CN111410654B - 3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈的合成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3‑溴‑5‑(2‑乙基咪唑并[1,2‑a]吡啶‑3‑羰基)‑2‑羟基苯甲腈的合成方法,特别是涉及一种式(III)化合物的合成方法,具体涉及步骤A或者步骤B;步骤A:式(I)化合物与式(II)化合物先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物与碱再在水存在的条件下加热继续反应,得到式(III)化合物;步骤B:式(I)化合物与式(II)化合物和碱先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物再在水存在的条件下加热继续反应,得到式(III)化合物。
Description
技术领域
本发明属于药物化学领域,具体涉及一种化合物3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈的合成方法。
背景技术
痛风(Gout)是由于人体内嘌呤代谢紊乱和/或尿酸排泄障碍导致高尿酸血症(Hyper-uricemia)所引起的慢性代谢性疾病,以尿酸盐沉积在关节等部位而引起的剧烈疼痛为主要特征。当体内血清尿酸水平超过6.8mg/dL时,尿酸盐将在人体组织的滑膜液、外周关节的软骨、耳朵的耳廓和手肘的鹰嘴囊等处出现尿酸单钠盐结晶沉积。当有此类症状时,即可诊断为痛风。URAT1在尿酸从细胞内重吸收到肾小管腔内的过程中发挥重要作用,是人体内主要的尿酸重吸收蛋白,控制着约90%以上的肾小球滤过后尿酸的重吸收。因此,抑制URAT1转运作用可降低尿酸重吸收,促进尿酸在肾脏的排泄,而达到降低体内血尿酸水平的效果。3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈是一种具有抑制URAT1转运尿酸能力、同时还可显著增加体内的尿酸排泄;并可降低对正常肝脏细胞的毒性的候选药物,用以预防或治疗高尿酸血症、肾病或痛风。
目前,3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈尚处在临床实验阶段,未能大规模投入生产使用,现有工艺(CN201610810990)中使用选择氟和碘在苯环上进行碘代反应,然后将碘进行氰基化,再将氰基化以后的溴代苯乙酮与N-(吡啶-2-基)丙酰胺进行关环反应。该路线中,关环反应是在单一溶剂中加热反应,反应不彻底,而且转化率不高,导致纯化难度大,分离收率低,不利于工业化生产。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足,提供一种(2-乙基咪唑吡啶-3-基)(苯基)甲酮类化合物的合成方法。
本发明的另一目的是针对现有工艺中反应条件苛刻、产率不高、合成路线不成熟等问题,提供一种3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈的合成方法,该方法操作简便,条件温和,产率较高,适合于工业化生产。
本发明的目的可以通过以下措施达到:
一种式(III)化合物的合成方法,其特征在于它包括步骤A或者步骤B,
步骤A:式(I)化合物与式(II)化合物先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物与碱再在水存在的条件下加热继续反应,得到式(III)化合物;
步骤B:式(I)化合物与式(II)化合物和碱先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物再在水存在的条件下加热继续反应,得到式(III)化合物;
其中,R1为H或C1-3烷基,R2为H、-CN、I或Br,R3为H、I或Br,R4为Cl、Br或I。
式(III)化合物的合成反应分两个阶段,首先是两个底物在有机溶剂中加热条件下反应一段时间,然后在水存在的条件下加热继续反应,在第一阶段和/或第二阶段中加入碱,我们发现采用这种加碱和两步反应的方式,可以极大地促进反应中生成的中间产物向目标产物的转化,降低和避免副产物的生成,大幅提高目标产物的收率。
步骤B的第一阶段需要加入碱,在其第二阶段中,也可以继续加入碱,还可以不加碱,这两种方式都在本申请的保护范围内。
在式(III)化合物的合成中,式(I)化合物与式(II)化合物的反应温度为75~150℃,优选77~100℃;继续反应的温度为50~100℃,优选60~100℃。
在式(III)化合物的合成中,有机溶剂选自甲苯、二甲苯、NMP、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、异丙醇、乙醇、叔丁醇、乙腈或DMF,优选乙酸乙酯。
在式(III)化合物的合成中,碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺、二异丙基乙基胺、氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾,优选碳酸氢钠。
在式(III)化合物的合成中,在步骤A中,碱的加入量至使继续反应的反应液的pH值达到4~7;在步骤B中,碱的加入量为式(II)化合物摩尔量的0.1~2.5倍,优选0.5~2.5倍,优选0.6~1.5倍,进一步优选0.8~1.2倍。
本发明还提供了三种3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈的合成路线。
路线一,3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈的合成包括如下步骤:
(1)2-氨基吡啶与酰基化试剂进行酰化反应得到化合物1;
(2)4-甲氧基苯乙酮通过两次卤化反应得到化合物VI;
(3)化合物VI与化合物1先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物与碱再在水存在的条件下加热继续反应,得到化合物VII;或者化合物VI与化合物1和碱先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物再在水存在的条件下加热继续反应,得到化合物VII;
(4)化合物VII与氰化物反应生成化合物5;
(5)化合物5先进行脱甲基化反应得到化合物6,再进行溴化反应,得到化合物7;
其中,R5为I或Br,R6为Cl、Br或I。
以下对路线一的各步骤做详细说明。
步骤(1):2-氨基吡啶跟丙酸酐进行酰化反应得到相应的酰胺(化合物1);进一步的,2-氨基吡啶与酰基化试剂在缚酸剂作用下进行酰化反应得到化合物1。该酰化反应中,酰基化试剂可以用丙酸酐或丙酰氯,缚酸剂可以用二异丙基乙基胺、三乙胺、N-甲基哌啶、碳酸钾、碳酸钠等碱,反应溶剂可以为二氯甲烷、THF、乙腈等溶剂。通过实验发现用丙酰氯有部分二酰基化的副产物生成。而使用丙酸酐,可以实现几乎定量转化。在该反应中以三乙胺作缚酸剂时,2-氨基吡啶与丙酸酐的摩尔比可以为1.0:1.0~2.0,优选配比为1.0:1.1~1.4。其反应温度为20~45℃。与其他步骤不同,本方法中的步骤(1)与步骤(2)并无明确的先后顺序,在具体实施中可以先进行步骤(1)以制备化合物1,也可以先进行步骤(2)以制备化合物VI,或者步骤(1)和步骤(2)可同时实施。
步骤(2):4-甲氧基苯乙酮通过两次卤化反应得到取代的α-卤代苯乙酮(化合物VI)。首先是在酸性条件下,4-甲氧基苯乙酮发生苯环上卤化反应,然后酮的α位氢原子发生取代反应生成α-卤代苯乙酮。本步骤中的卤化是在卤化试剂存在的条件下完成,其中卤化试剂包括氯化试剂、碘化试剂或溴化试剂。
在一种优选方案中,步骤(2)为:4-甲氧基苯乙酮在酸性条件下与碘化试剂或溴化试剂在5~25℃下进行卤化反应,得到化合物V;再在酸性或非酸性条件下与氯化试剂、碘化试剂或溴化试剂在5~60℃下进行卤化反应,得到化合物VI。第二步的卤化反应中采用不同试剂时,可采用不同的反应温度,如采用碘化试剂或溴化试剂时,第二步的卤化反应温度可控制在30~60℃,如采用氯化试剂时卤化反应温度可控制在5~60℃。第二步的卤化反应可根据条件选择酸性或非酸性环境,。
步骤(2)中,氯化试剂选自氯气、NCS、氯化铵、氯化氢或磺酰氯等,碘化试剂选自碘、NIS、碘化钠或碘化钾等,所述溴化试剂选自NBS、溴或二溴海因等。反应溶剂选自水、甲醇、THF、乙腈、乙酸、丙酸、甲基叔丁基醚中的一种或几种;在一种方案中,溶剂是水和甲醇的混合溶剂,也可以是THF、乙腈、乙酸、丙酸、甲基叔丁基醚,以及它们的混合溶剂。本步骤反应中,第一次卤化反应的溶剂优选选自水、甲醇、乙腈或者它们两者或三者的混合溶剂,第二次卤化反应的溶剂优选甲基叔丁基醚、乙酸、丙酸、丙酮、乙酸乙酯或氯仿。酸性条件中的酸可以是乙酸、对甲苯磺酸、硫酸、甲磺酸等,优选硫酸,溴化试剂优选NBS。
步骤(2)中有两步卤化反应,故卤化试剂分两个阶段投料。优选第一阶段加入总投料量的40~85%的卤化试剂,在第二阶段加入剩余部分的卤化试剂。实验发现,与使用其他原料进行一次卤化反应相比,本申请以4-甲氧基苯乙酮作为卤化反应的原料,采用两次精确控制且选择性不同的卤化反应,可以大幅提高化合物VI的收率,抑制副反应的发生,降低反应难度,使得本制备工艺更具有工业应用前景。
步骤(3):化合物VI与化合物1先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物与碱再在水存在的条件下加热继续反应,得到化合物VII;或者化合物VI与化合物1和碱先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物再在水存在的条件下加热继续反应,得到化合物VII。化合物VI与化合物1的反应温度为75~150℃,优选77~100℃。化合物VI与化合物1反应后,加入碱继续反应的温度为50~100℃,优选60~100℃。化合物VI与化合物1的摩尔比例为1:1.0~2.0,优选1:1.2。在该反应中,有机溶剂为甲苯、二甲苯、NMP、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、异丙醇、乙醇、叔丁醇、乙腈、DMF等,优选乙酸乙酯。碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺、二异丙基乙基胺、氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾。在本步骤的第一种情况下,碱的加入量至使继续反应的反应液的pH值达到4~7;在本步骤的第二种情况下,碱的加入量为式(II)化合物摩尔量的0.1~2.5倍,优选0.5~2.5倍,更优选0.6~1.5倍,进一步优选0.8~1.2倍。
步骤(4):溴代的咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物与氰化物反应生成苯甲腈类化合物(化合物5)。氰化物可以是氰化钠、氰化钾、氰化亚铜、氰化锌等,以及它们的混合物,优选氰化亚铜。反应溶剂为NMP、DMF、DMA等,优选NMP。反应温度为120~200℃,优选140~160℃。
步骤(5):化合物5先后进行脱甲基化及溴化反应,得到3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈(化合物7)。脱甲基化试剂可以用BBr3、乙硫醇钠、溴化锂等。而溴化反应的溴源为NBS、二溴海因、溴等,反应溶剂可以是乙酸、DMF、NMP和水等,反应pH值可以是酸性,也可以是碱性,酸可以是乙酸、丙酸等有机酸,碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等无机碱。本文优选用溴化锂脱甲基,然后在水中进行溴化反应,相比于其他条件,这样可以达到非常好的反应及分离效果。脱甲基化反应的温度为-50~150℃,如采用BBr3为脱甲基化试剂时其反应温度为-50~20℃,而采用乙硫醇钠或溴化锂为脱甲基化试剂时其反应温度为0~150℃,优选40~90℃。溴化反应的溴源选自NBS、二溴海因或溴,溴化反应的温度为20~45℃;脱甲基化反应或溴化反应中的反应溶剂选自二氯甲烷、乙酸、DMF、NMP和水中的一种或几种。
路线二,3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈的合成包括如下步骤:
(1)4-甲氧基苯乙酮与碘化试剂或溴化试剂反应得到化合物IV;
(2)化合物IV与氰化物反应生成化合物9;
(3)化合物9经过卤化反应得到化合物VIII;
(4)化合物VIII与化合物1先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物与碱再在水存在的条件下加热继续反应,得到化合物5;或者化合物VIII与化合物1和碱先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物再在水存在的条件下加热继续反应,得到化合物5;
(5)化合物5先进行脱甲基化反应得到化合物6,再进行溴化反应,得到化合物7;
其中,R7为I或Br,R8为Cl、Br或I。
以下对路线二的各步骤做详细说明。
在路线二的步骤(1)中,碘化试剂选自碘或NIS,溴化试剂选自NBS、溴或二溴海因。碘化或溴化反应的温度为5~25℃,其反应溶剂可采用现有碘化或溴化反应的溶剂,例如乙腈、甲醇等,反应中可根据需要适当的加入酸。
在路线二的步骤(2)中,氰化物选自氰化钠、氰化钾、氰化亚铜或氰化锌中的一种或几种,优选氰化亚铜;反应溶剂选自NMP、DMF或DMA,优选NMP;反应温度为120~200℃。
在路线二的步骤(3)中,化合物9与卤化试剂进行卤化反应。卤化试剂包括氯化试剂、碘化试剂或溴化试剂,其具体选自氯气、NCS、氯化铵、氯化氢、磺酰氯、碘、NIS、碘化钠、碘化钾、NBS、溴或二溴海因等。该步骤的反应温度为5~25℃,反应溶剂可采用现有卤化反应的溶剂,例如乙腈、甲醇、乙酸、丙酸等。
在路线二的步骤(4)中,化合物VIII与化合物1的反应温度为75~150℃,优选77~100℃;化合物VIII与化合物1反应后的继续反应的温度为50~100℃,优选60~100℃;有机溶剂选自甲苯、二甲苯、NMP、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、异丙醇、乙醇、叔丁醇、乙腈或DMF;碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺、二异丙基乙基胺、氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾。在本步骤的第一种情况下,碱的加入量至使继续反应的反应液的pH值达到4~7;在本步骤的第二种情况下,碱的加入量为式(II)化合物摩尔量的0.1~2.5倍,优选0.5~2.5倍,更优选0.6~1.5倍,进一步优选0.8~1.2倍。
在路线二的步骤(5)中,脱甲基化反应中采用脱甲基化试剂,脱甲基化试剂选自BBr3、乙硫醇钠或溴化锂。脱甲基化反应的温度为-50~150℃,如采用BBr3为脱甲基化试剂时其反应温度为-50~20℃,而采用乙硫醇钠或溴化锂为脱甲基化试剂时其反应温度为0~150℃,优选40~90℃。溴化反应的溴源选自NBS、二溴海因或溴,溴化反应的温度为20~45℃;脱甲基化反应或溴化反应中的反应溶剂选自二氯甲烷、乙酸、DMF、NMP和水中的一种或几种。
路线三,3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈的合成包括如下步骤:
(1)化合物9进行脱甲基化反应,得到化合物11;
(2)化合物11通过溴化反应得到化合物12,再通过卤化反应得到化合物IX;
(3)化合物IX与化合物1先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物与碱再在水存在的条件下加热继续反应,得到化合物7;或者化合物IX与化合物1和碱先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物再在水存在的条件下加热继续反应,得到化合物7;
其中,R9为Cl、Br或I。
以下对路线三的各步骤做详细说明。
在路线三的步骤(1)中,脱甲基化反应中的脱甲基化试剂选自BBr3、乙硫醇钠或溴化锂。脱甲基化反应的温度为-50~150℃,如采用BBr3为脱甲基化试剂时其反应温度为-50~20℃,而采用乙硫醇钠或溴化锂为脱甲基化试剂时其反应温度为0~150℃,优选40~90℃。反应溶剂可以是二氯甲烷、DMF和NMP等。
在路线三的步骤(2)中,溴化反应的溴化试剂为NBS、二溴海因或溴;优选的,第一次溴化反应中采用NBS,溴化反应的温度为20~45℃;溶剂选自DMF;步骤(2)的第二次反应为卤化反应,该反应中的卤化试剂包括氯化试剂、碘化试剂或溴化试剂,其具体选自氯气、NCS、氯化铵、氯化氢、磺酰氯、碘、NIS、碘化钠、碘化钾、NBS、溴或二溴海因等。卤化反应的反应温度为5~25℃,反应溶剂可采用现有卤化反应的溶剂,例如乙腈、甲醇、乙酸、丙酸、氯仿或乙酸乙酯等。
在路线三的步骤(3)中,化合物IX与化合物1的反应温度为75~150℃,优选77~100℃;化合物IX与化合物1反应后的继续反应的温度为50~100℃,优选60~100℃。有机溶剂选自甲苯、二甲苯、NMP、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、异丙醇、乙醇、叔丁醇、乙腈或DMF;碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺、二异丙基乙基胺、氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾。在本步骤的第一种情况下,碱的加入量至使继续反应的反应液的pH值达到4~7;在本步骤的第二种情况下,碱的加入量为式(II)化合物摩尔量的0.1~2.5倍,优选0.5~2.5倍,更优选0.6~1.5倍,进一步优选0.8~1.2倍。
本发明的方法有以下特点:
(1)制备式(III)化合物的方法分成两个阶段,首先是两个底物在有机溶剂中加热条件下反应一段时间,然后在水存在的条件下加热继续反应,在第一阶段和/或第二阶段中加入碱,采用这种加碱和两步反应的方式,可以极大地促进反应中生成的中间产物向目标产物的转化,降低和避免副产物的生成,大幅提高目标产物的收率;相应的,也大幅提高了采用本发明的式(III)化合物制备方法的其他化合物合成路线的收率和效益;
(2)本发明在化合物VI以及与之类似的化合物的制备过程中,采用了两次精确控制且选择性不同的卤化反应,可以大幅提高目标的收率,抑制副反应的发生,降低反应难度,使得本制备工艺更具有工业应用前景;
(3)本发明提供了式(III)化合物的制备方法和多条化合物7的制备路线,各方法反应条件温和,操作简便,设备要求低,适合实验室制备和工业化生产;
(4)本发明每步反应产物的分离纯化较简便,不需要柱层析纯化,分离收率高;
(5)本发明反应所需原料都可由工业化生产,价格低廉易获得。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述,但本发明的保护范围并不局限于下述各实施例。
实施例1:
步骤A:向反应釜中加入二氯甲烷(30L),然后在20~25℃下加入2-氨基吡啶(5.0kg,53.1mol)、三乙胺(10.7kg,106mol)和丙酸酐(8.3kg,63.8mol)。加完后,所得混合物在回流下搅拌22~24小时。反应结束后,在20~25℃下加入10%氢氧化钠溶液(25L)。分层,有机层用水(15L×2)洗涤。合并的水层用二氯甲烷(30L)萃取。合并的有机层经过减压蒸馏除去大部分溶剂后,通过正庚烷/二氯甲烷重结晶,得黄色固体N-(吡啶-2-基)丙酰胺(1)(7.7kg)。HPLC纯度为100%,收率为96.6%。1H NMR(DMSO-d6,300MHz)δ10.38(s,1H),8.30-8.28(m,1H),8.11-8.08(m,1H),7.78-7.73(m,1H),7.08-7.04(m,1H),2.39(q,J=7.5Hz,2H),1.07(t,J=7.5Hz,3H)。LCMS:151.2[M+H]+。
步骤B:向反应釜中加入水(27L)和浓硫酸(3L),然后在10~15℃下加入甲醇(35L)、4-甲氧基苯乙酮(10kg,6.66mol)和NBS(23.7kg,13.3mol)。加完后,所得混合物在15~20℃下搅拌24~28小时。反应结束后,加入水(40L),过滤,滤饼用水(4L)淋洗。所得固体用正庚烷重结晶,得1-(3-溴-4-甲氧基苯基)乙酮(2)粗品(16.6kg),该化合物不经纯化直接用于下一步反应。
步骤C:向反应釜中加入甲基叔丁基醚(82.9L)和浓硫酸(0.71kg,7.24mol),然后加入化合物(2)粗品(16.6kg),所得混合物在回流下搅拌2小时。然后加入NBS(7.12kg,4.0mol),在回流下继续搅拌2~3小时。反应结束后,冷却到5~10℃,过滤,滤饼依次用水(50L)和5%硫代硫酸钠溶液(50L)打浆,再用正庚烷重结晶,得白色固体2-溴-1-(3-溴-4-甲氧基苯基)乙酮(3)(13.3kg)。HPLC纯度为98.7%,步骤B和C两步反应总收率为65.4%。1HNMR(CDCl3,300MHz)δ8.23-8.22(m,1H),8.00-7.96(m,1H),7.00-6.97(m,1H),4.40(s,2H),4.01(s,3H)。LCMS:308.9[M+H]+。
步骤D:向反应釜中加入乙酸乙酯(75L)、化合物1(4.42kg,29.4mol)和化合物3(7.50kg,24.3mol),加完后,所得混合物在氮气下回流搅拌48~60小时。反应结束后,冷却到20~30℃。过滤,滤饼用乙酸乙酯(7.5L)淋洗。然后将水(75L)和过滤得到的固体加入到反应釜中,在90~100℃下,通过滴加10%碳酸氢钠溶液调节pH值至4~6,然后该温度下继续搅拌3~5小时。反应结束后,冷却到室温,用10%碳酸氢钠溶液调节pH值至7~8。过滤,滤饼用水(7.5L)洗涤,然后用乙腈/甲基叔丁基醚重结晶,得白色固体(3-溴-4-甲氧基苯基)(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)甲酮(4)(5.68kg)。HPLC纯度为99.6%,收率为64.7%。1H NMR(DMSO-d6,300MHz)δ9.18-9.15(m,1H),8.11-8.03(m,3H),7.94-7.82(m,1H),7.64-7.55(m,1H),7.40-7.32(m,1H),3.96(s,3H),2.58(q,J=7.5Hz,2H),1.23(t,J=7.5Hz,3H)。LCMS:359.1[M+H]+。
或者,步骤D:将含有乙酸乙酯(45mL)、化合物1(1.70g,11.3mmol)和化合物3(2.90g,9.42mmol)的混合物在氮气下回流搅拌48小时。反应结束后,冷却到20~30℃,过滤,滤饼用乙酸乙酯(15mL)淋洗。然后将该滤饼加入到水(30mL)中,升温到90~100℃,再通过滴加三乙胺调节pH值至5~6。加完后,所得混合物在回流下搅拌过夜。用10%碳酸氢钠溶液调节pH值至7~8。冷却到室温,过滤,滤饼用水洗涤,然后用乙腈/甲基叔丁基醚重结晶,得(3-溴-4-甲氧基苯基)(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基)甲酮(4)(1.68g)。收率为49.6%。
步骤E:向反应釜中加入NMP(8.1L)、化合物4(2.70kg,7.52mol)和氰化亚铜(0.86kg,9.60mol)。加完后,所得混合物在氮气下145~155℃搅拌24~28小时。反应结束后,冷却到85~95℃,加入13%氨水(27L)。然后冷却到15~25℃,并继续搅拌2小时。过滤,滤饼用13%氨水(2.7L)淋洗。所得固体用二氯甲烷(13.5L×2)打浆,产品在滤液中。合并的滤液用13%氨水(13.5L×3)洗涤。有机层经过减压蒸馏除去大部分溶剂后,通过乙酸异丙酯/二氯甲烷重结晶,得黄色固体5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈(5)(1.91kg)。HPLC纯度为98.6%,收率为83.2%。
步骤F:向反应釜中加入NMP(9.8L)和化合物5(1.95kg,6.39mol),然后在75~85℃下加入溴化锂(1.66kg,19.1mol)和乙酸钠(2.09kg,25.5mol)。加完后,所得混合物在120~130℃下搅拌10~12小时。反应结束后,冷却到室温,加入水(29L),用乙酸调节pH值至5~6。过滤,滤饼用NMP/乙腈重结晶,得黄色固体5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈(6)(1.59kg)。HPLC纯度为99.7%,收率为85.4%。LCMS:292.0[M+H]+。
步骤G:向反应釜中加入水(15.6L)、氢氧化钠(0.22kg,5.5mol)和化合物6(1.56kg,5.36mol),然后在25~30℃下加入NBS(0.95kg,5.34mol)。加完后,所得混合物在该温度下继续搅拌0.5~1.5小时。反应结束后,加入乙酸异丙酯(7.8L),用乙酸调节pH值至5~6。过滤,滤饼用水(3.9L×2)洗涤,再用DMSO/乙酸异丙酯重结晶,得黄色固体3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈(7)(1.59kg)。HPLC纯度为99.9%,收率为80.1%。。1H NMR(DMSO-d6,300MHz)δ9.13-9.11(m,1H),8.12-8.11(m,1H),8.03-7.97(m,1H),7.86-7.83(m,1H),7.77-7.72(m,1H),7.34-7.29(m,1H),2.57-2.50(m,2H),1.19(t,J=7.5Hz,3H)。LCMS:370.0[M+H]+。
实施例2:
步骤A-1:向4-甲氧基苯乙酮(600g,4.0mol)的乙腈(5.4L)溶液中加入碘(518g,2.04mol)和1-氯甲基-4-氟-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷二(四氟硼酸)盐(1.42kg,4.0mol),加完后,所得混合物在12~20℃搅拌20小时。反应结束后,加入水(24L),搅拌15分钟,过滤。滤饼依次用5%硫代硫酸钠溶液(1.5L)和水(3.0L)洗涤。干燥,得黄色固体3-碘-4-甲氧基苯乙酮(8)(894g)。收率为81.0%。
步骤A-2的实验操作同实施例1中的步骤B,得1-(3-溴-4-甲氧基苯基)乙酮(2)。
步骤B-1:向化合物8(467g,1.69mol)的DMF(2.0L)溶液中加入氰化亚铜(228g,2.55mol),加完后,所得混合物在110~120℃及氮气下搅拌过夜。冷却到室温,加入二氯甲烷(5.0L)。搅拌15分钟,然后通过硅藻土过滤,滤饼用适量二氯甲烷淋洗。加入水(7.0L),分层,水层用二氯甲烷(5.0L)萃取。合并的有机层依次用水(3.0L×3)和饱和食盐水(2.0L)洗涤。减压蒸除溶剂,所得产物用石油醚(500mL)打浆,得黄色固体5-乙酰基-2-甲氧基苯甲腈(9)(263g)。收率为88.8%。
步骤B-2:向化合物2(56.0g,244mmol)的NMP(300mL)溶液中加入氰化亚铜(32.8g,366mol),加完后,所得混合物在150~160℃及氮气下搅拌过夜。冷却到室温,加入二氯甲烷(850mL)。搅拌15分钟,然后通过硅藻土过滤,滤饼用适量二氯甲烷淋洗。加入水(1.2L),分层,水层用二氯甲烷(400mL×2)萃取。合并的有机层依次用水(250mL×3)和饱和食盐水(200mL)洗涤。减压蒸除溶剂,所得产物用石油醚(110mL)打浆,得黄色固体5-乙酰基-2-甲氧基苯甲腈(9)(29.1g)。收率为68.1%。
步骤C:在7~15℃下,将溴(422g,2.64mol)滴加到含有化合物9(385g,2.20mol)和甲醇(2.9L)的混合物中,加完后,所得混合物在20℃搅拌过夜。反应结束后,过滤,滤饼用二氯甲烷(4.0L)溶解,然后用饱和食盐水(1.3L×2)洗涤。减压蒸除溶剂,所得产物用石油醚(400mL)打浆,得白色固体5-(2-溴-乙酰基)-2-羟基-3-甲基苯甲腈(10)(458g)。收率为81.9%。
步骤D-1:将含有化合物1(118g,785mmol)、化合物10(200g,787mmol)和乙酸乙酯(2.5L)的混合物在氮气下回流搅拌48小时。冷却到室温,过滤,滤饼用乙酸乙酯(500mL)淋洗。再将所得固体和水(3L)的混合物升温到90~100℃,通过滴加10%碳酸氢钠溶液调节pH值至5~6,然后该温度下继续搅拌3小时。反应结束后,冷却到室温,用10%碳酸氢钠溶液调节pH值至7~8。过滤,滤饼用乙醇重结晶,得浅黄色固体5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈(5)(160g)。收率为69.5%。1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δ9.27-9.25(m,1H),8.10(d,J=2.4Hz,1H),8.02(dd,J=2.4,8.8Hz,1H),7.79-7.76(m,1H),7.64-7.60(m,1H),7.42(d,J=8.8Hz,1H),7.23-7.20(m,1H),4.03(s,3H),2.39(q,J=7.6Hz,2H),1.26(t,J=7.6Hz,3H)。LCMS:306.0[M+H]+。
步骤D-2:将含有化合物1(8.87g,59.1mmol)、化合物10(15.0g,59.0mmol)、碳酸氢钠(4.96g,59.0mmol)和乙酸乙酯(200mL)的混合物在氮气下回流搅拌48小时。减压蒸除溶剂,然后加入乙醇(10mL),搅拌10分钟后,过滤。再将所得固体和水(225mL)的混合物在90~100℃下搅拌3小时。反应结束后,冷却到室温,用10%碳酸氢钠溶液调节pH值至7~8。过滤,滤饼用乙醇重结晶,得浅黄色固体5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈(5)(11.1g)。收率为64.2%。
步骤E:将乙硫醇钠(39.9g,467mmol)加入到化合物5(70.0g,239mmol)的DMF(350mL)溶液中,加完后,所得混合物在48~55℃搅拌0.5小时。反应结束后,冷却到室温,倒入水(1.05L)中。过滤除去不溶物。滤液用10%柠檬酸溶液调节pH值至5~6。过滤,滤饼用适量水淋洗,所得固体用乙腈重结晶,得5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈(6)(59.0g)。收率为88.3%。
步骤F:在15~20℃下,向含有化合物6(58.0g,199mmol)、乙酸钠(33.0g,402mmol)和乙酸(580mL)的混合物中滴加溴(36.6g,229mmol)。加完后,所得混合物在该温度下继续搅拌2小时。将上述反应液倒入水(580mL)中。过滤,将所得固体悬浮在水(600mL)中,用2M氢氧化钠溶液调节pH值至5~6。过滤,所得固体用水(120mL)洗涤,再用DMSO/乙酸异丙酯重结晶,得黄色固体3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈(7)(63.7g)。收率为86.5%。化合物7 1H NMR和MS与实施例1一致。
实施例3:
步骤A:将含有化合物9(50.0g,285mmol)、乙硫醇钠(28.8g,342mmol)和DMF(200mL)的混合物在70~80℃搅拌1小时。冷却到室温,加入水(700mL),过滤除去不溶物,滤液用乙酸乙酯(100mL)萃取,产物在水相中。水相用10%柠檬酸溶液调节pH值至5~6,用乙酸乙酯(200mL×3)萃取。用合并的有机相依次用水(100mL×2)和饱和食盐水(100mL)洗涤,减压蒸除溶剂,所得产物用石油醚/乙酸乙酯重结晶,得5-乙酰基-2-羟基苯甲腈(11)(42.3g)。收率为92.1%。
步骤B:将NBS(36.8g,207mmol)分批加入到化合物11(30.3g,188mmol)的DMF(150mL)溶液中。加完后,所得混合物在室温下搅拌1.5小时。加入水(530mL),用乙酸乙酯(150mL×3)萃取。用合并的有机相依次用水(90mL×2)和饱和食盐水(45mL)洗涤,减压蒸除溶剂,所得产物用石油醚/乙酸乙酯重结晶,得5-乙酰基-3-溴-2-羟基苯甲腈(12)(39.0g)。收率为86.4%。
步骤C:将溴(16.7g,104mmol)滴加到化合物12(24.0g,100mmol)的氯仿(360mL)溶液中,加完后,所得混合物在10~15℃下搅拌过夜。反应结束后,依次用5%硫代硫酸钠溶液(50mL)和饱和食盐水(90mL)洗涤。减压蒸除溶剂,得3-溴-5-(2-溴乙酰基)-2-羟基苯甲腈(13)(29.7g)。收率为93.1%。
步骤D:将含有化合物1(9.66g,64.3mmol)、化合物13(20.5g,64.3mmol)和乙酸乙酯(300mL)的混合物在氮气下回流搅拌48小时。冷却到室温,过滤,滤饼用乙酸乙酯(40mL)淋洗。再将所得固体和水(300mL)的混合物升温到60~70℃,通过滴加10%碳酸氢钠溶液调节pH值至5~6,然后升温到回流并继续搅拌3小时。反应结束后,冷却到室温,用10%碳酸氢钠溶液调节pH值至7~8。过滤,滤饼用DMSO/乙酸异丙酯重结晶,得黄色固体3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈(7)(10.5g)。收率为45.7%。化合物7 1HNMR和MS与实施例1一致。
Claims (26)
2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于式(I)化合物与式(II)化合物的反应温度为75~150℃;所述继续反应的温度为50~100℃。
3.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于式(I)化合物与式(II)化合物的反应温度为77~100℃;所述继续反应的温度为60~100℃。
4.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、NMP、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、异丙醇、乙醇、叔丁醇、乙腈或DMF。
5.根据权利要求4所述的合成方法,其特征在于所述有机溶剂选自乙酸乙酯。
6.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于所述碱选自碳酸氢钠;在步骤A中,碱的加入量至使继续反应的反应液的pH值达到4~7;在步骤B中,碱的加入量为式(II)化合物摩尔量的0.1~2.5倍。
7.根据权利要求6所述的合成方法,其特征在于在步骤B中,碱的加入量为式(II)化合物摩尔量的0 0.5~2.5倍。
8.一种3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈的合成方法,其特征在于它包括如下步骤:
(1)2-氨基吡啶与酰基化试剂进行酰化反应得到化合物1;
(2)4-甲氧基苯乙酮通过两次卤化反应得到化合物VI;
(3)化合物VI与化合物1先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物与碱再在水存在的条件下加热继续反应,得到化合物VII;或者化合物VI与化合物1和碱先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物再在水存在的条件下加热继续反应,得到化合物VII;
(4)化合物VII与氰化物反应生成化合物5;
(5)化合物5先进行脱甲基化反应得到化合物6,再进行溴化反应,得到化合物7;
其中,R5为I或Br,R6为Cl、Br或I。
9.根据权利要求8所述的合成方法,其特征在于在步骤(1)中,2-氨基吡啶与酰基化试剂在缚酸剂作用下进行酰化反应得到化合物1,所述酰基化试剂选自丙酸酐或丙酰氯,所述缚酸剂选自二异丙基乙基胺、三乙胺、N-甲基哌啶、碳酸钾或碳酸钠;其反应温度为20~45℃,反应溶剂为二氯甲烷、THF或乙腈。
10.根据权利要求8所述的合成方法,其特征在于在步骤(2)中,4-甲氧基苯乙酮在酸性条件下与碘化试剂或溴化试剂在5~25℃下进行卤化反应,得到化合物V;再在酸性或非酸性下与氯化试剂、溴化试剂或碘化试剂在5~60℃下进行卤化反应,得到化合物VI;所述氯化试剂选自氯气、NCS、氯化铵、氯化氢或磺酰氯,所述碘化试剂选自碘、NIS、碘化钠或碘化钾,所述溴化试剂选自NBS、溴或二溴海因;酸性条件中的酸选自乙酸、对甲苯磺酸、硫酸或甲磺酸;反应溶剂选自水、甲醇、THF、乙腈、乙酸、丙酸、甲基叔丁基醚中的一种或几种。
11.根据权利要求8所述的合成方法,其特征在于在步骤(2)中,4-甲氧基苯乙酮在酸性条件下与碘化试剂或溴化试剂在5~25℃下进行卤化反应,得到化合物V;再在酸性或非酸性下与氯化试剂、溴化试剂或碘化试剂在5~60℃下进行卤化反应,得到化合物VI;第一次卤化反应的溶剂选自水、甲醇、乙腈或者它们两者或三者的混合溶剂,第二次卤化反应的溶剂选自甲基叔丁基醚、乙酸、丙酸、丙酮、乙酸乙酯或氯仿。
12.根据权利要求8所述的合成方法,其特征在于在步骤(3)中,化合物VI与化合物1的反应温度为75~150℃;所述继续反应的温度为50~100℃;所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、NMP、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、异丙醇、乙醇、叔丁醇、乙腈或DMF;所述碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺、二异丙基乙基胺、氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾。
13.根据权利要求12所述的合成方法,其特征在于在步骤(3)中,化合物VI与化合物1的反应温度为77~100℃;所述继续反应的温度为60~100℃。
14.根据权利要求8所述的合成方法,其特征在于在步骤(4)中,所述氰化物选自氰化钠、氰化钾、氰化亚铜或氰化锌中的一种或几种;反应溶剂选自NMP、DMF或DMA;反应温度为120~200℃;在步骤(5)中,脱甲基化试剂选自BBr3、乙硫醇钠或溴化锂,脱甲基化反应的温度为-50~150℃;溴化反应的溴源选自NBS、二溴海因或溴,溴化反应的温度为20~45℃;脱甲基化反应或溴化反应中的反应溶剂选自二氯甲烷、乙酸、DMF、NMP和水中的一种或几种。
15.根据权利要求14所述的合成方法,其特征在于在步骤(4)中,所述氰化物选自氰化亚铜;反应溶剂选自NMP;反应温度为140~160℃。
16.一种3-溴-5-(2-乙基咪唑并[1,2-a]吡啶-3-羰基)-2-羟基苯甲腈的合成方法,其特征在于它包括如下步骤:
(1)4-甲氧基苯乙酮与碘化试剂或溴化试剂反应得到化合物IV;
(2)化合物IV与氰化物反应生成化合物9;
(3)化合物9经过卤化反应得到化合物VIII;
(4)化合物VIII与化合物1先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物与碱再在水存在的条件下加热继续反应,得到化合物5;或者化合物VIII与化合物1和碱先在有机溶剂中加热进行反应,所得反应产物再在水存在的条件下加热继续反应,得到化合物5;
(5)化合物5先进行脱甲基化反应得到化合物6,再进行溴化反应,得到化合物7;
其中,R7为I或Br,R8为Cl、Br或I。
17.根据权利要求16所述的合成方法,其特征在于在步骤(1)中,所述碘化试剂选自碘或NIS,所述溴化试剂选自NBS、溴或二溴海因;在步骤(2)中,所述氰化物选自氰化钠、氰化钾、氰化亚铜或氰化锌中的一种或几种;反应溶剂选自NMP、DMF或DMA;反应温度为120~200℃;在步骤(3)中,化合物9与卤化试剂进行卤化反应,所述卤化试剂选自氯气、NCS、氯化铵、氯化氢、磺酰氯、碘、NIS、碘化钠、碘化钾、NBS、溴或二溴海因。
18.根据权利要求17所述的合成方法,其特征在于在步骤(2)中,所述氰化物选自氰化亚铜;反应溶剂选自NMP。
19.根据权利要求16所述的合成方法,其特征在于在步骤(4)中,化合物VIII与化合物1的反应温度为75~150℃;所述继续反应的温度为50~100℃;所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、NMP、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、异丙醇、乙醇、叔丁醇、乙腈或DMF;所述碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺、二异丙基乙基胺、氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾。
20.根据权利要求19所述的合成方法,其特征在于在步骤(4)中,化合物VIII与化合物1的反应温度为77~100℃;所述继续反应的温度为60~100℃。
21.根据权利要求16所述的合成方法,其特征在于在步骤(5)中,脱甲基化反应中采用脱甲基化试剂,所述脱甲基化试剂选自BBr3、乙硫醇钠或溴化锂,脱甲基化反应的温度为-50~150℃;溴化反应的溴源选自NBS、二溴海因或溴,溴化反应的温度为20~45℃;脱甲基化反应或溴化反应中的反应溶剂选自二氯甲烷、乙酸、DMF、NMP和水中的一种或几种。
23.根据权利要求22所述的合成方法,其特征在于在步骤(1)中,脱甲基化反应中的脱甲基化试剂选自BBr3、乙硫醇钠或溴化锂;在步骤(2)中,溴化反应的溴化试剂为NBS、二溴海因或溴;步骤(2)中的卤化反应在卤化试剂存在下进行,所述卤化试剂选自氯气、NCS、氯化铵、氯化氢、磺酰氯、碘、NIS、碘化钠、碘化钾、NBS、溴或二溴海因,卤化反应的溶剂选自乙腈、甲醇、乙酸、丙酸、氯仿或乙酸乙酯。
24.根据权利要求23所述的合成方法,其特征在于在步骤(2)中,溴化反应的溴化试剂为NBS,溶剂选自DMF。
25.根据权利要求22所述的合成方法,其特征在于在步骤(3)中,化合物IX与化合物1的反应温度为75~150℃;所述继续反应的温度为50~100℃;所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、NMP、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、异丙醇、乙醇、叔丁醇、乙腈或DMF;所述碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺、二异丙基乙基胺、氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾。
26.根据权利要求25所述的合成方法,其特征在于在步骤(3)中,化合物IX与化合物1的反应温度为77~100℃;所述继续反应的温度为60~100℃。
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