CN110655491B - 一种2-氨基嘧啶-5-甲酸酯的简便制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种2‑氨基嘧啶‑5‑甲酸酯的简便制备方法。以2‑甲基丙烯酸酯为原料,依次和卤代试剂1经取代反应、与卤代试剂2经加成反应得到2,3,3‑三卤代‑2‑卤代甲基丙酸酯,所得2,3,3‑三卤代‑2‑卤代甲基丙酸酯和胍盐缩合制备2‑氨基嘧啶‑5‑甲酸酯。本发明方法所用原料廉价易得,成本低;制备方法简单,条件易于实现,操作安全性好;废水产生量少,绿色环保;目标产物收率和纯度高,适合工业化生产。

Description

一种2-氨基嘧啶-5-甲酸酯的简便制备方法
技术领域
本发明涉及一种2-氨基嘧啶-5-甲酸酯的简便制备方法,属于医药化学技术领域。
背景技术
2-氨基嘧啶-5-甲酸酯可用于制备库潘尼西(Copanlisib),是一类重要的嘧啶衍生物,其结构式如下:
Figure BDA0001713730410000011
目前报道的2-氨基嘧啶-5-甲酸酯多以3,3-二甲氧基丙酸甲酯为起始原料,例如中国专利文献CN106103434A利用3,3-二甲氧基丙酸甲酯与甲酸甲酯进行亲核加成消除反应制备(1Z)-2-(二甲氧甲基)-3-甲氧基-3-氧丙-1-烯-1醇钠关键中间体,然后和盐酸胍反应制得2-氨基嘧啶-5-甲酸酯,收率为50%,描述为如下合成路线1。
Figure BDA0001713730410000012
合成路线1
但该合成路线1需要用到氢化钠,对反应条件和操作要求较高,操作不当容易发生冲料甚至爆炸,操作安全性差;总收率低,不利于工业化生产应用;后处理产生大量废水,不利于环保。
美国专利文献US6153752A以3,3-二甲氧基-2-二甲氧基甲基-丙酸酯为原料和胍盐酸盐反应来制备2-氨基嘧啶-5-甲酸酯,收率为63%,描述为如下合成路线2。
Figure BDA0001713730410000013
合成路线2
尽管上述合成路线2一步就得到目标产物,但是所用原料3,3-二甲氧基-2-二甲氧基甲基丙酸酯价格高,不易获得,无工业化价值。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提供一种2-氨基嘧啶-5-甲酸酯的制备方法。本发明方法所用原料廉价易得,成本低;制备方法简单,条件易于实现,操作安全性好;废水产生量少,绿色环保;目标产物收率和纯度高,适合工业化生产。
本发明的技术方案如下:
一种2-氨基嘧啶-5-甲酸酯的制备方法,包括步骤:
(1)通过使2-甲基丙烯酸酯与卤代试剂1发生取代反应、与卤代试剂2发生加成反应制备2,3,3-三卤代-2-卤代甲基丙酸酯;
(2)通过使2,3,3-三卤代-2-卤代甲基丙酸酯和胍盐缩合制备2-氨基嘧啶-5-甲酸酯。
根据本发明优选的,步骤(1)中,2-甲基丙烯酸酯与卤代试剂1的取代反应、与卤代试剂2的加成反应均是于溶剂A中进行;所述取代反应是于取代反应催化剂1作用下进行,加成反应是于加成反应催化剂2作用下进行。
优选的,所述溶剂A为二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、四氯化碳、乙腈、氯苯之一或组合;所述溶剂A的质量和2-甲基丙烯酸酯的质量比为(2.0-20.0):1;进一步优选的,所述溶剂A的质量和2-甲基丙烯酸酯的质量比为(5.0-15.0):1。
优选的,所述取代反应催化剂1为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈,取代反应催化剂1的质量是2-甲基丙烯酸酯质量的0.1-5.0%;进一步优选的,所述取代反应催化剂1的质量是2-甲基丙烯酸酯质量的1-3%;加成反应催化剂2为质子酸或路易斯酸,优选为氢溴酸、盐酸、三氯化铁、二氯化铁、氯化锌、氯化铜或氯化亚铜;进一步优选的,加成反应催化剂2的质量是2-甲基丙烯酸酯质量的0.1-5.0%;最优选的,所述加成反应催化剂2的质量是2-甲基丙烯酸酯质量的1.0-2.0%。
优选的,2-甲基丙烯酸酯与卤代试剂1的取代反应结束后,向体系中加入取代反应催化剂1的消除剂,以消除取代反应催化剂1,避免在后续加成反应时进行取代反应;所述消除剂的质量是取代反应催化剂1质量的20-40%;所述消除剂为N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺或N,N-二乙基甲酰胺。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述2-甲基丙烯酸酯为2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸异丙酯、2-甲基丙烯酸叔丁酯或2-甲基丙烯酸苄酯。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述卤代试剂1为卤素单质、N-溴代丁二酰亚胺、N-氯代丁二酰亚胺;所述卤代试剂1和2-甲基丙烯酸酯的摩尔比为(0.5~2.5):1。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述卤代试剂2为氯气或溴素;所述卤代试剂2和2-甲基丙烯酸酯的摩尔比为(0.5~1.5):1。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述取代反应温度为30~90℃;优选的,所述取代反应温度为50-70℃。取代反应时间为2~8小时。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述加成反应温度为10~80℃;优选的,所述加成反应温度为30-60℃。加成反应时间为2~8小时。
根据本发明优选的,步骤(2)中,2,3,3-三卤代-2-卤代甲基丙酸酯和胍盐的缩合反应是于溶剂B中,碱作用下进行的。
优选的,所述溶剂B为二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、四氯化碳、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇之一或组合;所述溶剂B的质量和2-甲基丙烯酸酯的质量比为(8.0-25.0):1;进一步优选的,所述溶剂B的质量和2-甲基丙烯酸酯的质量比为(12.0-18.0):1。
优选的,所述碱为无机碱或有机碱,无机碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸钙、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸氢钙、醋酸钾、醋酸钠、醋酸钙之一或组合,有机碱选自三甲胺、三乙胺、三正丁胺之一或组合;所述碱和2-甲基丙烯酸酯的摩尔比为(1.0~6.0):1。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述胍盐为硝酸胍或盐酸胍;所述胍盐和2-甲基丙烯酸酯的摩尔比为(1.0~3.0):1。
根据本发明优选的,步骤(2)中所述缩合反应温度为20~100℃;优选的,所述缩合反应温度为40-80℃。缩合反应时间为2~10小时。
根据本发明优选的,步骤(1)和步骤(2)为“一锅法”进行,中间产物不经分离。
本发明的方法描述为以下合成路线2:
Figure BDA0001713730410000031
合成路线2
其中,R为甲基、乙基、异丙基、叔丁基或苄基;X1、X2为Cl或Br,X1和X2相同或不同。
本发明的技术特点和有益效果:
1、本发明以2-甲基丙烯酸酯为原料,依次和卤代试剂1经取代反应、与卤代试剂2经加成反应得到2,3,3-三卤代-2-卤代甲基丙酸酯,所得2,3,3-三卤代-2-卤代甲基丙酸酯和胍盐缩合制备2-氨基嘧啶-5-甲酸酯。
2、本发明方法所用原料价廉易得,成本低;工艺流程短,不需要使用氰化钠等试剂,操作简便、安全性好,条件温和、易于实现;本发明方法废水产生量少,绿色环保;目标产品收率和纯度高,收率可达87.5%,适于工业化生产。
3、本发明利用烯丙基位易于经由自由基取代进行卤代反应的特性,于烯丙基位引入两个卤素原子;然后于酸催化下进行卤素加成反应得到四卤代化合物;取代和加成反应的活性高,选择性专一。此后和胍盐的嘧啶环化反应易于进行,收率高。
具体实施方式
以下结合实施例详细说明了本发明,但本发明不仅局限于此。
实施例所用原料和试剂均为市售产品。实施例中所述“%”均为重量百分比,特别说明的除外。实施例中的收率均为摩尔收率。
实施例1:2-氨基嘧啶-5-甲酸乙酯的制备
向接有搅拌、温度计、回流冷凝管和20wt%氢氧化钠水溶液尾气吸收装置的500毫升四口烧瓶中,加入200克四氯化碳,22.8克(0.2摩尔)2-甲基丙烯酸乙酯,0.5克过氧化苯甲酰,搅拌下,于65-70℃间歇通入氯气,2小时共通入氯气29克,65-70℃搅拌反应3小时,然后氮气鼓泡1小时置换残余氯气和氯化氢。冷却至室温,加入0.15克N,N-二甲基甲酰胺,以消除过氧化苯甲酰;间歇通入氯气,控制温度不超过40℃,2小时共通入氯气15克,40-45℃搅拌反应5小时。蒸馏回收四氯化碳,加入300克75wt%乙醇,30克硝酸胍,80克碳酸钾,70-75℃搅拌反应4小时,蒸馏蒸出乙醇和水,向剩余物中加入120克二氯甲烷,加热,40-45℃搅拌1小时,趁热过滤,回收二氯甲烷,得到28.6克白色粉末结晶2-氨基嘧啶-5-甲酸乙酯,收率85.5%,液相纯度99.1%。
所得产物的核磁数据如下:
1HNMR(氘代DMSO,δ,ppm):8.55(s,2H),4.16(q,2H),3.6(b,2H,NH2),1.28(t,3H)
实施例2:2-氨基嘧啶-5-甲酸甲酯的制备
向接有搅拌、温度计、回流冷凝管和20wt%氢氧化钠水溶液尾气吸收装置的500毫升四口烧瓶中,加入200克四氯化碳,20.0克(0.2摩尔)2-甲基丙烯酸甲酯,0.5克过氧化苯甲酰,搅拌下,于65-70℃间歇通入氯气,2小时共通入氯气29克,65-70℃搅拌反应3小时,然后氮气鼓泡1小时置换残余氯气和氯化氢。冷却至室温,加入0.15克N,N-二甲基甲酰胺,以消除过氧化苯甲酰;间歇通入氯气,控制温度不超过40℃,2小时共通入氯气15克,40-45℃搅拌反应5小时。蒸馏回收四氯化碳,加入300克甲醇,45克氢氧化钠,30克硝酸胍,60-65℃搅拌反应4小时,蒸馏蒸出甲醇,向剩余物中加入120克二氯甲烷,加热,40-45℃搅拌1小时,趁热过滤,回收二氯甲烷,得到26.8克白色粉末结晶2-氨基嘧啶-5-甲酸甲酯,收率87.5%,液相纯度99.3%。
实施例3:2-氨基嘧啶-5-甲酸乙酯的制备
向接有搅拌、温度计、回流冷凝管和20wt%氢氧化钠水溶液尾气吸收装置的500毫升四口烧瓶中,加入250克四氯化碳,22.8克(0.2摩尔)2-甲基丙烯酸乙酯,0.5克过氧化苯甲酰,36.0克N-溴代丁二酰亚胺,65-70℃搅拌反应5小时,冷却至10-15℃,过滤,将滤液转移至带有搅拌、温度计、回流冷凝管和恒压低液漏斗的四口烧瓶中,加入0.15克N,N-二甲基甲酰胺,以消除过氧化苯甲酰;于50-60℃滴加32.0克溴素和50克四氯化碳溶液,约1小时滴毕,55-60℃搅拌反应3小时。蒸馏回收四氯化碳,加入300克75wt%乙醇,30克硝酸胍,80克碳酸钾,50-55℃搅拌反应4小时,蒸馏蒸出乙醇和水,向剩余物中加入120克二氯甲烷,加热,40-45℃搅拌1小时,趁热过滤,回收二氯甲烷,得到28.9克白色粉末结晶2-氨基嘧啶-5-甲酸乙酯,收率86.4%,液相纯度99.5%。
实施例4:2-氨基嘧啶-5-甲酸乙酯的制备
向接有搅拌、温度计、回流冷凝管和20wt%氢氧化钠水溶液尾气吸收装置的500毫升四口烧瓶中,加入200克四氯化碳,22.8克(0.2摩尔)2-甲基丙烯酸乙酯,0.5克过氧化苯甲酰,29.5克N-氯代丁二酰亚胺,65-70℃搅拌反应5小时,冷却至10-15℃,过滤,将滤液转移至带有搅拌、温度计、回流冷凝管和恒压低液漏斗的四口烧瓶中,冷却至室温,加入0.15克N,N-二甲基甲酰胺,以消除过氧化苯甲酰;间歇通入氯气,控制温度不超过40℃,2小时共通入氯气15克,45-50℃搅拌反应5小时。蒸馏回收四氯化碳,加入300克75wt%乙醇,30克硝酸胍,80克碳酸钾,70-75℃搅拌反应4小时,蒸馏蒸出乙醇和水,向剩余物中加入120克二氯甲烷,加热,40-45℃搅拌1小时,趁热过滤,回收二氯甲烷,得到28.5克白色粉末结晶2-氨基嘧啶-5-甲酸乙酯,收率85.2%,液相纯度99.2%。
对比例:2-氨基嘧啶-5-甲酸乙酯的制备
向接有搅拌、温度计、回流冷凝管和20wt%氢氧化钠水溶液尾气吸收装置的500毫升四口烧瓶中,加入200克四氯化碳,22.8克(0.2摩尔)2-甲基丙烯酸乙酯,0.5克过氧化苯甲酰,搅拌下,于65-70℃间歇通入氯气,2小时共通入氯气29克,65-70℃搅拌反应3小时,然后氮气鼓泡1小时置换残余氯气和氯化氢。冷却至室温30-40℃,间歇通入氯气,控制温度不超过40℃,2小时共通入氯气15克,40-45℃搅拌反应5小时。蒸馏回收四氯化碳,加入300克75wt%乙醇,30克硝酸胍,80克碳酸钾,70-75℃搅拌反应4小时,蒸馏蒸出乙醇和水,向剩余物中加入120克二氯甲烷,加热,40-45℃搅拌1小时,趁热过滤,回收二氯甲烷,得到23.5克白色粉末结晶2-氨基嘧啶-5-甲酸乙酯,收率70.3%,液相纯度98.3%。
由本对比例对比可知,N,N-二甲基甲酰胺的加入,即取代反应催化剂1的消除剂的加入,使其与过氧化苯甲酰反应,消除过氧化苯甲酰,以避免在加成反应时进行取代反应,从而提高了目标产物的收率和纯度。

Claims (8)

1.一种2-氨基嘧啶-5-甲酸酯的制备方法,包括步骤:
(1)通过使2-甲基丙烯酸酯与卤代试剂1发生取代反应、与卤代试剂2发生加成反应制备2,3,3-三卤代-2-卤代甲基丙酸酯;
2-甲基丙烯酸酯与卤代试剂1的取代反应、与卤代试剂2的加成反应均是于溶剂A中进行;所述取代反应是于取代反应催化剂1作用下进行,加成反应是于加成反应催化剂2作用下进行;
所述卤代试剂1为卤素单质、N-溴代丁二酰亚胺、N-氯代丁二酰亚胺;所述卤代试剂2为氯气或溴素;所述溶剂A为二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、四氯化碳、乙腈、氯苯之一或组合;所述取代反应催化剂1为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈;加成反应催化剂2为质子酸或路易斯酸;所述取代反应温度为30~90℃;所述加成反应温度为10~80℃;
(2)于溶剂B中,碱作用下,2,3,3-三卤代-2-卤代甲基丙酸酯和胍盐缩合制备2-氨基嘧啶-5-甲酸酯;
所述溶剂B为二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、四氯化碳、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇之一或组合;所述缩合反应温度为20~100℃。
2.根据权利要求1所述的2-氨基嘧啶-5-甲酸酯的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,包括以下条件中的一项或多项:
a、所述溶剂A的质量和2-甲基丙烯酸酯的质量比为(2.0-20.0):1;
b、取代反应催化剂1的质量是2-甲基丙烯酸酯质量的0.1-5.0%;加成反应催化剂2为氢溴酸、盐酸、三氯化铁、二氯化铁、氯化锌、氯化铜或氯化亚铜;加成反应催化剂2的质量是2-甲基丙烯酸酯质量的0.1-5.0%;
c、2-甲基丙烯酸酯与卤代试剂1的取代反应结束后,向体系中加入取代反应催化剂1的消除剂;所述消除剂的质量是取代反应催化剂1质量的20-40%;所述消除剂为N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺或N,N-二乙基甲酰胺。
3.根据权利要求1所述的2-氨基嘧啶-5-甲酸酯的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,包括以下条件中的一项或多项:
a、所述2-甲基丙烯酸酯为2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸异丙酯、2-甲基丙烯酸叔丁酯或2-甲基丙烯酸苄酯;
b、所述卤代试剂1和2-甲基丙烯酸酯的摩尔比为(0.5~2.5):1;
c、所述卤代试剂2和2-甲基丙烯酸酯的摩尔比为(0.5~1.5):1。
4.根据权利要求1所述的2-氨基嘧啶-5-甲酸酯的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,包括以下条件中的一项或多项:
a、所述取代反应温度为50-70℃;
b、所述加成反应温度为30-60℃。
5.根据权利要求1所述的2-氨基嘧啶-5-甲酸酯的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,包括以下条件中的一项或多项:
a、所述溶剂B的质量和2-甲基丙烯酸酯的质量比为(8.0-25.0):1;
b、所述碱为无机碱或有机碱,无机碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸钙、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸氢钙、醋酸钾、醋酸钠、醋酸钙之一或组合,有机碱选自三甲胺、三乙胺、三正丁胺之一或组合;所述碱和2-甲基丙烯酸酯的摩尔比为(1.0~6.0):1。
6.根据权利要求1所述的2-氨基嘧啶-5-甲酸酯的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述胍盐为硝酸胍或盐酸胍;所述胍盐和2-甲基丙烯酸酯的摩尔比为(1.0~3.0):1。
7.根据权利要求1所述的2-氨基嘧啶-5-甲酸酯的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述缩合反应温度为40-80℃。
8.根据权利要求1所述的2-氨基嘧啶-5-甲酸酯的制备方法,其特征在于,步骤(1)和步骤(2)为“一锅法”进行,中间产物不经分离。
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Denomination of invention: A simple preparation method of 2-aminopyrimidine-5-formate

Effective date of registration: 20211130

Granted publication date: 20201002

Pledgee: Zhejiang Commercial Bank Co.,Ltd. Dongying Branch

Pledgor: Xinfa pharmaceutical Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980013546