合成方法,以间硝基氯苯作为起始原料,经硝基还原得到间氨基氯苯,然后经氨基酰化得到3-氯乙酰氨基氯苯,最后在催化剂的作用下发生傅-克烷基化反应环合得到6-氯-2-吲哚酮。该路线原料便宜易得,路线短,收率高,操作方便,成本低,适于工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种齐拉西酮中间体的合成方法,属于医药技术领域。
背景技术
盐酸齐拉西酮(Ziprasidone)为美国辉瑞公司开发的新型非典型广谱抗精神病药,化学名称为5-(2-(4-(1,2-苯并异噻唑-3-基)-1-哌嗪基)乙基)-6-氯-1,3-二氢-2(1H)-吲哚-2-酮盐酸一水合物,化学结构如下所示。
本品口服剂型和肌注剂型最早分别于1998年和2000年9月在瑞典上市,商品名为Zeldox,Geodon,随后分别在美国,澳大利亚,欧洲多国上市,主要用于治疗精神分裂症(Ann Pharmacother,2002,36(5),839-851)。
本品属5-羟色胺(5-HT)和多巴胺受体(DA)拮抗剂,特别是对5-HT2A受体和DA的D2受体亲合力强,对急性或慢性、初发或复发精神分裂症均有很好疗效,对精神分裂症相关症状如视听幻觉、妄想、动机缺乏和逃避社会等有效。与传统抗精神病药相比,该药除可改善阳性症状外,还可改善阴性症状,提高认知功能,不良反应特别是锥体外系症状大大减轻,耐受性明显提高;与已广泛使用的奥氮平、喹硫平、利培酮等相比,本品对阴性症状疗效更好或相当,不引起体重增加和血清泌乳素水平升高(J. Clin. Psychiatry Monograph,1998,16(l),35-47)。齐拉西酮是当今较为理想的抗精神病药物之一。齐拉西酮市场前景广阔,2008年也已迈入“重磅炸弹”药物行列,2011年在美国的销售额为13.4亿美元。
6-氯-2-吲哚酮是齐拉西酮的关键中间体,如专利WO2005/40160A2,WO2006/34964A1,WO2006/47893A1,WO2009/116085A2 ,US4658037A1 和US4730004A1均报道了使用该中间体,经傅-克酰化,脱氧和缩合三步得到齐拉西酮,路线简洁,收率较高。合成路线(合成路线1)如下所示。
关键中间体6-氯-2-吲哚酮主要有以下两种合成路线,分别为路线2-1和路线2-2。路线2-1由专利US4658037A1 和US4730004A1公开,合成路线如下所示。
以6-氯-2,3-吲哚二酮为原料一步合成中间体6-氯-2-吲哚酮,但该方法原料不易得,且大量使用水合肼,毒性较大。
路线2-2以邻硝基对氯甲苯为起始原料(武汉工程大学学报 2012,32(11),25-28),经5步合成中间体6-氯-2-吲哚酮,合成路线长,收率较低,成本较高合成路线如下所示。
6-氯-2-吲哚酮在齐拉西酮合成中起着关键性作用,其成本的高低直接影响着齐拉西酮原料药的成本。因此,开发一种操作方便,成本低廉的合成6-氯-2-吲哚酮的工艺极其必要。
发明内容
为解决上述合成问题,本发明提供了一种6-氯-2-吲哚酮(化合物I)的合成方法,以间硝基氯苯(化合物II)作为起始原料,经硝基还原得到间氨基氯苯(化合物III),然后经氨基酰化得到3-氯乙酰氨基氯苯(化合物IV),最后在催化剂的作用下发生傅-克烷基化反应环合得到6-氯-2-吲哚酮(化合物I)。该路线原料便宜易得,路线短,收率高,操作方便,成本低,适于工业化应用。合成路线如下所示。
本发明经过以下合成步骤:
步骤1:化合物II还原制备化合物III
该步反应为苯环上硝基的还原反应,还原方法可采用金属还原和催化氢化。以金属还原作为还原方法时,所用的金属可选自铁粉、锡粉或锌粉;所用的酸选自浓盐酸或醋酸;化合物II与还原金属的摩尔比为1:1~20,优选1:5~9;反应温度范围为25~90℃,优选40~60℃。以催化氢化作为还原方法时,所用的催化剂选自钯碳或Raney镍;氢化溶剂为C1~C4的醇类溶剂,如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、叔丁醇,以及乙酸乙酯、四氢呋喃;氢化温度为30~80℃;氢气压力范围为0.1~3.0MPa,优选1.0~2.0Mpa。
步骤2:化合物III酰化制备化合物IV
该步反应为缚酸剂作用下的酰化反应。其中所用的酰化试剂为氯乙酰氯。所用缚酸剂可以是有机碱或无机碱,有机碱可选用三乙胺,二异丙基乙胺或吡啶,无机碱可选用无水碳酸钾或无水碳酸钠。化合物III与缚酸剂的摩尔比为1:1~5,优选1:1.2~1.8。选用无机碱作为缚酸剂时可加入苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵作相转移催化剂加速反应进行。反应温度范围为20~60℃,优选25~40℃。
步骤3:化合IV环合制备化合物I
该步反应为路易斯酸三氯化铝催化下的傅-克烷基化反应。所用的溶剂选自硝基甲烷、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳,优选二氯乙烷。化合物IV与催化剂的摩尔比为1:1~9,优选1:4~6。反应温度范围为30~100℃,优选60~80℃。
由以上路线制备的化合物I,经路线1的方法可制备齐拉西酮。与专利US4658037A1和US4730004A1相比,本发明制备6-氯-2-吲哚酮原料便宜易得,路线短,收率高,操作方便,成本低,适于工业化应用。
以下通过实施例和对照例对本发明做进一步说明,但除以下实施例外,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均包括在本发明范围内。
具体实施方式如下:
实施例1:化合物II还原制备化合物III
实施例1-1向反应瓶中加入水200 mL,加热至40℃,加入锡粉17.0 g(143 mmol)并用浓盐酸调节pH3,继续升温至60℃,分批加入化合物III9.0 g(57.1mmol)与锡粉23.9 g(201mmol),加毕,在60~80℃下反应8h,然后加入10%的氢氧化钠溶液,调节pH8~9,搅拌30min。抽滤,滤液用浓盐酸酸化至pH4~5,有黄色固体析出,收集固体,真空干燥后得化合物IV黄色固体6.7 g,收率91.2%。
实施例1-2向反应瓶中加入水150 mL,加热至40℃,加入锌粉9.3 g(143 mmol)并加入醋酸150mL,继续升温至60℃,分批加入化合物II9.0 g(57.1 mmol)与铁粉13.1 g(201mmol),加毕,在60~80℃下反应20h,然后加入10%的氢氧化钠溶液,调节pH8~9,搅拌30min。抽滤,滤液用浓盐酸酸化至pH4~5,有黄色固体析出,收集固体,真空干燥后得化合物IV黄色固体6.8 g,收率92.9%。
实施例1-3向反应瓶中加入水150 mL,加热至40℃,加入铁粉8.0 g(143 mmol)并用浓盐酸调节pH3,继续升温至60℃,分批加入化合物II9.0 g(57.1mmol)与铁粉11.3 g(201 mmol),加毕,在60~80℃下反应10h,然后加入10%的氢氧化钠溶液,调节pH8~9,搅拌30min。抽滤,滤液用浓盐酸酸化至pH4~5,有黄色固体析出,收集固体,真空干燥后得化合物IV黄色固体7.1 g,收率97.5%。
实施例1-4向反应瓶中加入水150 mL,加热至40℃,加入铁粉3.2 g(57.1 mmol)并用浓盐酸调节pH3,继续升温至60℃,分批加入化合物II9.0 g(57.1 mmol),加毕,在60~80℃下反应10h,然后加入10%的氢氧化钠溶液,调节pH8~9,搅拌30min。抽滤,滤液用浓盐酸酸化至pH4~5,有黄色固体析出,收集固体,真空干燥后得化合物IV黄色固体6.4 g,收率87.7%。
实施例1-5向反应瓶中加入水150 mL,加热至40℃,加入铁粉32.0 g(571 mmol)并用浓盐酸调节pH3,继续升温至60℃,分批加入化合物II9.0 g(57.1 mmol)与铁粉32.0 g(571mmol),加毕,在60~80℃下反应10h,然后加入10%的氢氧化钠溶液,调节pH8~9,搅拌30 min。抽滤,滤液用浓盐酸酸化至pH4~5,有黄色固体析出,收集固体,真空干燥后得化合物IV黄色固体7.0 g,收率95.9%。
实施例1-6 向加氢釜中加入化合物II 9.0 g(57.1 mmol),10%钯碳2g,乙醇200 mL,加压至1.6MPa,加热至30℃氢化2小时,抽滤,滤液浓缩,加乙酸乙酯结晶的化合物IV黄色固体7.2 g,收率98.6%。
实施例1-7 向加氢釜中加入化合物II 9.0 g(57.1 mmol),10%钯碳2g,乙醇200 mL,加压至0.1MPa,加热至30℃氢化12小时,抽滤,滤液浓缩,加乙酸乙酯结晶的化合物IV黄色固体6.8 g,收率93.2%。
实施例1-8 向加氢釜中加入化合物II 9.0 g(57.1 mmol),10%钯碳2g,乙醇200 mL,加压至3.0MPa,加热至30℃氢化2小时,抽滤,滤液浓缩,加乙酸乙酯结晶的化合物IV黄色固体7.0 g,收率95.9%。
实施例1-9 向加氢釜中加入化合物II9.0 g(57.1 mmol),Raney镍4g,乙醇300 mL,加压至1.2MPa,加热至40℃氢化4小时,抽滤,滤液浓缩,加乙酸乙酯结晶的化合物IV黄色固体6.9 g,收率94.5%。
实施例2:化合物III酰化制备化合物IV
实施例2-1 将化合物III10.2 g(80 mmol)和三乙胺13.2 mL(96 mmol)溶于80mL二氯甲烷中,冷却到0℃,缓慢滴加氯乙酰氯7.6 mL(96 mmol),滴加完后回到25℃搅拌20h。减压蒸干,用水洗涤固体(80 mL×3),抽滤得白色固体,该固体进一步用乙醚重结晶得化合物IV白色固体15.7 g,收率96.3%。
实施例2-2 将化合物III10.2 g(80 mmol)和三乙胺11.0 mL(80 mmol)溶于80mL二氯甲烷中,冷却到0℃,缓慢滴加氯乙酰氯7.6 mL(96 mmol),滴加完后回到25℃搅拌20h。减压蒸干,用水洗涤固体(80 mL×3),抽滤得白色固体,该固体进一步用乙醚重结晶得化合物IV白色固体14.0 g,收率85.8%。
实施例2-3 将化合物III10.2 g(80 mmol)和三乙胺55.0 mL(400 mmol)溶于80mL二氯甲烷中,冷却到0℃,缓慢滴加氯乙酰氯7.6 mL(96 mmol),滴加完后回到25℃搅拌20h。减压蒸干,用水洗涤固体(80 mL×3),抽滤得白色固体,该固体进一步用乙醚重结晶得化合物IV白色固体15.8 g,收率96.9%。
实施例2-4 将化合物III10.2 g(80 mmol)和三乙胺13.2 mL(96 mmol)溶于80mL二氯甲烷中,冷却到0℃,缓慢滴加氯乙酰氯7.6 mL(96 mmol),滴加完后回到20℃搅拌20h。减压蒸干,用水洗涤固体(80 mL×3),抽滤得白色固体,该固体进一步用乙醚重结晶得化合物IV白色固体15.0g,收率92.0%。
实施例2-5 将化合物III10.2 g(80 mmol)和三乙胺13.2 mL(96 mmol)溶于80mL四氢呋喃中,冷却到0℃,缓慢滴加氯乙酰氯7.6 mL(96 mmol),滴加完后回到60℃搅拌20h。减压蒸干,用水洗涤固体(80 mL×3),抽滤得白色固体,该固体进一步用乙醚重结晶得化合物IV白色固体15.2 g,收率93.2%。
实施例2-6 将化合物III10.2 g(80 mmol)和二异丙基乙基胺16.8 mL(96 mmol)溶于80mL二氯甲烷中,冷却到0℃,缓慢滴加氯乙酰氯7.6 mL(96 mmol),滴加完后回到25℃搅拌20h。减压蒸干,用水洗涤固体(80 mL×3),抽滤得白色固体,该固体进一步用乙醚重结晶得化合物IV白色固体15.0g,收率92.0%。
实施例2-7 将化合物III10.2 g(80 mmol)和吡啶7.6 mL(96 mmol)溶于80mL二氯甲烷中,冷却到0℃,缓慢滴加氯乙酰氯7.6 mL(96 mmol),滴加完后回到25℃搅拌20h。减压蒸干,用水洗涤固体(80 mL×3),抽滤得白色固体,该固体进一步用乙醚重结晶得化合物IV白色固体15.3g,收率93.9%。
实施例2-8 将化合物III10.2 g(80 mmol),无水碳酸钠10.2g(96 mmol)和四丁基氯化铵556 mg(2.0 mmol)溶于80mL二氯甲烷中,冷却到0℃,缓慢滴加氯乙酰氯7.6 mL(96 mmol),滴加完后回到25℃搅拌20h。减压蒸干,用水洗涤固体(80 mL×3),抽滤得白色固体,该固体进一步用乙醚重结晶得化合物IV白色固体14.8 g,收率90.8%。
实施例2-9 将化合物III10.2 g(80 mmol),无水碳酸钾13.3g(96 mmol),和四丁基溴化铵645 mg(2.0 mmol)溶于80mL二氯甲烷中,冷却到0℃,缓慢滴加氯乙酰氯7.6 mL(96 mmol),滴加完后回到25℃搅拌20h。减压蒸干,用水洗涤固体(80 mL×3),抽滤得白色固体,该固体进一步用乙醚重结晶得化合物IV白色固体15.5g,收率95.1%。
实施例3:化合物IV环合制备化合物I
实施例3-1向反应瓶中加入二氯甲烷100 mL和无水三氯化铝13.1 g(98 mmol),在20℃下加入氯乙酰氯12.8 mL(18.2 g,161 mmol),搅拌45min后加入化合物IV 20 g(98 mmol),在30℃反应24h,降温至室温加入冰水20 mL,然后蒸出二氯甲烷。抽滤,分别用蒸馏水和甲醇洗涤,干燥后加乙酸乙酯重结晶得化合物I类白色固体9.9 g,收率为60.2%。
实施例3-2向反应瓶中加入硝基甲烷100 mL和无水三氯化铝117.9 g(882 mmol),在20℃下加入氯乙酰氯12.8 mL(18.2 g,161 mmol),搅拌45min后加入化合物IV 20 g(98 mmol),在100℃反应4h,反应完后加入冰水20 mL,然后蒸出二氯甲烷。抽滤,分别用蒸馏水和甲醇洗涤,干燥后加乙酸乙酯重结晶得化合物I类白色固体12.4 g,收率为75.6%。
实施例3-3向反应瓶中加入二氯乙烷100 mL和无水三氯化铝60 g(449 mmol),在20℃下加入氯乙酰氯12.8 mL(18.2 g,161 mmol),搅拌45min后加入化合物IV 20 g(98 mmol),在60℃反应4h,降温至室温加入冰水20 mL,然后蒸出二氯甲烷。抽滤,分别用蒸馏水和甲醇洗涤,干燥后加乙酸乙酯重结晶得化合物I类白色固体13.1 g,收率为80.1%。
实施例3-4向反应瓶中加入四氯化碳100 mL和无水三氯化铝60 g(449 mmol),在20℃下加入氯乙酰氯12.8 mL(18.2 g,161 mmol),搅拌45min后加入化合物IV 20 g(98 mmol),在60℃反应4h,降温至室温加入冰水20 mL,然后蒸出二氯甲烷。抽滤,分别用蒸馏水和甲醇洗涤,干燥后加乙酸乙酯重结晶得化合物I类白色固体12.3 g,收率为75.3%。
Claims (1)
1.一种齐拉西酮中间体的合成方法,特征是以间硝基氯苯作为起始原料,经铁、锡或锌在盐酸或醋酸存在下的金属还原或钯碳、Raney镍催化氢化得到间氨基氯苯,然后经氨基酰化得到3-氯乙酰氨基氯苯,最后在有机溶剂中经三氯化铝的催化作用下环合得到6-氯-2-吲哚酮,合成路线如下所示:
所述的还原金属与间硝基氯苯的摩尔比为1~20 :1;
所述的钯碳、Raney镍催化氢化,氢气压力范围为0.1~3.0MPa;
所述的环合反应,使用的有机溶剂为硝基甲烷、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳,3-氯乙酰氨基氯苯与三氯化铝的摩尔比为1:1~9,反应温度范围为30~100℃。
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