TW201908280A - 製備5-氟-2-甲基-3-硝基苯甲酸及其甲酯的方法 - Google Patents
製備5-氟-2-甲基-3-硝基苯甲酸及其甲酯的方法Info
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Abstract
本發明有關一種製備5-氟-2-甲基-3-硝基苯甲酸及其甲酯的方法,該方法通過將5-氟-2-甲基苯甲酸與發煙硝酸和發煙硫酸轉化,然後用甲醇轉化。
Description
本發明公開了一種通過用發煙硝酸和發煙硫酸將5-氟-2-甲基苯甲酸轉化並隨後用甲醇轉化來製備5-氟-2-甲基-3-硝基苯甲酸及其甲酯的方法。
Rucaparib(也被稱為CO-338)是多聚ADP-核糖聚合酶(PARP)抑制劑的抑制劑。
Rucaparib正在開發用於治療患有傾向於PARP抑制劑敏感性的癌症的患者。
Gillmore等人(Org. Process Res. Dev.,16,1897-1904)公開了使用5-氟-2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯製備Rucaparib。通過用濃硫酸和濃硝酸硝化然後酯化,將5-氟-2-甲基苯甲酸兩步轉化為5-氟-2-甲基-3-硝基苯甲酸甲酯,得到棕色固體,產率為52%。
需要一種具有更高產率和更高純度的方法。
發現使用發煙硫酸和發煙硝酸增加產率。另外獲得無色產物。不期望有的二硝基衍生物的含量也很低。
如果沒有另外說明,則使用以下縮寫:
Eq 當量
TFA 三氟乙酸
wt% 重量百分比
本發明的主題是用於製備式(2)化合物的方法:
所述方法包括第一步驟STEP1,第一步驟STEP1包括第一反應REAC1,在第一反應REAC1中,式(1)化合物:
通過濃硫酸、發煙硫酸和發煙硝酸的混合物MIX的作用轉化為式(2)的化合物。
本發明的詳細描述:
優選地,濃硫酸是常規的濃硫酸,更優選濃硫酸具有含量為94 wt%至100wt%的H2
SO4
,甚至更優選為95wt%至100wt%的H2
SO4
,特別為96wt%至100wt%的H2
SO4
;所述wt%基於濃硫酸的重量。
優選地,發煙硫酸是常規發煙硫酸,更優選地,發煙硫酸含50wt%至70wt%的SO3
,甚至更優選地,發煙硫酸含60wt%至70wt%的SO3
。
優選地,發煙硝酸是常規的發煙硝酸,優選發煙硝酸具有含量為95wt%至100wt%的HNO3
,更優選發煙硝酸具有含量為98wt%至100wt%的HNO3
。
優選地,MIX包含:濃硫酸,相對於式(1)化合物,其具有數量為4-12倍莫耳當量的H2
SO4
,發煙硫酸,相對於式(1)化合物,其具有數量為1-4倍莫耳當量的H2
SO4
,發煙硝酸,相對於式(1)化合物,其具有數量為1-2倍莫耳當量的HNO3
。
更優選地,MIX包含:濃硫酸,相對於式(1)化合物,其具有數量為4-6倍莫耳當量的H2
SO4
,發煙硫酸,相對於式(1)化合物,其具有數量為2-4倍莫耳當量的H2
SO4
,發煙硝酸,相對於式(1)化合物,其具有數量為1.5-2倍莫耳當量HNO3
。
優選MIX中的濃硫酸、發煙硫酸和發煙硝酸的量合計為95wt%至100wt%,更優選MIX中的濃硫酸、發煙硫酸和發煙硝酸的量合計為98wt%至100wt%,所述wt%是基於濃硫酸的總重量;甚至更優選MIX由濃硫酸、發煙硫酸和發煙硝酸組成。
第一反應REAC1可以分批或以連續方式進行。
優選第一反應REAC1的反應溫度TEMP1為-10至30℃,更優選為-5至25℃。
優選地,第一反應REAC1的反應時間TIME1為1秒至2小時,更優選為10分鐘至1.5小時。
當第一反應REAC1分批完成時,那麼優選第一反應REAC1的反應溫度TEMP1為-10至20℃,更優選為-5至5℃。
當第一反應REAC1以連續方式完成時,那麼優選第一反應REAC1的反應溫度TEMP1為10至30℃,更優選為15至25℃。
當第一反應REAC1分批完成時,那麼優選地,第一反應REAC1的反應時間TIME1為30分鐘至2小時,更優選為45分鐘至1.5小時。
當第一反應REAC1以連續方式完成時,那麼優選地,第一反應REAC1的反應時間TIME1為1秒至30分鐘,更優選為10秒至25分鐘,甚至更優選為10秒至10分鐘,特別為10秒至5分鐘,更特別為10秒至1分鐘。
當第一反應REAC1分批進行時,優選將式(1)化合物溶解在濃硫酸和發煙硫酸的混合物中以形成溶液,然後將該溶液與發煙硝酸混合以提供給第一反應REAC1;更優選將發煙硝酸加入到所述溶液中以提供給第一反應REAC1。
當第一反應REAC1以連續方式完成時,則優選將式(1)化合物溶解在濃硫酸和發煙硫酸的混合物中,形成溶液SOL1;然後將該溶液與濃硫酸、發煙硫酸和發煙硝酸的混合物MIX1連續混合以提供第一反應REAC1。
優選地,SOL1包含:濃硫酸,相對於式(1)化合物,其具有數量為2至10倍莫耳當量的H2
SO4
,更優選為2至7.5倍,甚至更優選為3.5至5倍莫耳當量的H2
SO4
,發煙硫酸,相對於式(1)化合物,其具有數量為1至10倍莫耳當量的H2
SO4
,更優選為1.2至6倍,甚至更優選為1.8至3.6倍莫耳當量的H2
SO4
。
優選地,MIX1包含:濃硫酸,相對於式(1)化合物,其具有數量為0.5至10倍莫耳當量的H2
SO4
,更優選為0.5至5倍,甚至更優選為0.5至2.5倍,尤其優選為0.5至1倍莫耳當量的H2
SO4
,發煙硫酸,相對於式(1)化合物,其具有數量為0.1至10倍莫耳當量的H2
SO4
,更優選為0.1至5倍,甚至更優選為0.1至2倍,尤其為0.1至1倍,更尤其為0.2至0.4倍莫耳當量的H2
SO4
,發煙硝酸,相對於式(1)化合物,其具有數量為1.0至5倍莫耳當量的HNO3
,更優選為1.2至3.5倍,甚至更優選為1.5至2倍莫耳當量的HNO3
。
當反應第一反應REAC1以連續方式完成時,則優選在混合裝置MIXDEV中進行第一反應REAC1,其中將含有式(1)化合物的進料FEED1與含有發煙硝酸的進料FEED2混合,混合結果是反應混合物。
優選地,FEED1是SOL1,並且FEED2是MIX1。
MIXDEV可以是用於混合兩種流體並且在現有技術中已知的任何合適的裝置,例如公共分支連接(例如,T形或Y形件)、靜態混合裝置或微型反應器,優選靜態混合裝置或微型反應器。
靜態混合裝置(例如,靜態混合器)在化學工藝技術的所有領域已經很成熟並廣泛應用。靜態混合裝置的特徵在於,與動態混合裝置相比,只有要混合的介質才會運動。液體或氣體僅通過泵送能量進行混合,而靜態混合裝置中的幾何上限定的混合元件保持在適當位置。諸如Fluitec(Seuzachstrasse, 8413 Neftenbach, 瑞士)或 Sulzer Ltd(Neuwiesenstrasse 15, 8401 Winterthur, 瑞士)之類的公司尤其是眾所周知的靜態混合裝置供應商。
微反應器,也稱為微結構反應器,是其中化學反應在典型橫向尺寸小於1毫米的約束結構(confinement)內發生的裝置;這種約束結構最典型的形式是微通道。微反應器是連續流反應器。它們已成功地應用於實驗室、中試和生產規模。例如,Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT(Joseph-von-Fraunhofer Strasse 7, 76327 Pfinztal, 德國)研製並提供這種微反應器。
優選地,靜態混合裝置具有管或板的形式,其包含為反應混合物的流動提供障礙並由此實現組分混合的裝置。
優選地,微反應器包含以實現混合的方式佈置的微通道。
在第一反應REAC1之後,式(2)化合物可以通過本領域技術人員已知的常規方法分離和純化。這些常規方法包括用水猝滅來自第一反應REAC1的反應混合物、萃取、蒸餾、優選分餾,其可以在減壓、結晶、色譜法、過濾、洗滌或這些方法的任何組合的情況下進行。
本發明的另一主題是一種製備式(6)的化合物的方法,
其包括第一步驟STEP1和第二步驟STEP2,第二步驟STEP2包括第二反應REAC2,在第二反應REAC2中,通過在第一步驟STEP1中的第一反應REAC1獲得的式(2)化合物與甲醇反應以提供式(6)化合物;第一步驟STEP1如上文所定義,其所有實施方式也如此。
優選地,第二反應REAC2中甲醇的莫耳量為式(2)化合物的莫耳量的1至50倍,更優選為5至20倍,甚至更優選為7.5至15倍。
優選,第二反應REAC2是在酸ACID2存在下完成的,酸ACID2優選為H2
SO4
。
優選,酸ACID2的莫耳量是式(2)化合物莫耳量的1至50倍,優選是1至40倍,更優選是1至30倍,更優選是5至20倍。
第二反應REAC2可以分批或以連續方式進行。
優選第二反應REAC2的反應溫度TEMP2為80℃至120℃,進一步優選為90℃至110℃。
優選地,第二反應REAC2的反應時間TIME2優選為10秒鐘至24小時,進一步優選為1分鐘至12小時。
當第二反應REAC2分批完成時,那麼優選地,第二反應REAC2的反應時間TIME2為30分鐘至24小時,更優選為從1小時分鐘至12小時。
當第二反應REAC2以連續方式完成時,那麼第二反應REAC2的反應時間TIME2從10秒鐘至30分鐘,更優選從1分鐘至15分鐘。
優選第一反應REAC1和第二反應REAC2兩者都以連續方式進行,並且優選在不分離式(2)的化合物的條件下連續進行,優選將來自第一反應REAC1的反應混合物用作第二反應REAC2的底物進料,優選不中斷進料流。
在第二反應REAC2之後,可以通過常規方法分離和純化式(6)化合物,這是本領域技術人員所公知的。這些常規方法包括用水猝滅來自從第二反應REAC2的反應混合物、萃取、蒸餾、優選分餾,其可以在減壓、結晶、色譜、過濾、洗滌或這些方法的任何組合下進行。
HPLC法
柱:Phenomenex Kinetex C-18 100×4.6mm, 2.6微米
溫度:25℃
溶劑A:乙腈
溶劑B∶0.05%(v/v)水性TFA
流量:1.3毫升/分鐘
梯度(v/v):
在30分鐘內:溶劑A:溶劑B從5%:95%至95%:5%
在1分鐘內:溶劑A:溶劑B從95%:5%至5%:95%
4分鐘:溶劑A:溶劑B為5%:95%
二硝基衍生物,式(4)化合物:
比較實施例1-用濃硫酸和65wt%的硝酸水溶液:
將10.0g(0.065mol,1當量)式(1)化合物溶於67.4g濃硫酸(0.688 mol,10.6當量)中。將該溶液冷卻至0℃,加入7.5g硝酸(65wt%的水溶液,0.078mol,1.2當量)。在0℃下攪拌1小時後,HPLC色譜圖顯示轉化率為80%,以及45%的二硝基衍生物,即式(4)化合物。
比較實施例2-用濃硫酸和發煙硝酸:
將10.0g(0.065mol,1當量)式(1)化合物溶於67.4g濃硫酸(0.688mol,10.6當量)中。將溶液冷卻至0℃,加入5.0g發煙硝酸(99wt%,0.078mol,1.2當量)。在0℃下攪拌1小時後,HPLC色譜圖顯示轉化率為80%,以及42%的二硝基衍生物,即式(4)化合物。
實施例1-用發煙硫酸和發煙硝酸:
將10.0g(0.065mol,1當量)的式(1)化合物溶解在67.4g濃硫酸(0.688mol,10.6當量,96wt%至100wt%)和9.6g發煙硫酸(65%的SO3
,0.078莫耳,1.2當量)。將溶液冷卻至0℃,加入7.5g發煙硝酸(99wt%,0.078mol,1.2當量)。在0℃下攪拌1小時後,HPLC色譜圖顯示完全轉化,以及小於0.5%的二硝基衍生物,即式(4)的化合物。
實施例2-用發煙硫酸和用發煙硝酸進行連續流動硝化,然後酯化:
硝化步驟:
為連續流動硝化製備兩種進料,進料1和進料2:
進料1:125g發煙硝酸(99wt%,1.98mol),94.54g濃硫酸(0.90mol,96至100wt%)和31.46g發煙硫酸(0.32mol)
進料2:177.55g式(1)化合物(1.12mol),522.45g濃硫酸(5.06mol,96wt%至100wt%和300g發煙硫酸(3.05mol)
進料1和進料2通過對於每種進料使用單獨的泵來泵送。進料1用9.139 g/min泵入,進料2用55.861 g/min泵入。
兩種進料最初使用兩塊板預冷至20℃,一塊板用於進料1,具有19.5毫升的內部體積,一塊板用於進料2,具有25.77毫升的內部體積。在冷卻至20℃之後,將進料在所述反應器中混合,所述反應器為FlowPlate®A5微型反應器,工藝板LL(Ehrfeld Mikrotechnik BTS GmbH, D-55234 Wendelsheim,德國),在20℃下,容量為10.28毫升,停留時間為17秒。從反應器排出的式(2)化合物的粗產品溶液構成了第三進料,即進料3。進料3的樣品的HPLC色譜圖顯示完全轉化,以及小於0.5%的二硝基衍生物,即式(4)化合物。60分鐘後,用二氯甲烷清洗系統。進料3直接用於下一步酯化反應。
酯化步驟:
進料3以9.834 g/min泵送,以及第四進料(即進料4,其為甲醇)以8.792 g/min(11當量)的流率泵送。
最初,使用兩塊板將所述兩種進料預熱至100°C,一塊板用於進料3,具有5.13毫升的內部體積,一塊板用於進料4,具有11.97毫升的內部體積。在加熱到所述100℃後,將所述進料在所述反應器中混合。所述反應器是一台FlowPlate®A5微型反應器(mikroreactor),工藝板LL(Ehrfeld Mikrotechnik BTS GmbH, D-55234 Wendelsheim,德國),容量為2.05毫升,在100℃時,停留時間為6分鐘。然後將離開反應器的反應溶液通過在100°C被加熱的線圈,提供6分鐘的停留時間。離開線圈的式(6)化合物的粗產物溶液的樣品的HPLC色譜圖顯示完全轉化,以及小於0.5%的起始物質,即式(2)化合物。20分鐘後,用甲醇清洗系統。將所述粗產物溶液冷卻至20℃,由此沉澱式(6)化合物,固體通過過濾分離並且在真空下(40°C,20毫巴,10小時)乾燥。獲得221g式(6)化合物,其為無色固體(產率:90%,純度:99.2%)。
Claims (12)
- 一種用於製備式(2)化合物的方法,該方法包括第一步驟STEP1,第一步驟STEP1包括第一反應REAC1,在第一反應REAC1中,式(1)化合物通過濃硫酸、發煙硫酸和發煙硝酸的混合物MIX的作用轉化為式(2)化合物。
- 根據請求項1所述的製備方法,其中,所述濃硫酸具有含量為94wt%至100wt%的H2 SO4 ;所述wt%基於所述濃硫酸的重量。
- 根據請求項1或2所述的製備方法,其中,所述發煙硫酸含有50wt%至70wt%的SO3 。
- 根據請求項1至3中的任意一項所述的製備方法,其中,所述發煙硝酸具有含量為95wt%至100wt%的HNO3 。
- 根據請求項1至4中的任意一項所述的製備方法,其中, MIX包含: 濃硫酸,相對於所述式(1)化合物,其含有數量為4倍至12倍莫耳當量的H2 SO4 ,發煙硫酸,相對於式(1)化合物,其含有數量為1倍至4倍莫耳當量的H2 SO4 ,發煙硝酸,相對於式(1)化合物,其含有數量為1倍至2倍莫耳當量的HNO3 。
- 根據請求項1至5中的任意一項所述的製備方法,其中,基於所述MIX的總重量,在MIX中的所述濃硫酸、發煙硫酸和發煙硝酸的量合計為95wt%至100wt%,更優選為98wt%至100wt%,甚至更優選MIX由濃硫酸、發煙硫酸和發煙硝酸組成。
- 根據請求項1至6中的任意一項所述的製備方法,其中,所述第一反應REAC1的反應溫度TEMP1為-10℃至30℃。
- 根據請求項1至7中的任意一項所述的製備方法,其中,所述第一反應REAC1的反應時間TIME1為1秒至2小時。
- 根據請求項1至8中的任意一項所述的製備方法,其中,第一反應REAC1是以連續的方式完成。
- 一種用於製備式(6)化合物的方法,其包括第一步驟STEP1和第二步驟STEP2; 第二步驟STEP2包括第二反應REAC2,在第二反應REAC2中,通過在第一步驟STEP1中的第一反應REAC1獲得的式(2)化合物與甲醇反應以提供式(6)化合物, 其中第一步驟STEP1如請求項1中所定義。
- 根據請求項10所述的製備方法,其中,第二反應REAC2在酸ACID2存在下完成,酸ACID2是H2 SO4 。
- 根據所述請求項10或11所述的製備方法,其中,第一反應REAC1和第二反應REAC2都以連續方式完成並且連續進行而不分離式(2)化合物。
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