第25卷2015年8月第4期 总126期 中国药物化学杂志 Chinese Journal of Medicinal Chemistry Vo1.25 No.4 P.280 Aug.2015 Sum 126 文章编号:1005—0108(2015)04—0280—05 DOI:10.14142 ̄.cnki.cn21—1313/r.2015.04.006 溴替的合成工艺研究 杜德平 ,郑忠辉 ,杨爱荣 ,康东伟 ,王剑平 ,刘新泳 (1.山东新华制药股份有限公司,山东淄博255095;2.山东大学药学院,山东济南250012) 摘要:目的合成溴替并优化其合成工艺。方法以2一氯苯甲酸乙酯为起始原料,经酰化、缩合、酰化、碘 交换、氨解、环化、溴化、硫化、加成消除、环化、精制得到目标化合物溴替。结果与结论经10步反应和纯 化制得目标产物溴替,其结构经。H—NMR、”C—NMR、MS确证。改进后的工艺条件温和、操作简便、产品 质量易控,总收率3.94%(以2一氯苯甲酸乙酯计),纯度99.90%,适合工业化生产。 关键词:溴替;化学合成;镇静催眠剂 中图分类号:R914 文献标志码:A 溴替为原西德Boehringer Ingheim(贝林 格-因格海姆)公司研究开发的噻嗯并二氮革类安 l 合成路线 文献报道的溴替合成方法较多 ,按 1,2,4-环成环的顺序实际上主要分为两大 类。一类是最后一步环合制得1,2,4一环,得 眠药,于1985年12月上市。1988年6月28日, 日本贝林格一因格海姆公司获得溴替的销售 许可,商品名为Lendormin。放射配体结合试验 证明,脑内存在着地西泮特异性结合的苯二氮革 受体。其分布密度以皮质为最高,其次为边缘系 统和中脑,再次为脑干和脊髓。这一分布状态与 脑内抑制性递质 一氨基丁酸(GABA)的A型受 体(GABAA)的分布基本一致。苯二氮革类能增 到目标产物溴替 环 ;另一类是先环合制得 1,2,4一环,最后一步制得1,4.二氮杂革 ,得到目标产物溴替。第一大类方法 最后一步成1,2,4一环反应比较容易进行,实 际操作中也证明该步反应完全,不易产生杂质,产 强GABA神经传递功能和突触抑制效应,并能促 进GABA与GABAA受体结合。GABAA受体 是氯离子通道的门控受体,由二个O/和二个JB亚 基( 2 )构成c1一通道,其中 亚单位上有 GABA受点,GABA与此受点结合时,C1一通道开 品质量容易控制。第二大类方法最后一步成1, 4一二氮杂革环,合成路线经历了环合氧氮杂环、再 开环并环合得到二氢二氮杂革环、最后脱氢制得 1,4-二氮杂革环等步骤,此方法中几个中问体结 构与溴替相似,容易带人溴替中,造成产 品质量不合格,而且该类方法合成路线较长,合成 工艺略显复杂。本文作者对文献资料进行分析对 比,选择工艺相对简便、产品质量易控的第一大类 方法,在参考相关文献 的基础上,设计了一条 溴替的优化合成路线,合成路线见图I。 该路线以2一氯苯甲酸乙酯(2)为起始原料, 放,cl一内流增加,使神经细胞超极化,产生抑制效 应。在 亚单位上则有苯二氮革受体,当该受体 激动时,可促进GABA与GABAA受体结合而使 c1一通道开放频率增加,cl~内流增加。溴替 作为短效苯二氮革药物,具有与中枢神经系统苯 二氮革受体专一性结合的特性,适用于短期失眠 患者的治疗和麻醉前给药。该药在缩短入睡时间 经酰化、缩合、酰化、碘交换、氨解、环化、溴化、硫 的同时还可增加睡眠持续时间。本文对溴替 的合成工艺进行研究。 收稿日期:2015—02—05 化、加成消除、环化10步反应制得溴替粗 品,再经两次精制制得目标产物溴替(1),总 作者简介:杜德平(1969一),男(汉族),山东淄博人,博士,高级工程师,主要从事药物合成研究; 通讯作者: 王剑平(1967一),男(汉族),山东淄博人,高级工程师,主要从事药物合成研究,Tel:(0533)2196226, E—mail:zbwangjianping@sina.com;刘新泳(1963~),男(汉族),山东青岛人,博士,教授,博士生导师,从 事抗病毒药物的设计、合成与活性研究,Tel:(0531)88382005,Fax:(0531)88382548,E.mail:xinyon ̄@sdu. edu.cao 第4期 杜德平等:溴替的合成工艺研究 281 收率3.94%(以化合物2计)。 本文作者主要对中间体3、4、5和中间体7 的合成及后处理方法等进行了改进。优化后的溴 Cl CH3CN,t-BuOK 替合成路线反应条件温和,操作及后处理简 便,目标化合物溴替的纯度大于或等于 99.90%(HPLC法检测),利于实现工业化生产。 c。 H [ N] 3 21 ・----—HO,'A-S fs7oH Cl CH2CI2 2 4 ClCH2COCI dioxane NH3 -————— CH2CI: 5 6 7 Br2 -------——---— Br P2S5 pyridine pyridine 8 9 Br 二2 坚2:坚 .Br MeOH triethyl orthoacetate— Br 10 11 Figure 1 The synthetic route to brotizolam 2 实验部分 熔点采用天津大学精密仪器厂YRT一3型 2.1 2-氯苯甲酰乙腈(3)的合成 向四颈瓶中加入2一氯苯甲酸乙酯(2)18.46 g (100.0 mmo1)、四氢呋喃60 mL、叔丁醇钾 熔点仪测定;核磁共振谱采用Bruker Avance一 400型核磁共振仪测定(TMS为内标);质谱采用 Agilent液质联用质谱仪(1100 HPLC/MSD) 测定。 11.22 g(100.0 mmo1),冰盐浴冷却到0℃以下, 滴加乙腈5.2 mL(100.0 mmo1),控制温度0℃ 以下,滴毕继续搅拌反应1 h。反应混合物中加 水35 mL和正己烷35 mL,搅拌10 min,分液,水 2一氯苯甲酸乙酯由金坛德培化工有限公司提 供,纯度大于99%;2,5.二羟基-1,4-二噻烷由石 层用正己烷20 mL洗涤,用浓盐酸调节pH值为 2.0,用二氯甲烷(20 mL×3)提取,合并有机相,经 无水硫酸钠干燥后过滤,得含中间体3的二氯甲烷 家庄东诚化工有限公司提供,纯度大于99%;其 他试剂为市售分析纯和化学纯,使用前未经纯化。 溶液(文献[1]:收率84%,熔点未报道)。 282 中国药物化学杂志 第25卷 2.2 2-氨基-3一(2.氯苯甲酰基)噻吩(4)的合成 向四颈瓶中加入上步含中间体3的二氯甲烷溶 液和2,5一二羟基-1,4-二噻烷5.22 g(34.3 mmo1), 升温至35℃,滴加三乙胺1.82 mL,滴毕升温回流 反应20 h。反应混合物倾倒入300 mL水中,用二 氯甲烷(100 mL×3)提取,合并有机层,依次经 0.2 mol・L 盐酸(120 mL X 3)、水(120 mL)、 0.2 mol-L 氢氧化钠溶液(120 mL X 3)和 0.5 tool・L 氯化钠溶液(120 mL×3)洗涤,无 水硫酸钠干燥,过滤,滤液减压浓缩,剩余物经乙 醇重结晶,得淡黄色固体(4)8.25 g,两步总收率 34.7%,mp 136.0—136.6 oC(文献[3]:未报道收 率,mp 139~141 oC)。MS m/z:238.0[M+H] 。 2.3 2.氯乙酰胺基_3-(2-氯苯甲酰基)噻吩(5) 的合成 向四颈瓶中加入23.77 g(100.0 retoo1)中间 体4、120 mL二氧六环和17.40 g(172.0 mmo1) 三乙胺,水浴冷却,缓慢滴加氯乙酰氯28.5 mL (358.1 mrno1),滴毕室温反应2 h。搅拌下将反 应混合物倾倒入碳酸钾35.66 g与水475 mL配 制的溶液中,冰浴冷却继续搅拌2 h。过滤,用水 反复洗涤至中性,滤饼干燥后经乙醇重结晶,得淡 黄色固体(5)23.13 g,收率73.62%,mp 128.2~ 129.9 oC(文献[3]:未报道收率,mp 132~ 134 oC)。MS m/z:313.9 I M—H I一。 H—NMR (300 MHz,DMSO—cf6) :12.27(S,1H),7.50~ 7.64(m,4H),7.05(d,J=5.7 Hz,1I-1),6.69(d, J -m.6.0 Hz,1H),4.73(S,2H)。 2.4 2-碘乙酰胺基.3-(2-氯苯甲酰基)噻吩(6) 的合成 向四颈瓶中加入31.42 g(100.0 mmo1)中间 体5、16.60 g(110.7 mmo1)无水碘化钠和314 mL 丙酮,升温回流反应2 h。反应混合物减压浓缩,剩 余物加入200 mL水和200 mL二氯甲烷,搅拌 10 min,分液,有机层经无水硫酸钠干燥,过滤,滤 液减压浓缩,剩余物经乙醇重结晶,得黄色固体 (6)30.53 g,收率75.27%,mp 88.7—89.9 oC (文献[3]:未报道收率,mp 89~92 oC)。MS m/z:405.9[M+H] 。 H.NMR(300 MHz, DMSO一 ) :11.91(S,1H),7.47—7.63(m,4H), 7.013(d,J=5.7 Hz,1H),6.65(d,J=5.7 Hz, 1I-I),4.31(S,21-])。 2.5 2-氨基乙酰胺基-3-(2-氯苯甲酰基)噻吩 (7)的合成 向四颈瓶中加入2o.28 g(50.0 mmo1)中间体6 和314 mL二氯甲烷,降温至一4o℃,通氨气100 g, 通毕氨气,于一30℃反应6 h。反应混合物慢慢升 至室温,将多余的氨气挥发掉,加入水314 mL洗涤, 有机层经无水硫酸钠干燥,过滤,滤液减压浓缩,剩 余物加乙酸乙酯150 mL溶解,用0.5 mol・L 盐酸 (100 mL X2)萃取,合并酸水层,用碳酸钠中和, 析出大量固体,抽滤,滤饼用水反复洗涤至中性。 干燥,得淡黄色固体(7)13.17 g,收率89.35%, mp 155.2~156.5℃(文献[3]:未报道收率,mp 158—160 oC)。MS m/z:295.0[M+H] 。 H.NMR(300 Hz,DMSO—d6)6:7.53~7.62(m, 2H),7.48—7.52(m,2H),6.94(d,J=5.7 Hz, 1H),6.62(d,.,=5.7 Hz,1H),5.94(br S,3H), 3.47(S,2H)。 2.6 7-溴_5・(2-氯苯基)-1,3-二氢噻吩并[2,3- e]-1,4-二氮杂革-2-酮(9)的合成 向四颈瓶中加入29.48 g(100.0 mmo1)中间 体7、240 mL正丁醇和20.1 mL冰醋酸,升温回流 反应2 h。反应混合物冷却至室温,加入吡啶 44.3 mL,室温下滴加溴素7.6 mL(148.3 mmo1), 滴毕,室温反应2 h。冷却至5~10℃,过滤,滤饼 用体积分数50%乙醇洗涤,干燥,得土黄色固体 (9)19.71 g,收率55.43%,mp 246.9~247.7 oC (分解)(文献[6]:收率57.3%,熔点未报道)。 MS m/z:356.9[M+H] 。 H—NMR(300 MHz, DMSO—d6)6:11.53(br S,1H),7.49~7.53(Ill, 2i-i),7.44~7.48(m,2i-i),6.59(S,1I-i),4.30(S, 2I-i)。 2.7 7-溴_5-(2-氯苯基)・1,3-二氢噻吩并[2,3- e]-1,4一二氮杂革.2-硫酮(1O)的合成 向四颈瓶中加入35.56 g(100.0 retoo1)中间 体9、20.10 g(90.43 mmo1)五硫化二磷以及 300 mL吡啶,升温至55~65℃,反应4 h。反应 混合物冷却至1O℃以下,倾入到预冷10℃以 下的饱和氯化钠溶液300 mL中,过滤,滤饼依次 用水(100 mL×5)、乙醇(40 mL)、环己烷 (4o ITlL)洗涤,真空干燥,得棕褐色固体(10) 26.52 g,收率71.35%,mp 207.7~211.2 oC(分 解)(文献[5]:收率49.92%,mp 214 oC分解)。 MS m/z:372.9[M+H] 。 H—NMR(300 MHz, DMSO-d6) :13.6(br S,1H),7.52~7.54(m, 2I-i),7.42~7.50(m,2H),6.65(S,1H),4.74(S, 2H)。 第4期 杜德平等:溴替的合成工艺研究 283 2.8 7-溴_5_-(2-氯苯基)-2-肼基-1,3-二氢噻吩并 [2,3-e]-1,4-二氮杂革-2-酮(11)的合成 向四颈瓶中加入中间体1O 37.17 g (100.0 mmo1)、无水甲醇300 mL和质量分数 80%水合肼13.41 g(214.3 mmo1),室温反应 4 h。反应混合物冷却至10℃以下,过滤,滤饼 依次用水(40 mL×2)、乙醇(40 mL)、环己烷 (40 mL)洗涤,真空干燥,得黄褐色固体(11) 29.77 g,收率80.52%,mp 295.5—299.4℃(文 献[5]:收率87.10%,mp 300℃分解)。MS m/z:370.9I M+H l 。 H—NMR(300 MHz,DM- SO一 ) :9.40(br S,1H),7.34~7.48(m,4H), 6.36(S,1H),4.71(br S,2H),4.16(S,2H)。 2.9溴替(1)的合成 向四颈瓶中加入36.97 g(100.0 mmo1)间体 l1和300 mL原乙酸三乙酯,升温至80~90℃, 反应1 h。反应混合物冷却至l0℃以下,过滤, 滤饼用叔丁基甲基醚(40 mL×2)洗涤,真空干 燥,得土黄色固体37.05 g,收率94.11%(文献 [5]:粗品收率90.25%)。经无水乙醇重结晶两 次,活性炭脱色,得白色固体粉末(1)28.39 g,总 精制率76.63%,mp 209.1~209.7 oC(文献[5]: 粗品mp 211~213℃)。MS m/z:394.9[M+ H] 。 H—NMR(300 MHz,DMSO—d6) :7.44— 7.53(m,4H),6.90(S,1H),4.87(br S,2H),2.62 (S,3H)。”C—NMR(75 MHz,DMSO—d6) : 163.4,152.4,149.5,137.5,136.0,131.3,131.2, 130.8,129.9,129.6,128.6,127.4,108.6,46.3, 11.4 3讨论 文献[1—2]报道了制备中间体3的方法,该 方法使用的碱为氢化钠和叔丁醇钾,其中氢化钠 非常容易起火,危险性大,因此本文作者使用叔丁 醇钾,主要参考文献[1]进行了中间体3的制备。 文献[1]报道的投料顺序为先加乙腈,再用 30 min时间投入叔丁醇钾,由于叔丁醇钾易吸 潮,投料较麻烦,而且在加入叔丁醇钾的瞬间,温 度会有一个快速上升的过程。本工艺改变投料方 式,改为先将叔丁醇钾投人,再慢慢滴加乙腈,解 决了叔丁醇钾吸潮影响反应的问题,而且滴加乙 腈反应温度易控,反应温和,投料简便。 本文作者在实验中发现,中间体3极不稳 定,放置1个月,几乎全部分解。在文献[1]中使 用的原萃取溶剂为甲苯,其蒸馏过程对中间体3 的稳定性不利。因而在实验过程中设法将中间体 3后处理过程与中间体4的制备工艺结合起来, 用二氯甲烷作为萃取溶剂替代甲苯,萃取完毕,溶 液直接进入中间体4的制备过程中,二氯甲烷即 作为中间体3的萃取溶剂,也作为中间体4的反 应溶剂,去掉了分离中间体3所需要的蒸馏、干 燥等步骤,节省了时间和操作成本,更重要的是解 决了中间体3不稳定、不能保存的问题。 文献[3]报道的中间体4的制备中,反应溶 剂为乙醇,但反应原料在乙醇中溶解度较小,反应 物为浆状液,有大量的原料不溶,是非均相反应, 对反应不利。本文作者将原反应溶剂乙醇用二氯 甲烷替换,原料全溶,反应液澄清,为均相反应,有 利于反应的进行。而且二氯甲烷是上一步中间体 3的后处理萃取溶剂,上一步萃取完毕就可以直 接进行中间体4的制备,这样将两步反应恰当地 结合了起来。 文献[3]报道的中间体5的制备中,缚酸剂 为碳酸钾,但实验中发现该方法得到的中间体5 纯度较差,粗品纯度大约在85%左右,需要多次 重结晶才能提高纯度,这样不但提高了处理成本, 也降低了收率。本文作者将原缚酸剂碳酸钾用三 乙胺替换,粗品质量明显提高,纯度在98%左右, 不用精制就可以用于下一步反应。 文献[3]报道的中间体7的制备方法中,后 处理操作是在反应结束后,以二氯甲烷、水进行萃 取分层,二氯甲烷层干燥、蒸干;剩余物用乙醚溶 解,用稀盐酸萃取,酸水层用碳酸钠中和,再用二 氯甲烷萃取;二氯甲烷层干燥、蒸干得到中间体 7。该后处理过程中用到乙醚,危险性较大,本文 作者摸索多种溶剂,发现使用乙酸乙酯效果较好, 其他一些溶剂要么对中间体7溶解度太大,不方 便萃取到酸水中;要么溶解杂质情况不理想,得到 的产品纯度低。用乙酸乙酯替代乙醚,萃取过程 即可以有效去除杂质,工艺也比较安全。在中间 体7的后处理中发现酸水层用碳酸钠中和后,中 间体7以细小颗粒状结晶形式析出,经过滤、干 燥即得,没有必要按文献[3]的操作再用二氯甲 烷萃取。优化工艺后得到的中间体7与文献[3] 工艺得到的中间体7质量一致,但本文的工艺更 为安全,操作简便,成本较低。 参考文献: [1] SANADA T,ODAKA K,AMANO H.Azomethine 中国药物化学杂志 compound:JP,2010083969[P].2010—04—15. 第25卷 4H—S—triazolo[3,4-c]-thieno一[2,3-e]一1,4-diaz— epines:US,20020147190A1[P].2002—10—10. 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Study on the synthetic process of brotizolam DU De—ping , ,ZHENG Zhong—hui ,YANG Ai—rong ,KANG Dong—wei , WANG Jian—ping .LIU Xin.yong (1.Shandong Xinhua Pharmaceutical Co.Ltd.,Zibo 255095,China; 2.School of Pharmaceutical Sciences,Shandong University,Ji nan 250012,China) Abstract:Brotizolam was used for the treatment of insomnia and preoperative sedative and hypnoticIn this .paper,the synthesis of brotizolam was improved.In the first step,the 2.chlorobenzoic acid ethyl ester was used as the starting material,brotizolam was prepared through acylationcondensation,acylation,iodine ex— ,change,ammonolysis,cyclization,bromination,vulcanization,addiion—elimination。cyclization reactiton and further purification.The structure was confirmed by H.NMR”C—NMR and MSThe improved process has ,.several advantages,such as mild conditions,simple operations.The total yield of the procedure is 394%and .he purity of tthe final product iS 99.90%.It was more suitable for industrial productionH3Cy/N ̄ . Cl COOC2H5 Key words:brotizolam;chemical synthesis;sedative and hypnotic agents