CN114605241A - 一种盐酸艾司氯胺酮中间体的制备方法及其中间体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盐酸艾司氯胺酮中间体的制备方法及其中间体,该制备方法以邻氯苯甲酰基乙酸酯和(Z)‑1,4‑二溴‑2‑丁烯为原料,依次经过亲核取代反应、水解反应、氢化还原反应、脱羧反应,该制备方法节省了成本减少了污染,反应条件温和环境友好、安全性高,适合于大规模的工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及但不限于药物合成技术领域,具体涉及一种盐酸艾司氯胺酮中间体(I)的制备方法及其中间体。
背景技术
盐酸艾司氯胺酮,其化学名为(2S)-(2-氯苯基)-2-(甲胺基)环己酮盐酸盐,是一种NMDA受体拮抗剂,主要用于全身麻醉的诱导与维持,也可用于术中镇静、镇痛。2019年盐酸艾司氯胺酮被FDA批准用于治疗中、重度抑郁症,其被证明可在数小时内产生快速的抗抑郁效果。盐酸艾司氯胺酮现有的合成方法主要是通过先制备邻氯苯基环戊酮,再经溴代、水解、胺化、重排、拆分等步骤得到盐酸艾司氯胺酮,所述方法如下所概述:
由此可见,关键中间体邻氯苯基环戊酮的制备对于合成盐酸艾司氯胺酮尤为重要。
US3254124公开了一种邻氯苯甲腈和环戊基溴化镁发生加成反应得到的产物在酸性条件下水解得到邻氯苯基环戊酮的制备方法,所述方法如下所概述:
张丽娟等人,中国药物化学杂志,(1995),5(1),47-48,公开了一种环戊烯与邻氯苯甲酰氯在无水三氯化铝和环己烷作用下得到邻氯苯基环戊酮的制备方法,所述方法如下所概述:
Synthetic Communication,1986,16(7),957-965也报道了和上述方法类似的合成邻氯苯基环戊酮的方法,只不过将还原剂环己烷替换成了氢气/二氧化铂体系,具体如下所概述:
US3254124公开的制备方法反应周期较长,约为3天,副反应较多,起始物料环戊基溴化镁用量较大致使危险性较高,产物收率约60%;张丽娟等人,中国药物化学杂志,(1995),5(1),47-48公开的制备方法中AlCl3催化的Friedel-Crafts酰化反应不可避免的产生了大量盐酸气体,对环境有一定的污染性,试剂AlCl3及邻氯苯甲酰氯对生产设备的要求较高,且试剂AlCl3投料时对环境要求非常高,要在水含量低于0.05%的条件下参与反应,难以大规模工业化使用;Synthetic Communication,1986,16(7),957-965公开的制备方法除了有上述存在的同样问题外,还存在有金属催化剂残留的风险,且二氧化铂成本较高,催化的氢化反应也有一定的危险。
现有文献报道的制备方法都存在试剂成本较高,总体收率较低,危险性较高同时对环境污染严重,且现有工艺的后处理过程都相对较为繁琐。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制本申请的保护范围。
本发明提供了一种成本低,反应条件温和、环境友好、安全性高,适合于大规模的工业化生产的邻氯苯基环戊酮的制备方法。
本发明第一方面提供了一种邻氯苯基环戊酮(I)的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(i)化合物(II)与(Z)-1,4-二溴-2-丁烯在碱的作用下反应,得到化合物(III),
(ii)所述化合物(III)经水解反应得到化合物(IV),
(iii)所述化合物(IV)经氢气还原反应,得到化合物(V),
(iv)所述化合物(V)经脱羧反应,得到邻氯苯基环戊酮(I),
其中,式(II)和式(III)中R1为未取代的C1-C6烷基、或取代的C1-C6烷基。
在一些实施方案中,式(II)和式(III)中R1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、2-丁基、叔丁基、2-甲基丙基、戊基、己基、或苄基。
在一实施方案中,式(II)和式(III)中R1为乙基。
在上述实施方案中,所述步骤(i)中,碱为碳酸钾、碳酸钠或其组合。
在另一实施方案中,所述步骤(i)所述反应是在第一溶剂中进行,所述第一溶剂为丙酮、二氯甲烷、氯仿、乙醚、乙腈、苯、四氯化碳、N,N-二甲基甲酰胺或其多种的混合物。优选地,所述第一溶剂为丙酮、二氯甲烷、乙醚、乙腈或其多种的混合物。
在另一实施方案中,所述步骤(i)所述反应中化合物(II)、(Z)-1,4-二溴-2-丁烯、碱的摩尔比为(1.00:1.00:5.00)~(1.00:1.20:5.00),优选摩尔比为1.00:1.00:5.00、1.00:1.05:5.00、1.00:1.10:5.00、1.00:1.15:5.00或1.00:1.20:5.00。
在另一实施方案中,所述步骤(i)中,第一溶剂为丙酮、碱为碳酸钾。
在另一实施方案中,所述步骤(i)中,第一溶剂为丙酮、碱为碳酸钠。
在另一实施方案中,所述步骤(i)中,第一溶剂为乙腈、碱为碳酸钾。
在另一实施方案中,所述步骤(i)中,第一溶剂为乙腈、碱为碳酸钠。
在另一实施方案中,所述步骤(i)中,第一溶剂为二氯甲烷、碱为碳酸钾。
在另一实施方案中,所述步骤(i)中,第一溶剂为二氯甲烷、碱为碳酸钠。
在另一实施方案中,所述步骤(i)中,第一溶剂为乙醚、碱为碳酸钾。
在另一实施方案中,所述步骤(i)中,第一溶剂为乙醚、碱为碳酸钠。
在另一实施方案中,所述步骤(ii)中,化合物(III)在pH=10~11的条件下,经碱解后,再加酸调pH=1~3,得到化合物(IV)。
在上述实施方案中,所述步骤(ii)中,碱解所用的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂或其组合。
在上述实施方案中,所述步骤(ii)中,加酸所用的酸为盐酸、硫酸、硝酸或其组合。
在另一实施方案中,所述步骤(ii)所述反应中化合物(III)、碱、酸(以实际酸根离子计算)的摩尔比为(1.0:4.0:10)~(1.0:6.0:10),优选摩尔比为1:4.0:10、1:5.0:10、1:6.0:10。
在上述实施方案中,所述步骤(ii)的水解反应是在第二中溶剂中进行,所述第二溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、水或其混合物。
在另一实施方案中,所述步骤(ii)中,第二溶剂为乙醇/水混合物,碱为氢氧化钾、酸为盐酸。
在另一实施方案中,所述步骤(ii)中,第二溶剂为乙醇/水混合物,碱为氢氧化钾、酸为硫酸。
在另一实施方案中,所述步骤(ii)中,第二溶剂为乙醇/水混合物,碱为氢氧化锂、酸为硝酸。
在另一实施方案中,所述步骤(ii)中,第二溶剂为甲醇/水混合物,碱为氢氧化钾、酸为盐酸。
在另一实施方案中,所述步骤(ii)中,第二溶剂为甲醇/水混合物,碱为氢氧化钠、酸为硫酸。
在另一实施方案中,所述步骤(ii)中,第二溶剂为甲醇/水混合物,碱为氢氧化钠、酸为硝酸。
在另一实施方案中,所述步骤(ii)中,第二溶剂为乙醇,碱为氢氧化钾、酸为盐酸。
在另一实施方案中,所述步骤(ii)中,第二溶剂为乙醇,碱为氢氧化钾、酸为硫酸。
在上述实施方案中,所述步骤(iii)的还原反应是在第三溶剂中进行,所述第三溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、水或其混合物。
在上述实施方案中,所述步骤(iii)中的还原反应是在金属催化剂存在下进行的,所述金属催化剂为铂碳、钯碳、雷尼镍或其混合物。
在另一实施方案中,所述步骤(iii)所述反应中化合物(IV)与催化剂的摩尔比为(1.00:0.01)~(1.00:0.08),优选摩尔比为1.00:0.01、1.00:0.02、1.00:0.03、1.00:0.04、1.00:0.05。
在一实施方案中,所述步骤(iii)中,第三溶剂为乙醇、金属催化剂为钯碳。
在另一实施方案中,所述步骤(iii)中,第三溶剂为乙醇、金属催化剂为铂碳。
在另一实施方案中,所述步骤(iii)中,第三溶剂为乙醇、金属催化剂为雷尼镍。
在另一实施方案中,所述步骤(iii)中,第三溶剂为甲醇、金属催化剂为钯碳。
在另一实施方案中,所述步骤(iii)中,第三溶剂为甲醇、金属催化剂为铂碳。
在另一实施方案中,所述步骤(iii)中,第三溶剂为甲醇、金属催化剂为雷尼镍。
在另一实施方案中,所述步骤(iii)中,第三溶剂为异丙醇、金属催化剂为钯碳。
在另一实施方案中,所述步骤(iii)中,第三溶剂为异丙醇、金属催化剂为铂碳。
在另一实施方案中,所述步骤(iii)中,第三溶剂为异丙醇、金属催化剂为雷尼镍。
在上述实施方案中,所述步骤(iv)的脱羧反应是在第四溶剂中进行,所述第四溶剂为甲苯、二甲苯、四氯化碳、1.4-二氧六环、四氢呋喃或其多种的混合物;和/或者,步骤(iv)中脱羧反应的应温度为130℃~140℃。
在一实施方案中,所述步骤(iv)中,第四溶剂为甲苯,脱羧反应温度为130℃。
在另一实施方案中,所述步骤(iv)中,第四溶剂为二甲苯,脱羧反应温度为140℃。
在另一实施方案中,所述步骤(iv)中,第四溶剂为1.4-二氧六环,脱羧反应温度为135℃。
本发明第二方面提供了用于制备邻氯苯基环戊酮(I)的中间体化合物(III)
这里,式(III)中R1为未取代的C1-C6烷基、或取代的C1-C6烷基;任选地,式(III)中R1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、2-丁基、叔丁基、2-甲基丙基、戊基、己基、或苄基。
本发明第三方面提供了用于制备邻氯苯基环戊酮(I)的中间体化合物(IV)
本发明第四方面提供了用于制备邻氯苯基环戊酮(I)的中间体化合物(V)
本发明的方法以邻氯苯甲酰乙酸乙酯基和(Z)-1,4-二溴-2-丁烯为原料,依次经过亲核取代反应、水解反应、氢化还原反应、脱羧反应制备得邻氯苯基环戊酮(I),纯度达94.38%,杂质种类少,因而以此目标产物制备艾司氯胺酮的后续步骤中杂质清除更简单彻底,后续产物纯度更高,收率也更高。该制备方法节省了成本,减少了污染,反应条件温和、环境友好、安全性高,适合于大规模的工业化生产。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案,并不构成对本申请技术方案的限制。
图1表示的是本发明实施例10制得的邻氯苯基环戊酮的HPLC图谱。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在本发明的实施案例中,除非另有说明,1H NMR、13C NMR的检测条件如下:
检测器:BRUKER AV-500型核磁共振仪
溶剂:CDCl3
测定温度:303K。
在本发明的实施案例中,除非另有说明,高效液相色谱(HPLC)的测定条件如下:
仪器型号:DIONEX U3000
检测器:紫外检测器
色谱柱:Agela MP C18柱,4.6mm×150mm,5μm或柱效相当
柱温:303K
流动相A:水
流动相B:乙腈
洗脱程序:梯度洗脱,具体程序为:
时间(分钟) | 流动相A(体积%) | 流动相B(体积%) |
0 | 60 | 40 |
30 | 45 | 55 |
32 | 45 | 55 |
70 | 10 | 90 |
75 | 10 | 90 |
76 | 60 | 40 |
80 | 60 | 40 |
流速:1ml/min
进样体积:20μL
检测波长:215mm
实施例1:R1为乙基的式(III)化合物的制备
将邻氯苯甲酰基乙酸乙酯(25.6g,113.0mmol),(Z)-1,4-二溴-2-丁烯(25.4g,118.8mmol),碳酸钾(77.8g,563.0mmol)和丙酮800ml加入到1.5L的反应瓶中,升温至80℃回流7小时,过滤碳酸钾固体,滤饼分别用丙酮400ml洗涤2次,滤液减压蒸除丙酮得到1-(2-氯苯甲酰基)环戊-3-烯-1-羧酸乙酯(即R1为乙基的式(III)化合物),干燥得27.2g,收率86.4%。
将实施例1制备得到的R1为乙基的式(III)化合物进行核磁共振氢谱(1H NMR)和碳谱(13C NMR)检测,检测数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.88-7.90(m,1H),7.36-7.46(m,3H),5.72(s,2H),4.18(s,3H),2.73(s,1H),2.23(s,2H),2.19(s,2H),1.27(s,3H);
13C NMR(100MHz,CDCl3):δ194.97,169.76,132.95,131.34,130.96,129.93,129.51,128.68,126.77,61.12,53.16,40.74,30.75,14.13.
实施例2:R1为乙基的式(III)化合物的制备
将邻氯苯甲酰基乙酸乙酯(25.6g,113.0mmol),(Z)-1,4-二溴-2-丁烯(25.4g,118.8mmol),碳酸钾(77.8g,563.0mmol)和二氯甲烷800ml加入到1.5L的反应瓶中,升温至45℃回流7小时,过滤碳酸钾固体,滤饼分别用二氯甲烷400ml洗涤2次,滤液减压蒸除二氯甲烷得到1-(2-氯苯甲酰基)环戊-3-烯-1-羧酸乙酯,干燥得22.6g,收率71.8%。
实施例3:R1为乙基的式(III)化合物的制备
将邻氯苯甲酰基乙酸乙酯(25.6g,113.0mmol),(Z)-1,4-二溴-2-丁烯(25.4g,118.8mmol),碳酸钾(77.8g,563.0mmol)和乙醚800ml加入到1.5L的反应瓶中,升温至40℃回流7小时,过滤碳酸钾固体,滤饼分别用乙醚200ml洗涤2次,滤液减压蒸除乙醚得到1-(2-氯苯甲酰基)环戊-3-烯-1-羧酸乙酯,干燥得23.8g,收率75.6%。
实施例4:化合物(IV)的制备
将实施例1制得的1-(2-氯苯甲酰基)环戊-3-烯-1-羧酸乙酯(18.0g)和无水乙醇200ml加入到500ml三口瓶中搅拌溶解,加入KOH水溶液(35%,51.0g,322.6mmol),加热至55℃,反应4.5小时,减压蒸除乙醇,加入纯化水300ml,乙酸乙酯200ml搅拌萃取分液,水相使用盐酸溶液调节pH值为2,分别用二氯甲烷200ml萃取3次后合并二氯甲烷相,无水Na2SO4干燥后减压蒸除二氯甲烷得1-(2-氯苯甲酰基)环戊-3-烯-1-羧酸,干燥得15.1g,收率93.2%。
将实施例4制备得到的化合物(IV)进行核磁共振氢谱(1H NMR)和碳谱(13C NMR)检测,检测数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.90-7.94(m,1H),7.38-7.43(m,3H),5.94(s,2H),2.97(s,2H),2.90(s,2H);
13C NMR(100MHz,CDCl3):δ195.11,173.40,136.73,130.74,130.71,129.51,129.08,127.67,127.56,56.24,33.46.
实施例5:化合物(IV)的制备
将实施例2制得的1-(2-氯苯甲酰基)环戊-3-烯-1-羧酸乙酯(18.0g)和无水甲醇200ml加入到500ml三口瓶中搅拌溶解,加入KOH水溶液(35%,51.0g,322.6mmol),加热至50℃至60℃,反应4-5小时,减压蒸除甲醇,加入纯化水300ml,乙酸乙酯200ml搅拌萃取分液,水相使用盐酸溶液调节pH值为2,分别用二氯甲烷200ml萃取3次后合并二氯甲烷相,无水Na2SO4干燥后减压蒸除二氯甲烷得1-(2-氯苯甲酰基)环戊-3-烯-1-羧酸,干燥得14.4g,收率88.8%。
实施例6:化合物(IV)的制备
将实施例3制得的1-(2-氯苯甲酰基)环戊-3-烯-1-羧酸乙酯(18.0g)和无水乙醇200ml加入到500ml三口瓶中搅拌溶解,加入KOH水溶液(35%,51.0g,322.6mmol),加热至50℃至60℃,反应4-5小时,减压蒸除乙醇,加入纯化水300ml,乙酸乙酯200ml搅拌萃取分液,水相使用硫酸溶液调节pH值为1~3,分别用二氯甲烷200ml萃取3次后合并二氯甲烷相,无水Na2SO4干燥后减压蒸除二氯甲烷得1-(2-氯苯甲酰基)环戊-3-烯-1-羧酸,干燥得14.9g,收率91.9%。
实施例7:化合物(V)的制备
将实施例4制得的1-(2-氯苯甲酰基)环戊-3-烯-1-羧酸(10.0g,39.9mmol),200ml无水乙醇加入到500ml单口瓶中搅拌溶解,加入钯碳(5%,2.2g),通入氢气,反应3小时,过滤,滤饼用无水乙醇20ml洗涤2次,减压浓缩蒸除乙醇得1-(2-氯苯甲酰基)环戊-1-羧酸,干燥得9.2g,收率93.3%。
实施例8:化合物(V)的制备
将实施例5制得的1-(2-氯苯甲酰基)环戊-3-烯-1-羧酸(10.0g,39.9mmol),200ml无水甲醇加入到500ml单口瓶中搅拌溶解,加入钯碳(5%,2.2g),通入氢气,反应3小时,过滤,滤饼用无水甲醇20ml×2洗涤,减压浓缩蒸除乙醇得1-(2-氯苯甲酰基)环戊-1-羧酸,干燥得8.3g,收率82.3%。
实施例9:化合物(V)的制备
将实施例6制得的1-(2-氯苯甲酰基)环戊-3-烯-1-羧酸(10.0g,39.9mmol),200ml无水异丙醇加入到500ml单口瓶中搅拌溶解,加入钯碳(5%,2.2g),通入氢气,反应3小时,过滤,滤饼用无水异丙醇20ml×2洗涤,减压浓缩蒸除乙醇得1-(2-氯苯甲酰基)环戊-1-羧酸,干燥得8.2g,收率81.4%。
实施例10:化合物(I)的制备
将实施例7制得的1-(2-氯苯甲酰基)环戊-1-羧酸(8.5g,33.6mmol),和50ml甲苯加入到100ml三口瓶中搅拌,升温至130℃回流5-6小时,降温至室温,减压浓缩蒸除甲苯即得邻氯苯基环戊酮,干燥得6.4g,收率91.2%,将所得化合物(I)进行HPLC检测,纯度94.38%。
将实施例10制备得到的化合物(I)进行核磁共振氢谱(1H NMR)和碳谱(13C NMR)检测,检测数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.91-7.93(m,1H),7.35-7.35(m,3H),2.23-2.26(m,2H),2.16-2.19(m,2H),1.57-1.63(m,4H);
13C NMR(100MHz,CDCl3):δ195.57,173.92,136.73,130.74,130.71,130.27,129.08,127.43,52.98,33.21,23.69.
本申请描述了多个实施例,但是该描述是示例性的,而不是限制性的,并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是,在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述步骤(i)中,碱为碳酸钾、碳酸钠或其组合;
或者,所述步骤(i)所述反应是在第一溶剂中进行,所述第一溶剂为丙酮、二氯甲烷、氯仿、乙醚、乙腈、苯、四氯化碳、N,N-二甲基甲酰胺或其多种的混合物;优选地,所述第一溶剂为丙酮、二氯甲烷、乙醚、乙腈或其多种的混合物。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其中,所述步骤(i)中,第一溶剂为丙酮、碱为碳酸钾;或者,第一溶剂为丙酮、碱为碳酸钠;或者,第一溶剂为乙腈、碱为碳酸钾;或者,第一溶剂为乙腈、碱为碳酸钠;或者,第一溶剂为二氯甲烷、碱为碳酸钾;或者,第一溶剂为二氯甲烷、碱为碳酸钠;或者,第一溶剂为乙醚、碱为碳酸钾;或者,第一溶剂为乙醚、碱为碳酸钠。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述步骤(ii)中,化合物(III)在pH=10~11的条件下,经碱解后,再加酸调pH=1~3,得到化合物(IV);任选地,
所述碱解所用的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂或其组合;和/或
所述加酸所用的酸为盐酸、硫酸、硝酸或其组合;和/或
所述步骤(ii)的水解反应是在第二中溶剂中进行,所述第二溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、水或其混合物。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,所述步骤(ii)中,第二溶剂为乙醇/水混合物,碱为氢氧化钾、酸为盐酸;或者,第二溶剂为乙醇/水混合物,碱为氢氧化钾、酸为硫酸;或者,第二溶剂为乙醇/水混合物,碱为氢氧化锂、酸为硝酸;或者,第二溶剂为甲醇/水混合物,碱为氢氧化钾、酸为盐酸;或者,第二溶剂为甲醇/水混合物,碱为氢氧化钠、酸为硫酸;或者,第二溶剂为甲醇/水混合物,碱为氢氧化钠、酸为硝酸;或者,第二溶剂为乙醇,碱为氢氧化钾、酸为盐酸;或者,第二溶剂为乙醇,碱为氢氧化钾、酸为硫酸。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述步骤(iii)的还原反应是在第三溶剂中进行,所述第三溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、水或其混合物;和/或
所述步骤(iii)中的还原反应是在金属催化剂存在下进行的,所述金属催化剂为铂碳、钯碳、雷尼镍或其混合物。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法,其中,所述步骤(iv)的脱羧反应是在第四溶剂中进行,所述第四溶剂为甲苯、二甲苯、四氯化碳、1.4-二氧六环、四氢呋喃或其多种的混合物;和/或者,步骤(iv)中脱羧反应的反应温度为130℃~140℃。
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ÁLVARO GUTIÉRREZ-BONET等: "Fe-Catalyzed Regiodivergent [1,2]-Shift of α-Aryl Aldehydes" * |
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