CN115010605A - 2-氟-3-三氟甲基苯胺的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2‑氟‑3‑三氟甲基苯胺的制备方法,利用2‑氟‑三氟甲基苯作为起始原料,通过n‑BuLi拔氢,二氧化碳干冰插羰得到2‑氟‑3‑三氟甲基苯甲酸;再通过DPPA反应直接得到目标产物2‑氟‑3‑三氟甲基苯胺。本发明缩短了合成步骤,改善了可操作性,消除了放大效应,适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及药物合成技术领域,特别涉及一种2-氟-3-三氟甲基苯胺的制备方法。
背景技术
由于氟原子电负性强及原子半径小,含氟化合物具有很多独特的性质,在生物化学、医药、农药、染料等领域中具有很重要的应用价值。目前在医药及农药中很多产品至少含有一个氟原子。在这些化合物中,三氟甲基化合物占有很大的比重。由于三氟甲基基团的特殊结构,可以使得底物具有很强的极性、稳定性和亲油性,因此由其合成的化合物比传统的一些中间体具有更强的活性,备受国内外关注。目前,三氟甲基苯及其一系列产品成为一组重要的有机中间体,其品种系列化,性能优异化,功能高效化已经成为了有机中间体领域研究及开发的热点。
2-氟-3-三氟甲基苯胺类产品作为一种重要的精细化工中间体,能够应用于医药和农药产品中。研究发现,能够有效治疗肆虐全球的新冠肺炎的药物,其可以通过2-氟-3-三氟甲基苯胺作为中间体合成得到,因此,该化合物近年来成为了医药化工领域的热点产品。但是目前关于2-氟-3-三氟甲基苯胺及其合成方法虽有文献报道,但是反应放大效应明显,不易控制,存在较大的安全风险,总收率较低,不适用于工业化生产。因此需要开发一个原料易得,操作方便,反应易于控制,安全风险较低,总体收率较高,适合工业化生产的合成方法。已报道的路线如下:
该路线从2-氟-三氟甲基苯出发,通过插羰反应得到酸,然后做成酰氯,酰胺,再通过Hofmann 重排得到目标产物。但是,该路线中Hofmann重排反应剧烈,不易控制,存在很大的安全风险,不适合工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于解决现有合成方法存在的上述问题,提供一种2-氟-3-三氟甲基苯胺的制备方法,缩短了合成步骤,改善了可操作性,消除了放大效应,适合工业化生产。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种2-氟-3-三氟甲基苯胺的制备方法,
选择以下方案之一:
方案1包括如下步骤:
(1)化合物Ⅰ与正丁基锂进行锂卤交换后得到相应的苯基锂化合物,苯基锂化合物原位与二氧化碳干冰反应得到化合物Ⅱ;
(2)化合物Ⅱ与氯化亚砜反应得到化合物Ⅲ;
(3)化合物Ⅲ与叠氮化钠反应得到化合物Ⅳ;
方案2包括如下步骤:
(1)化合物Ⅰ与正丁基锂进行锂卤交换后得到相应的苯基锂化合物,苯基锂化合物原位与干冰反应得到化合物Ⅱ;
(2)化合物Ⅱ不经分离纯化直接和DPPA反应得到化合物Ⅳ。
方案2利用2-氟-三氟甲基苯(化合物I)作为起始原料,通过n-BuLi拔氢,二氧化碳干冰插羰得到2-氟-3-三氟甲基苯甲酸(化合物Ⅱ);再通过DPPA反应直接得到目标产物2-氟-3-三氟甲基苯胺(化合物Ⅳ)。
作为优选,方案1和方案2的步骤(1)中,化合物I:正丁基锂:干冰的摩尔比=1:0.5-2.5: 0.5-5.0。
方案1和方案2的步骤(1)中,反应使用的溶剂为四氢呋喃、正己烷、正庚烷、乙醚、甲基叔丁基醚中的一种或几种。
作为优选,方案1和方案2的步骤(1)中,反应温度为-78℃~30℃,反应时间为1-10小时。最优选,反应温度为-78℃,反应时间为2~3小时。
作为优选,方案1的步骤(2)中,化合物Ⅱ:氯化亚砜的摩尔比=1:1.0-2.0。反应使用的溶剂为甲苯、二氯甲烷中的一种或几种。
作为优选,方案1的步骤(2)中,反应温度为0-40℃,反应时间为1-24小时。
作为优选,方案1的步骤(2)中,以DMF作为催化剂,DMF用量为DMF:化合物Ⅱ的摩尔比=0.01-0.2:1。
最优选,方案1的步骤(2)中,化合物Ⅱ:氯化亚砜的摩尔比为1:1.2,催化剂DMF 的量为0.1摩尔当量,反应温度为25℃,反应时间为3~6小时。
作为优选,方案1的步骤(3)中,化合物Ⅱ:叠氮化钠的摩尔比=1:1.0-1:1.8。更优选,化合物Ⅱ:叠氮化钠=1:1.5反应使用的溶剂为甲苯、二甲基亚砜中的一种或几种。
作为优选,方案1的步骤(3)中,反应温度为10-120℃,反应时间为1-24小时。更优选,反应温度为70~80℃,反应时间为12小时。
作为优选,方案2的步骤(2)中,化合物Ⅱ:DPPA的摩尔比=1:0.5-3.0。反应使用的溶剂为四氢呋喃、正己烷、正庚烷、乙醚、甲基叔丁基醚、甲苯、二氯甲烷中的一种或几种。方案2的步骤(2)中,化合物Ⅱ与DPPA在碱性环境中反应,提供碱性环境的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、吡啶、咪唑、三乙胺、二异丙基乙胺中的一种或几种。接着在酸性环境中淬灭反应,提供酸性环境的酸为盐酸、硫酸、醋酸、三氟乙酸、甲基磺酸、酒石酸、草酸中的一种或几种。
作为优选,方案2的步骤(2)中,反应温度为0-110℃,反应时间为1-48小时。更优选,反应温度为20~30℃,反应时间为20小时。
本发明的有益效果是:缩短了合成步骤,改善了可操作性,消除了放大效应,适合工业化生产。
具体实施方式
下面通过具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中,若非特指,所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常规方法。
2-氟-3-三氟甲基苯胺为化合物Ⅳ,工艺路线如下:
方案1:
(1)化合物Ⅰ在与正丁基锂进行锂卤交换后得到相应的苯基锂化合物;苯基锂化合物原位与二氧化碳干冰反应得到化合物Ⅱ;
(2)化合物Ⅱ通过与氯化亚砜反应得到化合物Ⅲ;
(3)化合物Ⅲ与叠氮化钠反应得到化合物Ⅳ。
实施例1:
步骤一:
在反应釜中加入化合物Ⅰ(1.6kg,9.75mol),5V(5倍体积,1g:5mL)的四氢呋喃,搅拌溶解。降温至-78℃,滴加正丁基锂正己烷溶液(2.5M,4L)。约4小时滴毕,搅拌1小时,慢慢分批次加入干冰至原料消失,升温至0℃,加入稀盐酸溶液(2mol/L),4V(4倍体积)的甲基叔丁基醚,搅拌分层,水层用2V(2倍体积)甲基叔丁基醚萃取一次,合并有机相,饱和氯化钠溶液洗涤一次,无水硫酸钠干燥1小时,过滤,得滤液,减压浓缩至无液体流出,加入正庚烷(6L),搅拌1小时,过滤,滤饼用正庚烷洗涤,得湿品1.7kg,50℃鼓风烘箱干燥至恒重,得白色粉末状固体化合物Ⅱ,1.5kg。摩尔收率92%,HPLC纯度97.8%。1H NMR (600MHz,DMSO)δ13.70(s,1H),8.16(dd,J=10.7,4.0Hz,1H),7.99(dd,J=10.2,3.9Hz, 1H),7.50(t,J=7.8Hz,1H)。
步骤二:
在反应釜中投入化合物Ⅱ(208.1g,1.0mol),二氯甲烷(2L)和催化量DMF,开启搅拌,0-10℃下滴加二氯亚砜(129.8g,1.1mol),滴完继续反应2-3小时,升至室温后,搅拌3-4小时,浓缩除去二氯亚砜,得到270g油状物化合物III,直接投入下一步。
步骤三:
在反应釜中加入化合物III(270g,1.0mol,按化合物II计算),加入甲苯(1L),加入叠氮化钠(97.5.,1.5mol),搅拌下加热至80℃,反应2小时,降温,加入水洗涤无机盐,分层,水相用甲苯(0.5L)萃取一次,合并有机相,浓缩得到油状粗品,再用油泵精馏,收集30~32℃的馏分,140.0g(化合物Ⅳ),摩尔收率78%,HPLC纯度99.4%。1H NMR(600MHz,DMSO) δ7.02(dd,J=15.4,6.7Hz,2H),6.77(dd,J=12.3,5.6Hz,1H),5.60(s,2H)。
方案2:
(1)化合物Ⅰ在与正丁基锂进行锂卤交换后得到相应的苯基锂化合物,苯基锂化合物原位与二氧化碳干冰反应得到化合物Ⅱ;
(2)化合物Ⅱ不经分离纯化直接和DPPA反应可直接得到化合物Ⅳ。
本方案更优路线,路线如下:
实施例2:
步骤一:
在反应釜中加入化合物Ⅰ(3.2kg,19.5mol),5V的四氢呋喃,搅拌溶解。降温至-78℃,滴加正丁基锂正己烷溶液(2.5M,8.5L)。约4小时滴毕,搅拌1小时,慢慢分批次加入干冰至原料消失,升温至0℃,加入稀盐酸溶液(2mol/L),10V的乙醚,搅拌分层,水层用2V乙醚萃取一次,合并有机相,饱和氯化钠溶液洗涤一次,无水硫酸钠干燥1小时,过滤,得滤液,减压浓缩至无液体流出,加入正庚烷(10L),搅拌1小时,过滤,滤饼用正庚烷洗涤,得湿品3.3kg,50℃鼓风烘箱干燥至恒重,得白色粉末状固体(化合物Ⅱ),3.1kg。摩尔收率 95.4%,HPLC纯度98.9%。1H NMR(600MHz,DMSO)δ13.70(s,1H),8.16(dd,J=10.7,4.0 Hz,1H),7.99(dd,J=10.2,3.9Hz,1H),7.50(t,J=7.8Hz,1H)。
步骤二:
在反应釜中投入化合物Ⅱ(208.1g,1.0mol),甲苯(4L,20V)和三乙胺(112.2g,1.1mol),开启搅拌,加入DPPA(238.6ml,1.1mol),室温搅拌2小时,加入叔丁醇(111.2g,1.5mol),升温至回流,回流2小时,降温,减压浓缩除去甲苯,加入乙醚(4L)和水(1.5L),分层,有机层用无水硫酸钠干燥1小时,过滤,浓缩滤液至无液体流出;加入二氯甲烷(1L),搅拌溶清,再加入三氟乙酸(400ml),室温反应16小时;加入水(1.5L*2)洗涤两次,合并水相,滴加饱和碳酸氢钠溶液,调节PH=8,加入乙醚(1.5L*2)萃取两次,合并有机相,无水硫酸钠干燥1小时,过滤,减压浓缩滤液至无液体流出,再用油泵精馏,收集30~32℃的馏分,162.0g(化合物Ⅳ),摩尔收率90.4%,HPLC纯度99.2%。1H NMR(600MHz,DMSO)δ7.02 (dd,J=15.4,6.7Hz,2H),6.77(dd,J=12.3,5.6Hz,1H),5.60(s,2H)。
实施例3:
步骤一:
在反应釜中加入化合物Ⅰ(100.0g,0.61mol),5V的四氢呋喃,搅拌溶解。降温至-78℃,滴加正丁基锂正己烷溶液(2.5M,250ml)。约2小时滴毕,搅拌1小时,分批加入干冰至原料消失,升温至0℃,加入稀盐酸溶液2mol/L),10V的甲基叔丁基醚,搅拌分层,水层用2V 甲基叔丁基醚萃取一次,合并有机相,饱和氯化钠溶液洗涤一次,无水硫酸钠干燥1小时,过滤,得滤液,减压浓缩至无液体流出,加入正庚烷(0.4L),搅拌1小时,过滤,滤饼用正庚烷洗涤,得湿品122g,50℃鼓风烘箱干燥至恒重,得白色粉末状固体,118g。摩尔收率93%, HPLC纯度99.5%。1H NMR(600MHz,DMSO)δ13.70(s,1H),8.16(dd,J=10.7,4.0Hz,1H), 7.99(dd,J=10.2,3.9Hz,1H),7.50(t,J=7.8Hz,1H)。
步骤二:
在反应釜中投入化合物Ⅱ(100g,0.48mol),甲苯(2L,20V)和三乙胺(53.5g,0.53mol),开启搅拌,加入DPPA(238.6ml,1.1mol),室温搅拌2小时,加入叔丁醇(53.4g,0.72mol),升温至回流,回流2小时,降温,加入甲基叔丁基醚(2L)和水(1L),分层,有机层用无水硫酸钠干燥1小时,过滤,浓缩滤液至无液体流出;加入二氯甲烷(500ml),搅拌溶清,再加入三氟乙酸(200ml),室温反应16小时;加入水(500ml*2)洗涤两次,合并水相,滴加饱和碳酸氢钠溶液,调节PH=8,加入甲基叔丁基醚(1L*2)萃取两次,合并有机相,无水硫酸钠干燥1小时,过滤,减压浓缩滤液至无液体流出,再用油泵精馏,收集30~32℃的馏分,77g(化合物Ⅳ),摩尔收率89.5%,HPLC纯度99.6%。1H NMR(600MHz,DMSO)δ 7.02(dd,J=15.4,6.7Hz,2H),6.77(dd,J=12.3,5.6Hz,1H),5.60(s,2H)。
实施例4:
步骤一:
在反应釜中加入化合物Ⅰ(500.0g,3.05mol),5V的四氢呋喃,搅拌溶解。降温至-78℃,滴加正丁基锂正己烷溶液(2.5M,1200ml)。约2小时滴毕,搅拌1小时,加热干品以二氧化碳气体通入反应至原料消失,升温至0℃,加入稀盐酸溶液(2mol/L),9V的甲基叔丁基醚,搅拌分层,水层用2.5V甲基叔丁基醚萃取一次,合并有机相,饱和氯化钠溶液洗涤一次,无水硫酸钠干燥1小时,过滤,得滤液,减压浓缩至无液体流出,加入正庚烷(1.5L),搅拌1 小时,过滤,滤饼用正庚烷洗涤,得湿品630g,50℃鼓风烘箱干燥至恒重,得白色粉末状固体,550g。摩尔收率86%,HPLC纯度99.4%。1H NMR(600MHz,DMSO)δ13.70(s,1H),8.16 (dd,J=10.7,4.0Hz,1H),7.99(dd,J=10.2,3.9Hz,1H),7.50(t,J=7.8Hz,1H)。
步骤二:
在反应釜中投入化合物Ⅱ(100g,0.48mol),甲苯(1L,10V)和三乙胺(53.5g,0.53mol),开启搅拌,加入DPPA(119.3ml,0.55mol),室温搅拌2小时,加入叔丁醇(53.4g,0.72mol),升温至回流,回流2小时,降温,加入甲基叔丁基醚(1L)和水(0.5L),分层,有机层用无水硫酸钠干燥1小时,过滤,浓缩滤液至无液体流出;加入二氯甲烷(500ml),搅拌溶清,再加入三氟乙酸(200ml),室温反应16小时;加入水(500ml*2)洗涤两次,合并水相,滴加饱和碳酸氢钠溶液,调节PH=8,加入二氯甲烷(1L*2)萃取两次,合并有机相,无水硫酸钠干燥1小时,过滤,减压浓缩滤液至无液体流出,再用油泵精馏,收集30~32℃的馏分, 74g(化合物Ⅳ),摩尔收率86%,HPLC纯度99.2%。1H NMR(600MHz,DMSO)δ7.02(dd, J=15.4,6.7Hz,2H),6.77(dd,J=12.3,5.6Hz,1H),5.60(s,2H)。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,并非对本发明作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,方案1和方案2的步骤(1)中,化合物I:正丁基锂:干冰的摩尔比=1:0.5-2.5:0.5-5.0。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,方案1和方案2的步骤(1)中,反应温度为-78℃~30℃,反应时间为1-10小时。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,方案1的步骤(2)中,化合物Ⅱ:氯化亚砜的摩尔比=1:1.0-2.0。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,方案1的步骤(2)中,反应温度为0-40℃,反应时间为1-24小时。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,方案1的步骤(2)中,以DMF作为催化剂,DMF用量为DMF:化合物Ⅱ的摩尔比=0.01-0.2:1。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,方案1的步骤(3)中,化合物Ⅱ:叠氮化钠的摩尔比=1:1.0-1:1.8。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,方案1的步骤(3)中,反应温度为10-120℃,反应时间为1-24小时。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,方案2的步骤(2)中,化合物Ⅱ:DPPA的摩尔比=1:0.5-3.0。
10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,方案2的步骤(2)中,反应温度为0-110℃,反应时间为1-48小时。
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