CN108218809A - 一种医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯的合成方法 - Google Patents

一种医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种医药中间体2‑氨基噻唑‑4‑甲酸乙酯的合成方法，丙酮酸乙酯、二氯甲烷、浓硫酸、溴素、溴代丙酮酸乙酯、硫脲、乙醇为主要原料，在环合反应过程中主要影响产品收率的因素为重要中间体溴代丙酮酸乙酯与硫脲的物料配比，按照实验步骤，选择乙醇为溶剂，加入纳米催化剂Cu2O@HKUST‑1在回流条件下，通过优化物料配比得到较高收率的目的产物,本发明使用的中间体催化剂不仅缩短了反应周期，而且采用固体碳酸盐调节反应液pH值，减少了废水的产生，增加了经济效益。

Description

一种医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯的合成方法
技术领域
本发明涉及一种医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯的合成方法,属于催化技术领域。
背景技术
目前胃肠动力障碍被认为是功能性消化不良的主要病因，因此促胃肠动力药是目前治疗FD的主要药物。常用的促胃肠动力药有多巴胺受体拮抗剂甲氧氯普胺、多潘立酮、伊托必利、左舒必利，5-HT4受体激动剂莫沙必利、西沙必利和胃动素受体激动剂，以及乙酰胆酯酶（AChE）抑制剂阿考替胺等。其中阿考替胺是一种新型的、全球第一个获批的FD治疗药物,作为合成阿考替胺(Z-338)过程中所用到的关键中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯的合成，合成该化合物的中间体溴代丙酮酸乙酯同时为药物β-受体阻断剂心得静的中间体。该化合物的合成对进一步降低阿考替胺的成本具有重要意义。寻求一种高产物收率的2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯的合成方法非要有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯的合成方法，该方法在优化条件下能催化溴代丙酮酸乙酯环合反应,具有较高的产物收率。
一种医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯的合成方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、在装有恒压滴液漏斗和温度计的500ml三口瓶中依次加入40g丙酮酸乙酯、190g二氯甲烷、浓硫酸，搅拌溶液；
步骤2、水浴加热至40℃，搅拌下滴入57.9 g溴素，控制加入速度，待前一滴反应完全即完全褪色后，再加入下一滴，控制反应温度在40℃左右；
步骤3、滴加完后，保温反应30min，减压蒸馏，收集100-120℃的馏分，得溴代丙酮酸乙酯；
步骤4、在装有回流冷凝管的250 ml三口烧瓶中加入90.5g溴代丙酮酸乙酯、46.7g硫脲、
500g乙醇和2.0g Cu2O@HKUST-1纳米催化剂加热至回流，保温反应3h，反应完毕冷却至室温，减压浓缩至干，得粗品；
步骤5、将残留的固体溶解在900 ml冰水中，用K2C03调pH=8，过滤收集生成的固体，纯水洗涤3次，得医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯。
所述的Cu2O@HKUST-1纳米催化剂制备方法如下：
步骤1、将Cu2O溶于40m1苯甲醇中，超声分散，配成溶液A；将1,3,5-H3BTC溶于乙醇中，超声分散，配成溶液B；
步骤2、将B液置于80℃的油浴锅中，恒温搅拌5分钟，再将1,3,5-H3BTC的乙醇溶液倒入氧化亚铜的苯甲醇溶液中搅拌反应2.5小时，得到墨绿色溶液；
步骤3、将上述墨绿色溶液离心，用两倍的无水乙醇洗涤3次，放置于50℃烘箱烘干，干燥后得到墨绿色固体粉末状Cu2O@HKUST-1纳米催化剂。
有益效果：本发明提供了一种医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯的合成方法，在环合反应过程中主要影响产品收率的因素为重要中间体溴代丙酮酸乙酯与硫脲的物料配比，按照实验步骤，选择乙醇为溶剂，加入纳米催化剂Cu2O@HKUST-1在回流条件下，通过优化物料配比得到较高收率的目的产物；催化剂对分子量不同大小反应物分子进行择形，只有分子大小适宜的反应底物才能够穿过外围壳层的孔道，进入催化剂核心，在Cu20的表面发生环合反应，从而提高溴代丙酮酸乙酯转化率和目标产物的选择性，使得2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯具有很高的产物收率，不仅缩短了反应周期，而且采用固体碳酸盐调节反应液pH值，减少了废水的产生，增加了经济效益。
具体实施方式
实施例1
一种医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯的合成方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、在装有恒压滴液漏斗和温度计的500ml三口瓶中依次加入40g丙酮酸乙酯、190g二氯甲烷、1ml98%d的浓硫酸，搅拌溶液；
步骤2、水浴加热至40℃，搅拌下滴入57.9 g溴素，控制加入速度，待前一滴反应完全即完全褪色后，再加入下一滴，控制反应温度在40℃左右；
步骤3、滴加完后，保温反应30min，减压蒸馏，收集100-120℃的馏分，得溴代丙酮酸乙酯；
步骤4、在装有回流冷凝管的250 ml三口烧瓶中加入90.5g溴代丙酮酸乙酯、46.7g硫脲、
500g乙醇和2.0g Cu2O@HKUST-1纳米催化剂加热至回流，保温反应3h，反应完毕冷却至室温，减压浓缩至干，得粗品；
步骤5、将残留的固体溶解在900 ml冰水中，用K2C03调pH=8，过滤收集生成的固体，纯水洗涤3次，得医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯。
所述的Cu2O@HKUST-1纳米催化剂制备方法如下：
步骤1、将0.0715g Cu2O溶于40m1苯甲醇中，超声分散，配成溶液A；将0.1407g 1,3,5-H3BTC溶于乙醇中，超声分散，配成溶液B；
步骤2、将B液置于80℃的油浴锅中，恒温搅拌5分钟，再将1,3,5-H3BTC的乙醇溶液倒入氧化亚铜的苯甲醇溶液中搅拌反应2.5小时，得到墨绿色溶液；
步骤3、将上述墨绿色溶液离心，用两倍的无水乙醇洗涤3次，放置于50℃烘箱烘干，干燥后得到墨绿色固体粉末状Cu2O@HKUST-1纳米催化剂。
实施例2
步骤4、在装有回流冷凝管的250 ml三口烧瓶中加入80.5g溴代丙酮酸乙酯、46.7g硫脲、
500g乙醇和2.0g Cu2O@HKUST-1纳米催化剂加热至回流，保温反应3h，反应完毕冷却至室温，减压浓缩至干，得粗品；其余步骤同实施例1。
实施例3
步骤4、在装有回流冷凝管的250 ml三口烧瓶中加入70.5g溴代丙酮酸乙酯、46.7g硫脲、
500g乙醇和2.0g Cu2O@HKUST-1纳米催化剂加热至回流，保温反应3h，反应完毕冷却至室温，减压浓缩至干，得粗品；其余步骤同实施例1。
实施例4
步骤4、在装有回流冷凝管的250 ml三口烧瓶中加入60.5g溴代丙酮酸乙酯、46.7g硫脲、
500g乙醇和2.0g Cu2O@HKUST-1纳米催化剂加热至回流，保温反应3h，反应完毕冷却至室温，减压浓缩至干，得粗品；其余步骤同实施例1。
实施例5
步骤4、在装有回流冷凝管的250 ml三口烧瓶中加入50.5g溴代丙酮酸乙酯、46.7g硫脲、
500g乙醇和2.0g Cu2O@HKUST-1纳米催化剂加热至回流，保温反应3h，反应完毕冷却至室温，减压浓缩至干，得粗品；其余步骤同实施例1。
实施例6
步骤4、在装有回流冷凝管的250 ml三口烧瓶中加入40.5g溴代丙酮酸乙酯、46.7g硫脲、
500g乙醇和2.0g Cu2O@HKUST-1纳米催化剂加热至回流，保温反应3h，反应完毕冷却至室温，减压浓缩至干，得粗品；其余步骤同实施例1。
实施例7
步骤4、在装有回流冷凝管的250 ml三口烧瓶中加入30.5g溴代丙酮酸乙酯、46.7g硫脲、
500g乙醇和2.0g Cu2O@HKUST-1纳米催化剂加热至回流，保温反应3h，反应完毕冷却至室温，减压浓缩至干，得粗品；其余步骤同实施例1。
实施例8
步骤4、在装有回流冷凝管的250 ml三口烧瓶中加入90.5g溴代丙酮酸乙酯、36.7g硫脲、
500g乙醇和2.0g Cu2O@HKUST-1纳米催化剂加热至回流，保温反应3h，反应完毕冷却至室温，减压浓缩至干，得粗品；其余步骤同实施例1。
实施例9
步骤4、在装有回流冷凝管的250 ml三口烧瓶中加入90.5g溴代丙酮酸乙酯、16.7g硫脲、
500g乙醇和2.0g Cu2O@HKUST-1纳米催化剂加热至回流，保温反应3h，反应完毕冷却至室温，减压浓缩至干，得粗品；其余步骤同实施例1。
实施例10
步骤4、在装有回流冷凝管的250 ml三口烧瓶中加入90.5g溴代丙酮酸乙酯、6.7g硫脲、
500g乙醇和2.0g Cu2O@HKUST-1纳米催化剂加热至回流，保温反应3h，反应完毕冷却至室温，减压浓缩至干，得粗品；其余步骤同实施例1。
对照例1
与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤1中，浓硫酸用稀硫酸取代，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例2
与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤1中，不再加入浓硫酸，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例3
与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤2中，搅拌下滴入5.8 g溴素，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例4
与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤2中，不再加入溴素，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例5
与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤4中，用Cu2O取代Cu2O@HKUST-1纳米催化剂，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例6
与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤4中，不再加入催化剂，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例7
与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤5中，调节PH=3；其余步骤与实施例1完全相同。
对照例8
与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤5中，调节PH=12；其余步骤与实施例1完全相同。
对照例9
与实施例1不同点在于：催化剂制备步骤1中，Cu2O和1,3,5-H3BTC摩尔比为1:10，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例10
与实施例1不同点在于：催化剂制备步骤1中，Cu2O和1,3,5-H3BTC摩尔比为10:1，其余步骤与实施例1完全相同。
实施例和对照例不同条件下的反应结果如表所示
2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯收率/%
实施例1 96.5
实施例2 81.4
实施例3 84.5
实施例4 80.3
实施例5 67.1
实施例6 71.3
实施例7 61.1
实施例8 53.0
实施例9 58.2
实施例10 62.5
对照例1 53.3
对照例2 36.1
对照例3 47.9
对照例4 40.7
对照例5 34.0
对照例6 59.8
对照例7 46.4
对照例8 40.7
对照例9 54.3
对照例10 41.7
实验结果表明催化剂对溴代丙酮酸乙酯环合反应具有良好的催化效果，在反应条件一定时，中间体收率越高，催化性能越好，反之越差；在溴代丙酮酸乙酯、硫脲质量比为2：1时，其他配料固定，合成效果最好，与实施例1不同点在于，实施例2至实施例10分别改变主要原料溴代丙酮酸乙酯、硫脲的用量和配比，对合成产物的收率有不同的影响；对照例1至对照例 2不再加入浓硫酸并用稀硫酸取代，其他步骤完全相同，导致产物收率明显降低，说明浓酸催化对溴代丙酮酸乙酯的收率影响很大；对照例3至对照例4降低溴素的使用量，不再添加卤素取代，效果依然不好，说明合成过程卤素取代很重要；对照例5至对照例6不再使用纳米催化剂并用Cu2O取代，使得产物得收率降低，反应效果明显变差，说明催化剂对反应的活性影响很大；对照例7至对照例8分别降低和提高混合液PH，产物的结构稳定性发生变化，催化效果明显变差，产物收率依然不高；对照例9至对照例10，改变Cu2O和1,3,5-H3BTC摩尔比效果依然不好，说明二者的配比对催化剂合成影响很大；因此使用本发明的催化剂对医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯合成反应具有优异的催化效果。

Claims (2)

1.一种医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯的合成方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1、在装有恒压滴液漏斗和温度计的500ml三口瓶中依次加入丙酮酸乙酯、二氯甲烷、浓硫酸，搅拌溶液；
步骤2、水浴加热至40℃，搅拌下滴入溴素，控制加入速度，待前一滴反应完全即完全褪色后，再加入下一滴，控制反应温度在40℃左右；
步骤3、滴加完后，保温反应30min，减压蒸馏，收集100-120℃的馏分，得溴代丙酮酸乙酯；
步骤4、在装有回流冷凝管的250 ml三口烧瓶中加入溴代丙酮酸乙酯、硫脲、
乙醇和Cu2O@HKUST-1纳米催化剂加热至回流，保温反应3h，反应完毕冷却至室温，减压浓缩至干，得粗品；
步骤5、将残留的固体溶解在冰水中，用K2C03调pH=8，过滤收集生成的固体，纯水洗涤3次，得医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯。
2.根据权利要求1所述一种医药中间体2-氨基噻唑-4-甲酸乙酯的合成方法，其特征在于,
所述的Cu2O@HKUST-1纳米催化剂制备方法如下：
步骤1、将Cu2O溶于40m1苯甲醇中，超声分散，配成溶液A；将1,3,5-H3BTC溶于乙醇中，超声分散，配成溶液B；
步骤2、将B液置于80℃的油浴锅中，恒温搅拌5分钟，再将1,3,5-H3BTC的乙醇溶液倒入氧化亚铜的苯甲醇溶液中搅拌反应2.5小时，得到墨绿色溶液；
步骤3、将上述墨绿色溶液离心，用两倍的无水乙醇洗涤3次，放置于50℃烘箱烘干，干燥后得到墨绿色固体粉末状Cu2O@HKUST-1纳米催化剂。
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