CN105524124B - 一种n-乙酰氨基半乳糖的绿色合成方法 - Google Patents

一种n-乙酰氨基半乳糖的绿色合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种N‑乙酰氨基半乳糖的合成方法。该方法是以N‑乙酰氨基葡萄糖作为原料,先后与醇和特戊酰氯酰氯缩合,后者经三氟甲磺酸酐反转再脱去保护基团而得到N‑乙酰氨基半乳糖。本方法反应条件温和,安全性好。在合成过程中不产生氯化铝或锌废水,产生的副产物可以回收利用,且不使用对环境有害的溶剂,对环境友好,因此适于工业化生产。

Description

一种N-乙酰氨基半乳糖的绿色合成方法
技术领域
本发明属于医药技术领域,特别是涉及一种用于治疗低血压症的药物中间体的制备方法。
背景技术
现有技术中,N-乙酰氨基半乳糖的制备过程成本较高,不利于工业化生产,而且,现有技术中的合成手段产率较低,安全性也不佳。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种收率高、成本低、安全性好,并且适合工业化生产的N-乙酰氨基半乳糖的制备方法。
为了达到上述目的,本发明提供的N-乙酰氨基半乳糖的制备方法包括按顺序进行的下列步骤:
(1)以N-乙酰氨基葡萄糖作为原料,以烷烃或苯类作为溶剂,在强酸的作用下与醇进行缩合,反应温度为60℃~150℃,反应结束后加入碱中和,浓缩,加入石油醚冷却析出固体,过滤得到中间体一;
(2)以卤代烃和吡啶作为溶剂,将上述中间体一与特戊酰氯在-20~10℃的温度下反应,缓慢升至室温至反应完毕。加溶剂稀释,洗去吡啶,旋干得到中间体二;
(3)以卤代烃和吡啶作为溶剂,将上述中间体二与三氟甲磺酸酐在-35~10℃的温度下反应,反应完毕后加水过夜回流。最后用酸洗去吡啶,旋干得到中间体三。
(4)将上述中间体三与一定浓度的盐酸混合,加热回流,反应结束后旋干水分。加入吡啶和乙酸酐,0~100℃反应过夜。反应完毕后淬灭,旋干,加入水和乙酸乙酯萃取,旋干、结晶得到中间体四;
(5)将上述中间体四加入饱和脂肪醇ROH溶解,加碱在0~100℃温度下搅拌过夜。加酸中和,旋干,用有机溶剂结晶,得到产品N-乙酰氨基半乳糖。
本发明的合成路线如下:
所述的步骤(1)中溶剂为正己烷、环己烷、石油醚、苯、甲苯、二甲苯中的至少一种,溶剂与N-乙酰氨基葡萄糖的用量比为1~10ml:1g。
所述的步骤(1)中的醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、苯甲醇中的一种,用量为N-乙酰氨基葡萄糖摩尔量的1-20倍。
所述的步骤(1)中强酸为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、对甲苯磺酸中的至少一种,用量为N-乙酰氨基葡萄糖摩尔量的0.1-5倍。
所述的步骤(1)中的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、甲醇钠或碳酸钠中的至少一种,碱的用量为N-乙酰氨基葡萄糖摩尔量的0.1-5倍。
所述的步骤(2)中卤代烃为为二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯中的至少一种,卤代烃、吡啶与中间体一的用量比为2~15ml∶2~10ml∶1g。
所述的步骤(3)中卤代烃为为二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯中的至少一种,卤代烃、吡啶与中间体二的用量比为2~15ml∶2~10ml∶1g。
所述的步骤(3)中的酸为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的至少一种,酸与中间体二的用量比为为2-15ml∶1g。
所述的步骤(5)中的饱和脂肪醇ROH中R为碳原子数1到5的烷基,饱和脂肪醇ROH与中间体四用量比为2-20ml:1g。
所述的步骤(5)中的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、乙醇钠、碳酸钾、碳酸钠中的一种,碱的用量为中间体四摩尔量的0.1-5倍。
所述的步骤(5)中的重结晶用有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、叔丁醇、乙酸乙酯和乙醚中的一种或几种。
本发明提供的N-乙酰氨基半乳糖的制备方法是以N-乙酰氨基葡萄糖作为原料,在强酸的作用下与醇进行缩合得到中间体一,后者与特戊酰氯反应,得到中间体二,然后与三氟甲磺酸酐反应,反应完毕后水解得到中间体三,接着盐酸混合回流后旋干加入吡啶和乙酸酐反应得到中间体四,最后加碱反应,结晶,得到产品N-乙酰氨基半乳糖。
本发明相对于现有技术的有益效果是:由于本制备方法的反应时间短,反应条件温和,所以安全性好,而且操作过程简单,所获得的产物纯度高,生产成本低,因此适于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明提供的N-乙酰氨基半乳糖的制备方法进行详细说明。
实施例1:
a.中间体一的制备
在装有电动搅拌器、分水器和温度计的四口瓶中加入150g N-乙酰氨基葡萄糖(0.678mol)、盐酸10ml(0.12mol)、丁醇603g(8.14mol)、石油醚310ml,加热回流分水。反应完毕后加入氢氧化钠淬灭,旋蒸除去溶剂,加入1000ml石油醚打浆,冷至室温,抽滤、烘干得到中间体一120g,HPLC纯度为77%,收率为51%。
b.中间体二的制备
在装有电动搅拌器、干燥管和温度计的四口瓶中加入中间体一55.5g(0.2mol),吡啶300ml,二氯乙烷1000ml,冷却至-20度,滴加特戊酰氯67.5g(0.56mol),滴加完毕后关闭制冷,缓慢升至室温过夜。加入1000ml二氯乙烷稀释,加入1000ml 4N的盐酸洗去吡啶,加入750ml饱和碳酸氢钠洗,750ml饱和食盐水洗至中性,无水硫酸钠干燥,旋干得到棕黄色粘稠液体110g,HPLC纯度为73%,直接用于下一步。
c.中间体三的制备
在装有电动搅拌器、干燥管和温度计的四口瓶中加入中间体二226.5(0.456mol),二氯乙烷1500ml,吡啶400ml,冷却至-35度,滴加三氟甲磺酸酐154.4g(0.547mol),滴加完毕缓慢升至0度,继续反应一小时。加入350ml水,回流过夜。加入1000ml二氯乙烷稀释,加入750ml 4N盐酸,分液,再用750ml 2N盐酸洗1次,750ml饱和碳酸氢钠洗,700ml饱和食盐水洗,无水硫酸镁干燥,旋干得深棕黄粘稠半固体192g,HPLC纯度为63%,收率为75%。
d.中间体四的制备
在装有电动搅拌器和温度计的四口瓶中加入中间体三220g(按中间体一当量计算,0.456mol),6N盐酸1500ml,加热回流3小时,旋干,得到126g棕黑色固体。加入1000ml吡啶,1000ml乙酸酐,室温搅拌过夜。冰缓慢加入423ml甲醇淬灭,旋蒸浓缩,得到268g棕黑色半固体。加入1300ml水,800ml乙酸乙酯,搅拌分液,水相用500ml乙酸乙酯再萃取两次。合并有机相,750ml饱和碳酸氢钠水洗,750ml饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,旋干得97克淡棕红色固体。结晶提纯,得到82g白色固体,HPLC含量98%,得率45.3%(b、c、d三步总得率)。
e.N-乙酰氨基半乳糖的制备
在装有电动搅拌器和温度计的四口瓶中加入中间体四49g(0.126mol),乙醇500ml,氢氧化钠2.0g(0.05mol),室温搅拌过夜,加入17g烘干的树脂(0.15mol),搅拌半小时后过滤,加入5.0g活性炭脱色,过滤旋干,得淡黄色固体27.7g。加入81ml乙醇回流全溶,加入243ml异丙醇醇,缓慢搅拌析晶,得到基本白色固体,11g。HPLC含量98.3%,得率39.3%。
实施例2:
a.中间体一的制备
在装有电动搅拌器、分水器和温度计的四口瓶中加入N-乙酰氨基葡萄糖100g(0.452mol),701强酸树脂100g(0.82mol),甲醇950ml(8.14mol)、加热回流。反应完毕后过滤,加入甲醇钠淬灭,旋蒸除去溶剂,烘干得到中间体一69.8g,HPLC纯度为73%,收率为65.6%。
b.中间体二的制备
在装有电动搅拌器、干燥管和温度计的四口瓶中加入中间体一20g(85mmol),吡啶186ml,二氯甲烷100ml,冷却至0度,滴加特戊酰氯28.7g(238mol),滴加完毕后关闭制冷,缓慢升至室温过夜。加入5000ml二氯甲烷稀释,加入700ml 4N的盐酸洗去吡啶,加入550ml饱和碳酸氢钠洗,550ml饱和食盐水洗至中性,无水硫酸钠干燥,旋干得到棕黄色粘稠液体34.8g,HPLC纯度为76%,直接用于下一步。
c.中间体三的制备
在装有电动搅拌器、干燥管和温度计的四口瓶中加入中间体二34.8克(85mmol),二氯甲烷280ml,吡啶65ml,冷却至-15度,滴加三氟甲磺酸酐28.8g(102mmol),滴加完毕缓慢升至0度,继续反应一小时。加入200ml水,回流过夜。加入500ml二氯甲烷稀释,加入250ml4N硫酸,分液,再用250ml 2N硫酸洗1次,250ml饱和碳酸氢钠洗,250ml饱和食盐水洗,无水硫酸镁干燥,旋干得深棕黄粘稠半固体26.9g,HPLC纯度为61%,收率为77%。
d.中间体四的制备
在装有电动搅拌器和温度计的四口瓶中加入中间体三220g(按中间体一当量计算,0.456mol),6N盐酸1500ml,加热回流3小时,旋干,得到121g棕黑色固体。加入1000ml吡啶,1000ml乙酸酐,室温搅拌过夜。冰缓慢加入600ml乙醇淬灭,旋蒸浓缩,得到255g棕黑色半固体。加入1300ml水,800ml乙酸乙酯,搅拌分液,水相用500ml乙酸乙酯再萃取两次。合并有机相,750ml饱和碳酸氢钠水洗,750ml饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,旋干得94克淡棕红色固体。结晶提纯,得到75g白色固体,HPLC含量98%,得率41.4%(b、c、d三步总得率)。
e.N-乙酰氨基半乳糖的制备
在装有电动搅拌器和温度计的四口瓶中加入中间体四49g(0.126mol),甲醇500ml,甲醇钠2.6g(0.05mol),室温搅拌过夜,加入17g烘干的树脂(0.15mol),搅拌半小时后过滤,加入5.0g活性炭脱色,过滤旋干,得淡黄色固体27.7g。加入100ml乙醇回流全溶,缓慢搅拌析晶,得到基本白色固体,14g。HPLC含量98.1%,得率50.0%。
实施例3:
a.中间体一的制备
在装有电动搅拌器、分水器和温度计的四口瓶中加入N-乙酰氨基葡萄糖50g(226mmol),对甲苯磺酸3.8g(20mmol),苯甲醇244.4g(2.26mol),甲苯600ml,回流分水,反应完毕后加入2.6g碳酸氢钠在30g,搅拌半小时,旋蒸浓缩,得312g棕褐色液体。加入1000ml甲叔醚,500ml石油醚,过夜打浆。抽滤,得240g凝胶状棕色固体,加入300ml乙醇结晶得27.7g灰白色固体,含量97.1%,得率37.7%。
b.中间体二的制备
在装有电动搅拌器、干燥管和温度计的四口瓶中加入加入中间体一8.1g(25mmol),吡啶106ml,二氯甲烷45ml,冷却至-15度,特戊酰氯8.44g(70mmol)溶于10ml二氯甲烷缓慢滴加,滴完继续搅拌半小时,关闭制冷,搅拌过夜。加入190ml二氯甲烷稀释,加入150ml 3N的盐酸洗4次以除净吡啶,加入150ml饱和碳酸氢钠洗,150ml水洗至中性,无水硫酸镁干燥,旋干得到12.1g棕黄固体,含量71%,得率98.4%。
c.中间体三的制备
在装有电动搅拌器、干燥管和温度计的四口瓶中加入中间体二24.6g(50mmol),二氯甲烷250ml,吡啶40ml,冷却至-15度,滴加三氟甲磺酸酐21.2g(75mmol),约1小时滴完。滴加完毕缓慢升至0度,继续反应一小时。加入40ml水,搅拌半小时后,回流过夜。加入250ml二氯甲烷,加200ml水洗,300ml 2N盐酸洗2次,300ml饱和碳酸氢钠洗,300ml水洗,无水硫酸镁干燥,旋干得到深棕黄色固体24.0g,含量约76%,得率97.5%。
d.中间体四的制备
在装有电动搅拌器和温度计的四口瓶中加入中间体三235g(按中间体一当量计算,0.456mol),6N盐酸1500ml,加热回流3小时,旋干,得到129g棕黑色固体。加入1000ml吡啶,1000ml乙酸酐,室温搅拌过夜。冰缓慢加入423ml甲醇淬灭,旋蒸浓缩,得到281g棕黑色半固体。加入1300ml水,800ml乙酸乙酯,搅拌分液,水相用500ml乙酸乙酯再萃取两次。合并有机相,750ml饱和碳酸氢钠水洗,750ml饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥,旋干得97克淡棕红色固体。结晶提纯,得到72g白色固体,HPLC含量98%,得率39.8%(b、c、d三步总得率)。
e.N-乙酰氨基半乳糖的制备
在装有电动搅拌器和温度计的四口瓶中加入中间体四55g(0.126mol),丙醇500ml,碳酸钾6.9g(0.05mol),室温搅拌过夜,加入17g烘干的树脂(0.15mol),搅拌半小时后过滤,加入5.0g活性炭脱色,过滤旋干,得淡黄色固体26.1g。加入100ml叔丁醇回流全溶,缓慢搅拌析晶,得到白色固体,13g。HPLC含量98.5%,得率46.4%。

Claims (8)

1.一种N-乙酰氨基半乳糖的合成方法,其特征在于:所述的制备方法包括按顺序进行的下列步骤:
(1)以N-乙酰氨基葡萄糖作为原料,以烷烃或苯类作为溶剂,在强酸的作用下与醇进行缩合,反应温度为60℃~150℃,反应结束后加入碱中和,浓缩,加入石油醚冷却析出固体,过滤得到中间体一
(2)以卤代烃和吡啶作为溶剂,将上述中间体一与特戊酰氯在-20~10℃的温度下反应,缓慢升至室温至反应完毕,加溶剂稀释,洗去吡啶,旋干得到中间体二
(3)以卤代烃和吡啶作为溶剂,将上述中间体二与三氟甲磺酸酐在-35~10℃的温度下反应,反应完毕后加水过夜回流,最后用酸洗去吡啶,旋干得到中间体三
(4)将上述中间体三与一定浓度的盐酸混合,加热回流,反应结束后旋干水分,加入吡啶和乙酸酐,0~100℃反应过夜,反应完毕后淬灭,旋干,加入水和乙酸乙酯萃取,旋干、结晶得到中间体四
(5)将上述中间体四加入饱和脂肪醇ROH溶解,加碱在0~100℃温度下搅拌过夜,加酸中和,旋干,用有机溶剂结晶,得到产品N-乙酰氨基半乳糖;
所述的步骤(1)中溶剂为正己烷、环己烷、石油醚、苯、甲苯、二甲苯中的至少一种,溶剂与N-乙酰氨基葡萄糖的用量比为1~10ml:1g;
所述的步骤(1)中的醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、苯甲醇中的一种,用量为N-乙酰氨基葡萄糖摩尔量的1-20倍;
所述的步骤(1)中强酸为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、对甲苯磺酸、强酸性树脂中的至少一种,用量为N-乙酰氨基葡萄糖摩尔量的0.1-5倍;
所述步骤(1)-步骤(4)中的R为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、苯甲基中的一种;
所述的步骤(5)中的饱和脂肪醇ROH中R为碳原子数1到5的烷基。
2.根据权利要求1所述的N-乙酰氨基半乳糖中间体一的制备方法,其特征在于:所述的步骤(1)中的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、甲醇钠或碳酸钠中的至少一种,碱的用量为N-乙酰氨基葡萄糖摩尔量的0.1-5倍。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的步骤(2)中卤代烃为二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯中的至少一种,卤代烃、吡啶与中间体一的用量比为2~15ml∶2~10ml∶1g。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的步骤(3)中卤代烃为二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯中的至少一种,卤代烃、吡啶与中间体二的用量比为2~15ml∶2~10ml∶1g。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的步骤(3)中的酸为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的至少一种,酸与中间体二的用量比为2-15ml∶1g。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的步骤(5)中的饱和脂肪醇ROH与中间体四用量比为2-20ml:1g。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的步骤(5)中的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、乙醇钠、碳酸钾、碳酸钠中的一种,碱的用量为中间体四摩尔量的0.1-5倍。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:所述的步骤(5)中的重结晶用有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、叔丁醇、乙酸乙酯和乙醚中的一种或几种。
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