CN108752352B - 一种盐酸齐帕特罗的合成方法 - Google Patents

一种盐酸齐帕特罗的合成方法 Download PDF

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Abstract

为实现上述目的,本发明提供一种盐酸齐帕特罗的合成方法,包括如下步骤:(1)化合物(h)在镍基催化剂作用下加氢得到6‑氨基苯并咪唑啉酮并氮卓‑7‑酮(化合物k);(2)6‑氨基苯并咪唑啉酮并氮卓‑7‑酮与2‑溴丙烷烷基化反应得到6‑异丙胺基苯并咪唑啉酮并氮卓‑7‑酮(化合物m);(3)6‑异丙胺基苯并咪唑啉酮并氮卓‑7‑酮还原得到齐帕特罗。本发明所述方法使用不需要高压条件、成本更加低廉、操作更加简便,适合工业化大生产。

Description

一种盐酸齐帕特罗的合成方法
技术领域
本发明涉及化学合成领域,具体涉及一种盐酸齐帕特罗的合成方法。
背景技术
盐酸齐帕特罗是一种β-肾上腺素受体激动剂。现行合成方法大多采用美国专利US4585770A的合成路线(1986年):
(1)以邻苯二胺(a)为起始物料与乙酰乙酸乙酯在二甲苯中,氢氧化钾作催化剂,合成异丙烯基苯并咪唑啉酮(b);
(2)异丙烯基苯并咪唑啉酮(b)与溴代丁酸乙酯缩合反应生成N-异丙烯基苯并咪唑啉酮-N’-丁酸乙酯(c);
(3)N-异丙烯基苯并咪唑啉酮-N’-丁酸乙酯(c)碱性水解得N-异丙烯基苯并咪唑啉酮-N’-丁酸(d);
(4)N-异丙烯基苯并咪唑啉酮-N’-丁酸(d)经酸性水解去除异丙烯基得到N-丁酸苯并咪唑啉酮(e);
(5)N-丁酸苯并咪唑啉酮(e)经氯化亚砜(或草酰氯、光气、三氯化磷等)酰氯化成N-丁酰氯苯并咪唑啉酮(f);
(6)N-丁酰氯苯并咪唑啉酮(f)在三氯化铝存在下经付克环合水解得到苯并咪唑啉酮氮卓酮(g);
(7)苯并咪唑啉酮氮卓酮(g)在DMF溶液中,与亚硝酸钠和盐酸反应生成苯并咪唑啉酮氮卓酮肟(h);
(8)苯并咪唑啉酮氮卓酮肟(h)在碱性水溶液中以钯炭催化加氢得到6-氨基-7-羟基苯并咪唑啉酮并氮卓环(i);
(9)6-氨基-7-羟基苯并咪唑啉酮并氮卓环(i)与丙酮缩合成6-异丙叉氨基-7-羟基苯并咪唑啉酮并氮卓环(j);
(10)6-异丙叉氨基-7-羟基苯并咪唑啉酮并氮卓环(j)再经钯炭催化加氢得到齐帕特罗的游离碱(Zilpaterol);
(11)齐帕特罗的游离碱(Zilpaterol)与氯化氢在水或溶剂中合成齐帕特罗盐酸盐(Zilpaterol·HCl)。
该路线中的有两步加氢,尤其第一步加氢需要采用强碱性介质,对钯炭催化剂的伤害极大,存在催化剂用量大、套用性能差等诸多缺陷,致使成本难以承受,市场竞争性差。
中国专利CN201310439858介绍了一种盐酸齐帕特罗的合成方法,尽管路线和上述美国专利基本雷同,但在这两步加氢中采用复合溶剂DMF+甲醇,避免了强碱对催化剂的伤害,两步的催化剂可分别进行套用,催化剂成本大为下降。但是虽然在第一步加氢中,将6位的肟(羟亚胺基)成氨基相对容易,但将7位的酮羰基还原成羟基所需活化能非常大,需较高的氢气压力(2~5MPa),对设备要求较高且存在安全隐患。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明目的在于提供一种盐酸齐帕特罗的合成方法,成本进一步降低且操作更加安全简便。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案具体为一种盐酸齐帕特罗的合成方法,包括如下步骤:
(1)化合物(h)在镍基催化剂作用下加氢得到6-氨基苯并咪唑啉酮并氮卓-7-酮(化合物k);
(2)6-氨基苯并咪唑啉酮并氮卓-7-酮与2-溴丙烷烷基化反应得到6-异丙胺基苯并咪唑啉酮并氮卓-7-酮(化合物m);
(3)6-异丙胺基苯并咪唑啉酮并氮卓-7-酮还原得到齐帕特罗。
本发明步骤(1)的镍基催化剂为例如雷尼镍的常用负载镍催化剂,催化剂在反应结束后可以过滤回收浸泡于甲醇中封闭好下次套用。
本发明步骤(1)镍基催化剂的加入量优选为化合物(h)重量的0.02~0.15倍。
本发明步骤(1)中催化反应的溶剂优选用甲醇/DMF混合溶剂,进一步优选的,甲醇与DMF的体积比为1~9:1,更优选为2~8:1,最优选为2.5:1。发明人发现在此配比范围的混合溶剂可以避免产物形成“包晶”现象,有利于反应的进行。
本发明步骤(1)中催化反应的溶剂加入量优选为化合物(h)重量的10~30倍,进一步优选为10~18倍,更优选为12~15倍。
本发明步骤(1)中在镍基催化剂作用下加氢具体优选为:在20~60℃下通入氢气,控制压力1~2MPa,反应2~20小时;进一步优选的温度为30~45℃;进一步优选的压力为1.2~1.5MPa;进一步优选的反应时间为3~18小时,更优选为4~8小时。
本发明步骤(1)反应结束后可以在不超过50℃下真空脱除低馏分至无馏分后得化合物(k)的DMF溶液,直接转入下一步烷基化反应。
本发明步骤(2)中2-溴丙烷加入量优选为化合物(h)重量的0.55~1倍,进一步优选为0.7~0.9倍,更优选为0.8倍。
本发明还提供一种优选的具体步骤(2):化合物6-氨基苯并咪唑啉酮并氮卓-7-酮中加入碱,在40~60℃下滴加2-溴丙烷,滴加结束后升温回流0.4~0.6小时,蒸出多余2-溴丙烷,过滤洗涤,滤液中加水,调pH至1~1.8析晶,过滤洗涤干燥,得化合物(m)。
本发明步骤(2)中的碱为无水碳酸钾;加入量为化合物(h)重量的0.5~1.5倍。
本发明步骤(2)中2-溴丙烷的滴加时长为0.5~3小时,优选0.5~2.5小时,更优选2小时。滴加温度优选为50℃。
本发明还提供一种优选的具体步骤(3):6-异丙胺基苯并咪唑啉酮并氮卓-7-酮中与溶剂混合搅拌升温至回流溶解,降温至10~40℃,加入还原剂,升温至回流反应1~3小时;加水,升温减压回收甲醇,调节pH9~12析出固体,过滤干燥得齐帕特罗游离碱。
本发明步骤(3)还原所用的溶剂为四氢呋喃或醇类溶剂;所述醇类溶剂可以为甲醇、乙醇或丙醇等,优选为甲醇。
本发明步骤(3)还原所用的还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾;还原剂的加入量为化合物(h)重量的0.1~1倍,优选为0.1~0.7倍,更优选为0.2倍。
本发明步骤(3)降温的优选温度为35℃,pH调节优选为10.5。
本发明相对于现有技术的优势:
(1)本发明使用价格低廉、活性低的雷尼镍催化加氢,先将肟(羟亚胺基)还原成氨基,避免使用昂贵的钯炭催化剂,且不需要高压(<2MPa),成本进一步降低,操作更加安全简便。
(2)第二次加氢过程将7位的酮羰基还原成羟基,无需高压条件,操作更加简便,适合工业化大生产。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料,如无特殊说明,均为自常规生化试剂商店购买得到的。
实施例1
本实施例提供的一种盐酸齐帕特罗的合成方法,具体步骤如下:
1、加氢
在带搅拌的容器中加入化合物(h)Z克;接着加入混合溶剂(甲醇/DMF=1~9,优选2~8,最佳2.5),混合溶剂的量为10~30Z克(优选10~18倍,最佳12~15倍),室温下搅拌半小时成浆状,加入到加氢釜中,用少量甲醇(0.75Z克)洗涤容器并入加氢釜中;加入经甲醇洗涤过的雷尼镍催化剂,加入量为0.02~0.15Z克。加盖封闭检漏后用氮气置换三次(高压0.5MPa低压0.1MPa),再用氢气置换三次(高压0.5MPa低压0.1MPa)后,在20~60℃(最佳30~45℃)下通入氢气,控制釜内压力1-2MPa(表压,最佳1.2-1.5MPa),反应2~20小时(3~18小时,最佳4~8小时)釜内压力不再变化,完成加氢反应。
过滤去除催化剂,将催化剂浸泡于甲醇中封闭好下次套用。不超过50℃下真空脱除低馏分,至无馏分后得化合物(k)的DMF溶液,转入烷基化。
2、N-烷基化
将上一步溶液转入烷基化反应瓶,加入0.5~1.5Z克的无水碳酸钾,控制温度50℃,滴加2-溴丙烷0.55~1Z(最佳0.8Z),耗时0.5~3小时(优选0.5~2.5小时,最佳2小时)。滴加结束后升温回流0.5小时,蒸出多余的2-溴丙烷。
将反应液过滤除盐,滤饼用0.3Z克的DMF洗涤。滤液合并转入反应瓶中,搅拌下向瓶中滴加水,水量为2~10Z克(优选2~7Z,最佳3~5Z)。
滴加30%盐酸调整pH 1~1.8析出浅黄色固体,过滤,滤饼用5Z克的水洗涤,于50℃真空干燥5~20小时(优选8~15小时,最佳10小时)至干燥失重小于0.5%以下,得化合物(m)。
3、还原
向反应釜中加入10~30Z克的甲醇(优选15~20Z,最佳16Z),投入上批干燥的烷基化产物,搅拌升温至回流溶解,降温至10~40℃(最佳35℃),分批加入硼氢化钠固体0.1~1Z克(优选0.1~0.7Z,最佳0.2Z),硼氢化钠加料结束后,升温至回流继续反应2小时。
于40℃搅拌下向反应釜中滴加1~8Z(优选2~5Z,最佳3Z)的水,升温至50℃减压回收甲醇,用30%的氢氧化钠调节pH 9-12(最佳10.5),析出固体,过滤干燥(70℃/-0.09MPa)得类白色齐帕特罗的游离碱(Zilpaterol)。
实施例2
按照实施例1所述方法,具体的,40克化合物(h),480克溶剂(80克甲醇,400克DMF),搅拌溶解成浆状,加入高压釜中,加入甲醇洗涤三次的雷尼镍5克,盖严后氮气置换三次、氢气置换三次,于35±2℃、1.5MPa反应6小时。结束后过滤、减压蒸馏得化合物(k)的DMF溶液445克。
转入烷基化反应瓶,加入36克碳酸钾,搅拌分散均匀后,滴加2-溴丙烷36克,按上述方法至反应结束后蒸出多余的2-溴丙烷。过滤除去碳酸钾和溴化钾的混合物,用15克DMF洗涤滤饼。滤液合并加入新的1000毫升烧瓶,搅拌滴加纯化水250克,然后用30%盐酸调节pH1.5,过滤干燥得化合物(m)52克,主含量98.3%,收率93%。
反应瓶中加甲醇800克,化合物(m)52克,升温溶解后降温至30℃,分批加入硼氢化钠10克,回流反应2小时。取样分析化合物(m)消耗完毕到反应终点。向瓶中滴加150克纯化水,50℃减压回收甲醇,用30%的氢氧化钠调节pH10.5,析出固体,过滤干燥得齐帕特罗游离碱48克,收率91.6%。
三步总收率85.2%。
实施例3
按照实施例1所述方法,具体的,50克化合物(h),60克溶剂(15克甲醇,45克DMF),搅拌溶解成浆状,加入高压釜中,加入甲醇洗涤三次的雷尼镍5克,盖严后氮气置换三次、氢气置换三次,于35±2℃、1.5MPa反应6小时。结束后过滤、减压蒸馏得化合物(k)的DMF溶液94克。
转入烷基化反应瓶,加入38克碳酸钾,补加20克DMF,搅拌分散均匀后,滴加2-溴丙烷38克,按上述方法至反应结束后蒸出多余的2-溴丙烷。过滤除去碳酸钾和溴化钾的混合物,用15克DMF洗涤滤饼。滤液合并滴加入准备好250克水的烧瓶中,用30%盐酸调节pH1.5,过滤干燥得化合物(m)51克,主含量98.5%,收率91%。
反应瓶中加甲醇800克,化合物(m)51克,升温溶解后降温至30℃,分批加入硼氢化钠13克,回流反应2小时。取样分析化合物(m)消耗完毕到反应终点。向瓶中滴加150克纯化水,50℃减压回收甲醇,用30%的氢氧化钠调节pH11,析出固体,过滤干燥得齐帕特罗游离碱47克,收率91.5%。
三步总收率83.3%
实施例4
按照实施例1所述方法,具体的,50克化合物(h),60克溶剂(20克甲醇,40克DMF),搅拌溶解成浆状,加入高压釜中,加入甲醇洗涤三次的雷尼镍5克,盖严后氮气置换三次、氢气置换三次,于35±2℃、1.5MPa反应6小时。结束后过滤、减压蒸馏得化合物(k)的DMF溶液89克。
转入烷基化反应瓶,加入40克碳酸钾,补加20克DMF,搅拌分散均匀后,滴加2-溴丙烷40克,按上述方法至反应结束后蒸出多余的2-溴丙烷。过滤除去碳酸钾和溴化钾的混合物,用15克DMF洗涤滤饼。滤液合并滴加入准备好250克水的烧瓶中,用30%盐酸调节pH1.5,过滤干燥得化合物(m)52克,主含量98.5%,收率93%。
反应瓶中加甲醇800克,化合物(m)51克,升温溶解后降温至30℃,分批加入硼氢化钠15克,回流反应2小时。取样分析化合物(m)消耗完毕到反应终点。向瓶中滴加150克纯化水,50℃减压回收甲醇,用30%的氢氧化钠调节pH11,析出固体,过滤干燥得齐帕特罗游离碱46克,收率87.8%。
三步总收率81.4%
实施例5
按照实施例1所述方法,具体的,50克化合物(h),60克溶剂(20克甲醇,40克DMF),搅拌溶解成浆状,加入高压釜中,加入甲醇洗涤三次的雷尼镍5克,盖严后氮气置换三次、氢气置换三次,于35±2℃、1.5MPa反应6小时。结束后过滤、减压蒸馏得化合物(k)的DMF溶液89克。
转入烷基化反应瓶,加入40克碳酸钾,补加20克DMF,搅拌分散均匀后,滴加2-溴丙烷40克,按上述方法至反应结束后蒸出多余的2-溴丙烷。过滤除去碳酸钾和溴化钾的混合物,用15克DMF洗涤滤饼。滤液合并滴加入准备好250克水的烧瓶中,用30%盐酸调节pH1.5,过滤干燥得化合物(m)52克,主含量98.5%,收率93%。
反应瓶中加甲醇800克,化合物(m)51克,升温溶解后降温至30℃,分批加入硼氢化钠15克,回流反应2小时。取样分析化合物(m)消耗完毕到反应终点。向瓶中滴加150克纯化水,50℃减压回收甲醇,用30%的氢氧化钠调节pH11,析出固体,过滤干燥得齐帕特罗游离碱46克,收率87.8%。
三步总收率81.4%。

Claims (21)

1.一种盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)化合物(h)在镍基催化剂作用下加氢得到6-氨基苯并咪唑啉酮并氮卓-7-酮(化合物k);
(2)6-氨基苯并咪唑啉酮并氮卓-7-酮与2-溴丙烷烷基化反应得到6-异丙胺基苯并咪唑啉酮并氮卓-7-酮(化合物m);
(3)6-异丙胺基苯并咪唑啉酮并氮卓-7-酮还原得到齐帕特罗。
2.根据权利要求1所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于步骤(1)镍基催化剂的加入量为化合物(h)重量的0.02~0.15倍。
3.根据权利要求1所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于催化反应的溶剂用甲醇/DMF混合溶剂,其中甲醇与DMF的体积比为1~9:1;溶剂加入量为化合物(h)重量的10~30倍。
4.根据权利要求3所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于催化反应的溶剂用甲醇/DMF混合溶剂,其中甲醇与DMF的体积比为2~8:1;溶剂加入量为化合物(h)重量的10~18倍。
5.根据权利要求4所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于催化反应的溶剂用甲醇/DMF混合溶剂,其中甲醇与DMF的体积比为2.5:1;溶剂加入量为化合物(h)重量的12~15倍。
6.根据权利要求1所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于步骤(1)具体为:在20~60℃下通入氢气,控制压力1~4MPa,反应2~20小时。
7.根据权利要求6所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于步骤(1)具体为:温度为30~45℃;压力为1.2~1.5MPa;反应时间为3~18小时。
8.根据权利要求7所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于步骤(1)反应时间为4~8小时。
9.根据权利要求1所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于步骤(2)中2-溴丙烷加入量为化合物(h)重量的0.55~1倍。
10.根据权利要求9所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于步骤(2)中2-溴丙烷加入量为化合物(h)重量的0.7~0.9倍。
11.根据权利要求10所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于步骤(2)中2-溴丙烷加入量为化合物(h)重量的0.8倍。
12.根据权利要求1所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于步骤(2)具体为:化合物6-氨基苯并咪唑啉酮并氮卓-7-酮中加入碱,在40~60℃下滴加2-溴丙烷,滴加结束后升温回流0.4~0.6小时,蒸出多余2-溴丙烷,过滤洗涤,滤液中加水,调pH至1~1.8析晶,过滤洗涤干燥,得化合物(m)。
13.根据权利要求12所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于步骤(2)中的碱为无水碳酸钾;加入量为化合物(h)重量的0.5~1.5倍;2-溴丙烷的滴加时长为0.5~3小时;滴加温度为50℃。
14.根据权利要求13所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于步骤(2)中2-溴丙烷的滴加时长为0.5~2.5小时。
15.根据权利要求14所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于步骤(2)中2-溴丙烷的滴加时长为2小时。
16.根据权利要求1所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于步骤(3)具体为:6-异丙胺基苯并咪唑啉酮并氮卓-7-酮中与溶剂混合搅拌升温至回流溶解,降温至10~40℃,加入还原剂,升温至回流反应1~3小时;加水,升温减压回收甲醇,调节pH9~12析出固体,过滤干燥得齐帕特罗游离碱。
17.根据权利要求16所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于步骤(3)还原所用的溶剂为四氢呋喃或醇类溶剂;所述醇类溶剂为甲醇、乙醇或丙醇;降温的温度为35℃,pH调节为10.5。
18.根据权利要求17所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于所述醇类溶剂为甲醇。
19.根据权利要求16所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾;还原剂的加入量为化合物(h)重量的0.1~1倍。
20.根据权利要求19所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于还原剂的加入量为化合物(h)重量的0.1~0.7倍。
21.根据权利要求20所述的盐酸齐帕特罗的合成方法,其特征在于还原剂的加入量为化合物(h)重量的0.2倍。
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