十、羧酸酯的还原
(S)-2-氨基-3-(4-硝基苯基)-1-丙醇
C9H12N2O3,196.21
【英文名】 (S)-2-Amino-3-(4-nitrophenyl)-1-propanol
【性状】 淡黄色固体。
【制法】 Buckingham J,Glen R C,Hill A P,et al.J Med Chem,1995,38(18):3566.
于反应瓶中加入乙醇-水(v/v,100∶90)190 mL,硼氢化钠13.0 g(0.34 mol),搅拌溶解,滴加由(S)-4-硝基苯丙氨酸甲酯盐酸盐(2)21.2 g(0.0946 mol)溶于乙醇-水(体积比,100∶90)190 mL的溶液。加完后搅拌回流反应2.5 h。冷却,析出沉淀。过滤,滤液减压蒸出部分乙醇,冷却,又析出部分沉淀,过滤,干燥,得淡黄色固体(1)8.44 g,收率46%。
【用途】 偏头疼治疗药佐米曲普坦(Zolmitriptan)等的中间体。
γ-苯基丙醇
C9H12O,136.19
【英文名】 γ-Phenylpropanol,3-Phenylpropanol,3-Phenyl-1-propanol
【性状】 无色液体。bp 235℃,119℃/1.6 kPa。 0.995, 1.5357。溶于70%的乙醇和乙醚,微溶于水。
【制法】 Shriner R L and Philip R Ruby.Org Synth,1963,Coll Vol 4:798.
于高压反应釜中加入肉桂酸乙酯(2)57 g(0.32 mol),铬-铜-钡催化剂5 g,减压抽出空气,再用氢气冲洗。通入氢气至20 MPa,加热至250℃,直至不再吸收氢气为止(约5~8 h)。还原结束后,冷却,放去残压,取出液体。过滤除去催化剂,催化剂用乙醚洗涤。合并滤液和洗涤液,蒸出乙醚,而后减压分馏,收集110~112℃/1.0 kPa的馏分,得(1)27 g,收率85%。
【用途】 利胆醇(3-Phenyl-1-propanol)原料药。
2-苯基-1,3-丙二醇
C9H12O2,152.19
【英文名】 2-Phenyl-1,3-propanediol
【性状】 白色固体。mp 49~51℃。
【制法】 张灿,张慧斌,黄海燕,黄文龙.中国医药工业杂志,1996,27(10):468.
于反应瓶中加入无水乙醇190 mL,苯基丙二酸二乙酯(2)21.6 mL(0.1 mol),分批加入金属钠27.6 g(1.2 mol),待金属钠反应完后,用水稀释,蒸出乙醇,而后回流反应1 h。分出有机层,水层用乙醚提取3次。合并有机层,无水硫酸钠干燥。过滤,浓缩,得浅黄色液体(1)粗品10.4 g,收率68.5%。减压蒸馏,收集158~164℃/0.667 kPa的馏分,固化后mp 49~51℃。
【用途】 抗癫痫药非尔氨酯(Felbamate)等的中间体。
4-甲基-5-羟甲基咪唑盐酸盐
C5H8N2O·HCl,148.59
【英文名】 4-Methyl-5-hydroxyimidazole hydrochloride
【性状】 白色固体。mp 220℃。
【制法】 高生辉.中国医药工业杂志,1993,24(3):136.
于10 L反应瓶中加入液氨8 L,快速加入(约5 min)工业金属钠条269 g,静置5nin。搅拌,逐渐加入4-甲基-5-咪唑甲酸乙酯(2)干粉400.8 g(2.6 mol,约25 min加完)。加完后搅拌10 min,而后先慢后快滴加甲醇417 g。加完后加入氯化铵800 g(快加,以不溢料为度)。加完后继续搅拌20 min。水浴加热赶出氨至尽,加入4.4 L用氯化氢饱和的异丙醇溶液,回流1.5 h。冷至50℃,通入干燥氯化氢至反应液pH2.5。冷至40℃,抽滤,用1.6 L 40℃的异丙醇分2次洗涤。合并滤液和洗涤液,浓缩至1 L。搅拌下冷至0℃,放置过夜。抽滤,用0.4 L丙酮分2次洗涤,干燥,得化合物(1)343.8 g,收率89%。母液可以回收15 g。
【用途】 胃药西咪替丁(Cimetidine,又称甲氰咪胍)合成中间体。
1,10-癸二醇
C10H22O2,174.28
【英文名】 1,10-Decanediol
【性状】 无色结晶,mp 72~74℃。溶于乙醇,难溶于水。
【制法】 方法1 吕加国,杨济秋等.中国医药工业杂志,1999,22(8):342.
将癸二酸二乙酯19.5 g溶于乙二醇二甲醚60 mL中,加入无水三氯化铝8 g,硼氢化钠6.84 g,搅拌反应1 h。加入5 mol/L的盐酸300 mL,析出固体。过滤,水洗至中性,干燥。用石油醚-苯重结晶,得化合物(1)12 g,收率87%。
方法2 Manske R H.Org Synth,1943,Coll Vol 2:154.
于安有搅拌器、通气导管、回流冷凝器(安一只氯化钙干燥管)、滴液漏斗的干燥的反应瓶中,加入癸二酸二乙酯(2)65 g(0.25 mol),无水乙醇800 mL。搅拌下冰水浴冷却。一次加入新鲜的、切成块的金属钠70 g(3.0 mol),反应剧烈进行,有氢气放出。待反应平稳后,水浴加热,直至金属钠反应完全。稍冷后,加入水300 mL,蒸出乙醇。最后减压蒸馏以除去残存的乙醇。加入热水600 mL,静置冷却。分出油状物(水层保留),冷后固化。固体物用少量水洗涤,真空干燥。固体物用苯提取四次(250 mL×4),合并苯层,活性炭脱色。浓缩至60 mL左右,加入200 mL乙醇,过滤,再浓缩至60 mL左右,加入等体积的苯,加热溶解。冷却,溪淳固体。抽滤,乙醚洗涤,得1,10-癸二醇(1)32 g,mp 72~74℃,收率73%。
【用途】 抗菌药奥替尼啶(Octenidine hydrochloride)等的中间体。
拉米夫定
C8H11N3O3S,229.25
【英文名】 Lamivudine
【性状】 白色结晶。mp 158~160℃。
【制法】 ①Jin H,Siddiqui M A,Evans C A,et al.J Org Chem,1995,60(8):2621.②王先登,陈国华,熊成文.中国药物化学杂志,2008,18(3):203.
于反应瓶中加入THF 2 mL,氩气保护下加入四氢锂铝19 mg(0.5 mmol),搅拌下慢慢加入化合物(2)67 mg(0.18 mol)溶于1 mL THF的溶液,加完后继续搅拌反应30 min。加入甲醇3 mL终止反应,加入硅胶5 g,继续搅拌30 min。将其转入装有硅藻土和硅胶的短层析柱中,用乙酸乙酯-己烷-甲醇(1∶1∶1)洗脱,得胶状固体。与甲苯一起共沸蒸馏,得化合物(1)38 mg,收率94%。乙酸乙酯-甲醇中重结晶,得白色结晶,mp 158~160℃。
【用途】 抗病毒药拉米夫定(Lamivudine)原料药。
环丁基甲醇
C5H10O,86.13
【英文名】 Cyclobutylmethanol
【性状】 无色液体。bp 141~143℃。
【制法】 ①孙庆棻,周建议等.中国医药工业杂志,1988,19(9):416.②戴慧芳,刘朝晖,李南等.中国药物化学杂志,2003,13(2):102.
于安有搅拌器、回流冷凝器、滴液漏斗的反应瓶中,加入无水乙醚160 mL,氢化铝锂7.6 g,搅拌下慢慢滴加环丁基甲酸乙酯(2)25.6 g(0.2 mol)的乙醚溶液。加完后继续搅拌反应2 h。慢慢加入水分解未反应的氢化铝锂。过滤,乙醚充分洗涤。合并滤液和洗涤液,无水硫酸钠干燥。蒸出乙醚,继续蒸馏,收集141~143℃的馏分,得无色液体(1)15 g,收率87%。
【用途】 镇痛药布托啡诺(Butorphanol)、纳丁啡(Nalbuphine)等的中间体。
3-氟-4-吗啉基苯基甲醇
C11H14FNO2,211.14
【英文名】 (3-Fluoro-4-morpholinophenyl)methanol
【性状】 白色固体。
【制法】 Barbachyn M R,Cleek G J,Dolak L A,et al,J Med Chem,2003,46(2):284.
于反应瓶中加入LiAlH4 0.797 mg(21.0 mmol),干燥的THF 50 mL,冷至0℃,氮气保护,搅拌下(浆状物)慢慢滴加由3-氟-4-吗啉基苯甲酸甲酯(2)3.35 g(14.0 mmol)溶于50 mL干燥THF的溶液。撤去冰浴,室温搅拌反应16 h。TLC检测反应完全。冷至0℃,小心地用水0.8 mL、15%的氢氧化钠水溶液0.8 mL、水2.4 mL淬灭反应。搅拌30 min后,加入乙酸乙酯100 mL,用硅藻土过滤,乙酸乙酯洗涤。减压浓缩,得白色固体(1)3.0 g,收率100%。
【用途】 新药开发中间体。
1-苄基-4-苯氨基-4-哌啶甲醇
C18H22N2O,282.39
【英文名】 1-Benzyl-4-anilino-4-piperidinemethanol
【性状】 白色固体。mp 73.9℃。
【制法】 ①杨玉龙等.药学学报,1990,25(3):253.②陈芬儿.有机药物合成法:第一卷.北京:中国医药科技出版社,1999:702.
于反应瓶中加入化合物(2)136 g(0.42 mol)和1.1 L苯,搅拌回流后,迅速加入氢化铝锂31.9 g(0.84 mol)和苯200 mL的悬浮液,加毕,继续搅拌回流5 h。冷却,将反应物倒入适量冰水中,用30%氢氧化钠溶液调至碱性。分出有机层,水层用苯提取数次。合并有机层,水洗。过滤,滤液用无水硫酸镁干燥。过滤,减压回收溶剂,向剩余油状物中加入乙醇适量,通入干燥氯化氢气体,析出固体,过滤,将固体溶于适量水中,用30%氢氧化钠溶液调至pH碱性,析出固体,过滤,干燥,得(1)100.6 g,收率81.3%,mp 73.9℃。
【用途】 镇静药盐酸阿芬太尼(Alfentanil hydrochloride)中间体。
(S)-(+)-2-氨基丙醇
C3H9NO,.75.11
【英文名】 (S)-(+)-2-Aminopropanol
【性状】 无色液体。bp 85℃/1.33 kPa。 +17.76℃(纯品) +20.3℃(c=6.45,96%乙醇)。溶于二氯甲烷、乙酸乙酯等。
【制法】 ①孙昌俊,曹晓冉,王秀菊.药物合成反应——理论与实践.北京:化学工业出版社,2007:77.②陈坤,龚平.精细化工,2004,21(3):188.
于反应瓶中加入(S)-丙氨酸(2)17.8 g(0.2 mol),乙醇300 mL,冰盐浴冷至0℃,搅拌下滴加氯化亚砜24 g(0.2 mol),控制内温在0~5℃。加完后于35~40℃反应4~5 h,减压蒸出乙醇约170 mL。冷却备用。
于反应瓶中(装置同上)加入NaBH423 g(0.65 mol),110 mL冷水,搅拌下室温滴加上述溶液,约1 h加完,加完后继续室温搅拌反应4 h。滤去不溶物。滤液减压浓缩至原体积的四分之一,用乙酸乙酯反复提取。合并乙酸乙酯层、无水硫酸钠干燥。减压除去乙酸乙酯后,收集72~74℃/1.05 kPa的馏分,得化合物(1)12.0 g,收率79%。
【用途】 喹诺酮类抗菌药左氧氟沙星(Levofloxacin)等的中间体。
3-吡啶甲醇盐酸盐
C6H7NO·HCl,145.59
【英文名】 Pyridin-3-ylmethanol
【性状】 浅黄色结晶。mp 118~120℃。
【制法】 赵彦伟,唐龙骞等.中国医药工业杂志,2002,33(9):427.
于反应瓶中加入烟酸乙酯(2)9.06 g(0.06 mol),无水乙醚100 mL,搅拌下慢慢滴加由氢化铝锂1.9 g溶于200 mL无水乙醚的溶液。加完后继续搅拌反应15 min。慢慢滴加乙醇25 mL以分解未反应的还原剂。加入20%的盐酸30 mL,分出水层。水层用氢氧化钠溶液调至pH8,乙醚提取3次。合并乙醚层,无水硫酸钠干燥。过滤,通入干燥的氯化氢气体至不再出现沉淀。过滤,乙醚洗涤,干燥,得化合物(1)5.9 g,收率67.6%,mp 118~120℃。
【用途】 预防和治疗绝经后妇女骨质疏松病药物利塞膦酸钠(Risedronate sodium)中间体。
4-(2-氨基-1-羟乙基)-2-羟甲基苯酚
C9H13NO3,183.21
【英文名】 4-(2-Amino-1-hydroxyethyl)-2-(hydroxymethyl)phenol
【性状】 白色结晶。mp 151~152℃。
【制法】 张永塘,李振群等.中国医药工业杂志,2001,32(4):183.
于反应瓶中加入5-氨基乙酰基水杨酸甲酯(2)5.2 g(0.02 mol),硼氢化钠1.2 g(0.03 mol),1,3-二甲基-3-咪唑烷酮(DMI)25 mL。冷至0℃,搅拌下慢慢滴加由三氯化铝1.5 g溶于DMI的溶液,控制温度不超过45℃。加完后继续室温搅拌反应1 h,而后加热至130℃反应2 h。冷至室温,将反应物倒入由15 mL浓盐酸和100 g碎冰配制的体系中,充分搅拌。氯仿提取,有机层用无水硫酸钠干燥。过滤,减压蒸出溶剂,剩余物用乙酸乙酯重结晶,得白色结晶化合物(1)4.2 g,mp 151~152℃,收率91.6%。
【用途】 β-肾上腺素能激动剂沙美特罗(Salmeterol)的重要中间体。
环己基甲醛
C7H12O,112.17
【英文名】 Cyclohexanecarboxaldehyde
【性状】 无色液体。bp 76.5~77.5℃/6.38 kPa。 1.4495。
【制法】 Weissman P M,Brown H C.J Org Chem,1966,31(1):283.
于安有搅拌器、通气导管、滴液漏斗的反应瓶中,加入环己基甲酸苯酯(2)51.1 g(0.25 mol),无水THF 30 mL,通入干燥的氮气,冷至0℃。慢慢滴加1.29 mol/L的三叔丁氧基氢化铝锂(LTBA)-THF溶液194 mL(0.25 mol),约20 min加完。加完后于0℃继续搅拌反应5 h。慢慢加入10 mL 2.5 mol/L的硫酸,将反应物倒入碎冰中,加入戊烷200 mL。生成大量白色沉淀,随着慢慢加入200 mL冷的2.5 mol/L的硫酸而逐渐溶解,充分搅拌后分出有机层,水层用戊烷100 mL提取。合并有机层,水洗,加入固体碳酸氢钠充分摇动,再水洗4次。无水硫酸镁干燥,蒸出溶剂,减压蒸馏,收集56℃/2.59 kPa的馏分,得化合物(1)19.5 g,收率58.3%。
【用途】 治疗高血压疾病药物美拉加群(Melagatran)、福辛普利(Fosinopril)等的中间体。
5-羟基-4-辛酮
C8H16O2,144.22
【英文名】 5-Hydroxy-4-octanone,Butyroin
【性状】 无色液体。mp -10℃,bp 180~190℃,95℃/2.7 kPa。0.9231, 1.4290。溶于乙醇、乙醚,微溶于水。
【制法】 方法1 ①勃拉特(Blatt H A).有机合成:第二集.南京大学有机化学教研室译.北京:科学出版社,1964:78.②余爱农,孙宝国.精细化工,1997,5:19.
于5 L反应瓶中加入新鲜的金属钠93 g(4.0 mol),二甲苯150 mL,加热使钠熔化,剧烈搅拌下冷却制成钠砂。倾去二甲苯,用无水乙醚洗涤4~5次后,加入无水乙醚1.3 L。搅拌下慢慢滴加丁酸乙酯(2)15 mL,使反应开始,乙醚回流。保持回流状态滴加218 g丁酸乙酯(2)(共用丁酸乙酯232 g,2.0 mol)。加完后继续回流反应1 h。金属钠消失,生成黄色的固体钠盐。冰浴冷却,慢慢滴加由210 g浓硫酸与350 mL水配成的稀酸。静置过夜,使硫酸钠结晶完全。倾出乙醚层,以乙醚洗涤硫酸钠结晶。合并乙醚层,以20%的碳酸钠洗涤,无水碳酸钾干燥。水浴加热蒸馏,回收乙醚。剩余物减压分馏,收集80~86℃/1.4 kPa的馏分。合并前馏分和后馏分,再进行分馏,共得(1)95~101 g,收率65%~70%。
方法2 Stecter H,Ramsch R Y,Kuhlmann H.Synthesis,197,6,11:734.
于安有搅拌器、温度计、回流冷凝器、通气导管的反应瓶中,加入催化剂3-苄基-5-(2-羟乙基)-4-甲基-1,3-噻唑盐酸盐13.4 g(0.05 mol),正丁醛(2)72.1 g(1 mol),三乙胺30.3 g(0.3 mol),300 mL无水乙醇。慢慢通入氮气,搅拌下加热至80℃反应1.5 h。冷至室温,减压浓缩。得到的黄色液体倒入500 mL水中,加入150 mL二氯甲烷。分出有机层,水层用二氯甲烷提取2次,每次150 mL。合并有机层,依次用饱和碳酸氢钠溶液、水各300 mL洗涤。回收溶剂后减压分馏,收集90~92℃/1.73~1.86 kPa的馏分,得产品(1)51~54 g,收率71%~74%。
【用途】 食品用香料。