本發(fā)明涉及醫(yī)藥領域,具體地,涉及一種噁唑烷酮化合物的制備方法。
背景技術:
噁唑烷酮類抗菌藥物是上世紀八十年代逐步發(fā)展起來的一類新型的全合成抗菌素。該類藥物在化學結構上具有噁唑烷酮母核,擁有全新的抗菌機制,對革蘭氏陽性球菌,特別是多重耐藥的革蘭氏陽性球菌,具有較強的抗菌活性,與其他抗菌藥物不存在交叉耐藥現象。
噁唑烷酮類化合物主要合成路線有以下幾種:
路線一(利奈唑胺合成):
路線二(利奈唑胺合成):
路線一和路線二都用了試劑疊氮鈉進行疊氮反應,危險系數高,操作難度大,不利于工業(yè)放大。
路線三(利奈唑胺合成):
路線三中起始原料3-氟苯基異氰酸酯本身毒性很大且?guī)в袣埩舻墓鈿猓森h(huán)收率低,不適合工藝放大。
路線四((s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺的合成,cn01144613.7):
路線四中部分試劑的選擇效果不甚理想,中間體后處理操作不利于工藝放大。
技術實現要素:
為了解決上述技術問題,本發(fā)明提供一種噁唑烷酮化合物:(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺新的制備方法,可操作性強,反應時間顯著縮短,后處理更加簡單,收率明顯提高。
一種新的(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺的制備方法,包括以下步驟:
1)苯基哌嗪和3,4-二氟硝基苯為原料,反應得到3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)硝基苯;
2)3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)硝基苯還原得到3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯胺;
3)3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯胺與氯甲酸芐酯為原料,反應得到n-芐氧羰基-3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯胺;
4)n-芐氧羰基-3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯胺與
5)(r)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲醇和甲烷磺酰氯為原料,反應得到(r)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲醇甲磺酰酯;
6)(r)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲醇甲磺酰酯與鄰苯二甲酰亞胺鉀為原料,反應得到(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基鄰苯二甲酰亞胺;
7)(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基鄰苯二甲酰亞胺在液氨或甲胺水溶液存在下得到(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基胺;
8)(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基胺酸化成鹽,得到(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基胺的鹽;
9)(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基胺鹽酸鹽為原料,?;玫?s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺。
例如,反應方程式如下:
具體的:
步驟一:中間體lt-1的制備工藝
cn01144613.7工藝:
本發(fā)明工藝:
cn01144613.7工藝以二異丙基乙基胺做縛酸劑,合成反應時間105小時。反應完成后,丙酮和水重結晶得產物,最高收率82.32%。
本發(fā)明將縛酸劑改變?yōu)槿野罚a物在乙酸乙酯溶劑中呈固體,直接過濾水洗即得產物,同時反應時間縮短至約72小時,收率提高到92-95%左右。
步驟二:中間體lt-2的制備工藝
cn01144613.7工藝:
cn01144613.7工藝以無水乙醇為溶劑,鐵粉還原。該反應中,鐵粉及其氧化物在反應液中不易去除,反應效率低,最高收率85.54%。
本發(fā)明兩種改進工藝:
第一種改進工藝中,以丙酮為溶劑,鈀碳催化,在30-50℃、甲酸銨下進行還原反應。反應完成后,過濾,濾液濃縮至干,得到中間體lt-2,其收率約95%。
第二種改進采用pd/c-h2體系替代原還原體系,在室溫下進行反應,收率約95%。
改進后,過濾得到的lt-2固體進行下一步反應,或未過濾的lt-2丙酮母液直接進行下一步反應,形成一個連續(xù)反應體系,極大簡化實驗操作,可操作性強。
本發(fā)明的改進工藝解決了鐵粉及其氧化物不容易除去,須用大量乙酸乙酯萃取的問題。收率由cn01144613.7工藝的約80.41%~85.54%提高到95%左右。
步驟三:中間體lt-3的制備工藝
cn01144613.7工藝:
cn01144613.7工藝是在二氯甲烷中,加入中間體lt-2,滴加n,n-二異丙基乙基胺和氯甲酸芐酯,攪拌反應。反應后固體用丙酮和水重結晶,得中間體lt-3,最高收率73.29%。
本發(fā)明兩種改進工藝:
第一種改進工藝,當使用lt-2固體為原料時,以丙酮為溶劑(或以lt-2丙酮母液為原料),用碳酸氫鈉水溶液替代二異丙基乙胺。反應完成后,直接過濾,乙醇-水溶液洗滌,得到中間體lt-3。
第二種改進工藝用氫氧化鈉水溶液替代第一種改進工藝中的碳酸氫鈉水溶液,后處理一致。
改進后,產物后處理更簡單,由原操作需萃取、無水mgso4干燥、減壓蒸餾變?yōu)橹苯佑靡掖?水溶液洗滌,抽濾得中間體lt-3。收率由原工藝的約69.61%~73.29%提高到81%左右。
步驟四:中間體lt-4的制備工藝
制備路線及試劑與cn01144613.7工藝相比無變化:
本發(fā)明簡化了后處理操作:反應完畢后,由原工藝的柱層析變?yōu)榧尤胍宜嵋阴ポ腿?,水洗,有機層濃縮抽濾得到中間體lt-4,收率由原工藝的61.18%~66.02%提高到90%左右。
步驟五:中間體lt-5的制備工藝
制備路線及試劑與cn01144613.7工藝相比無變化:
本發(fā)明簡化了后處理操作:反應結束后,由原工藝需萃取、無水mgso4干燥、減壓蒸餾變?yōu)橹苯舆^濾水洗,得到白色固體lt-5,母液回收,收率由原工藝的約63.86%~70.23%提高到84%左右。
步驟六:中間體lt-6的制備工藝
制備路線及試劑與cn01144613.7工藝相比無變化:
本發(fā)明簡化了后處理方法:反應完成后,由原工藝需萃取、無水mgso4干燥、減壓蒸餾變?yōu)檫^濾,蒸餾濃縮,冷卻析晶,過濾、水洗得到粗品lt-6,可直接用于下一步反應,或經進一步精制用于下一步反應。精制中間體lt-6的過程中,可以使純度提高,精制后收率由原工藝的54.84%~57.47%變?yōu)?0%左右。
終產物(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺制備工藝
cn01144613.7工藝中,(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺的合成是由中間體lt-6經“一鍋法”制備,在此反應過程中,部分雜質被引入至(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺中,不易去除。
為控制中間體質量,本發(fā)明將此“一鍋法”進行拆分調整。拆分后分3步反應完成,并對中間體重新編號,拆分第1步中間體編為lt-7,拆分第2步反應得到的中間體編為lt-8,第3步反應得到終產物(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺,其他編號不變。
拆分后制備工藝如下:
步驟七:中間體lt-7的制備工藝
cn01144613.7工藝:
cn01144613.7工藝以無水乙醇做溶劑,加入25%甲胺水溶液反應,反應完成后直接連續(xù)投料,進入下一步反應。
本發(fā)明改進工藝:
改進工藝將此步獨立,反應直接得到中間體lt-7。
第一種改進以無水乙醇做溶劑,導入40%甲胺水溶液蒸汽攪拌反應。反應完成后冷卻析晶,過濾得白色固體。
第二種改進用液氨(鋼瓶裝)替代第一種改進工藝中的40%甲胺水溶液通入反應,取得與第一種改進工藝一致的效果。
本發(fā)明改進后,反應獨立進行,完成反應后抽濾出物理雜質,濾液冷卻析晶,抽濾固體,直接真空干燥得到中間體lt-7。
同時第二種改進方式采用液氨通入方式,有利于放大生產。
步驟八:中間體lt-8的制備工藝
cn01144613.7工藝為中間體lt-7的酸化成鹽,現將此反應單元獨立。
本發(fā)明在乙醇中,攪拌加入中間體lt-7,滴加過量稀鹽酸溶液。反應完成后,加入活性炭脫色,抽濾后濾液倒入乙醇中攪拌析出固體。過濾、干燥得中間體lt-8。
該步反應通過成鹽的方式,可以去除中間體lt-7中大部分不能成鹽的有機雜質。
步驟九:(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺制備工藝
cn01144613.7工藝:
cn01144613.7工藝將中間體lt-7的鹽酸溶液用氫氧化鈉調節(jié)至弱堿性,加入乙酸酐,反應完成后,乙酸乙酯萃取,蒸干,柱層析,重結晶得(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺。
本發(fā)明改進工藝:
本發(fā)明改進工藝以四氫呋喃做溶劑,乙酸酐為酰化物。反應完成后濾液倒入水中,攪拌析出固體,抽濾,水洗,乙醇打漿,過濾得到白色(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺固體。
本發(fā)明通過改進,去除了(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺后處理過程通過柱層析純化的工藝操作步驟,直接水洗,乙醇打漿得到產品(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺。后三步收率由“一鍋法”的收率20.22%~26.70%提高到了67%左右。
本發(fā)明通過對(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺制備方法各個步驟的改進,收率顯著提高,工藝更加穩(wěn)定,實驗設計和操作更加合理。
具體實施方式
實施例1
(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺制備方法
1、中間體lt-13-氟-4-(4-苯基哌嗪基)硝基苯制備
反應式:
室溫下,300ml玻璃反應瓶中,加入180ml乙酸乙酯,開啟攪拌,加入19.58g苯基哌嗪和12.72g三乙胺,溶液淡黃色。攪拌10分鐘,加入16.00g3,4-二氟硝基苯,繼續(xù)攪拌反應,hplc檢測終點(約72小時)。
反應結束,抽濾,將固體加入至反應瓶中,加入200ml純化水,快速攪拌洗滌30分鐘,洗滌3次,抽濾,固體入盤,60℃熱風干燥18小時,得到黃色lt-1固體粉末,收率:95.19%。
核磁數據如下:
1h-nmr(400mhz,dmso-d6):δ8.03-8.06(2h,m),7.21-7.27(3h,m),7.00(2h,d,j=8.0hz),6.83(1h,t,j=7.2hz),3.44-3.46(4h,m),3.29-3.32(4h,m);
13c-nmr(100mhz,dmso-d6):δ153.8,151.3,151.2,145.7,140.0,129.5,121.8,119.8,118.5,116.1,112.9,112.6,49.5,48.6.
2、中間體lt-23-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯胺的制備
反應式:
1l玻璃反應瓶中,加入450g丙酮,攪拌,加入28.80g中間體lt-1和6.00g鈀炭,n2置換0.5小時,通入氫氣,室溫反應,hplc檢測終點。
反應結束,n2置換0.5小時,直接用于下一步反應;或抽濾,得到23.95g中間體lt-2。
核磁數據如下:
1h-nmr(400mhz,dmso-d6):δ7.23(2h,dd,j1=7.6hz,j2=8.4hz),6.97(2h,d,j=8.0hz),6.78-6.84(2h,m),6.32-6.40(2h,m),5.02(2h,s),3.23-3.25(4h,m),2.96-2.99(4h,m);
13c-nmr(100mhz,dmso-d6):δ158.0,155.6,151.5,146.0,145.9,129.4,121.1,119.4,116.0,110.0,102.5,102.2,51.7,49.1.
3、中間體lt-3n-芐氧羰基-3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯胺的制備
反應式:
反應結束,加入200ml純化水,攪拌2小時,抽濾,濾餅轉入反應瓶中,加入10%乙醇水溶液攪拌洗滌3次(500g/次),抽濾,80℃熱風干燥,得白色lt-3固體,收率:81.32%。
核磁數據如下:
1h-nmr(400mhz,dmso-d6):δ9.84(1h,s),7.35-7.44(6h,m),7.18-7.26(3h,m),6.97-7.05(3h,m),6.81(1h,t,j=7.2hz),5.16(2h,s),3.27(4h,t,j1=4.0hz,j2=5.2hz),3.08(4h,t,j1=4.4hz,j2=4.8hz);
13c-nmr(100mhz,dmso-d6):δ156.5,154.1,153.8,151.4,136.9,135.1,135.0,129.4,128.9,128.6,120.0,119.6,116.1,114.6,106.8,66.3,50.9,48.9.
4、中間體lt-4(r)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲醇的制備
反應式:
2l玻璃反應瓶加裝回流裝置,加入700g四氫呋喃,n2置換,攪拌加入3g四氫鋰鋁,升溫回流1小時,95℃蒸餾收集中段四氫呋喃餾份。
2l反應瓶n2置換,加入中段四氫呋喃餾份,攪拌,加入29.05g中間體lt-3。打開低溫冷卻槽導入冷卻液,使反應瓶內溫降溫至-60(±1)℃,滴加20.66g2.5m正丁基鋰/正己烷溶液,控制反應瓶內溫≤-58℃。滴畢,保溫攪拌下滴加11.36g(r)-丁酸縮水甘油酯,控制反應瓶內溫≤-58℃。滴畢保溫攪拌1小時。關閉低溫冷卻槽,升溫至室溫反應,hplc檢測終點。
反應結束,向瓶內加入500g乙酸乙酯,攪拌,加入純化水洗滌3次(300g/次),收集有機層,濃縮,冷凍,抽濾,得固體,60℃熱風干燥,得白色lt-4固體,收率:90.86%。
核磁數據如下:
1h-nmr(400mhz,dmso-d6):δ7.54(1h,d,j=1.2hz),7.22-7.27(3h,m),7.08-7.13(1h,m),6.99(2h,d,j=8.4hz),6.82(1h,t,j=7.2hz),5.23-5.26(1h,m),4.67-4.72(1h,m),4.05(1h,t,j=8.8hz),3.79-3.83(1h,m),3.67(1h,m),3.55-3.59(1h,m),3.27-3.28(4h,m),3.11-3.14(4h,m);
13c-nmr(100mhz,dmso-d6):δ156.3,154.9,153.9,151.4,135.8,134.2,129.4,119.6,116.1,114.2,106.9,106.7,73.6,62.1,50.8,48.9,46.5.
5、中間體lt-5(r)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲醇甲磺酰酯的制備
反應式:
1l玻璃反應瓶中,加入650g二氯甲烷,攪拌,加入24.10g中間體lt-4。導入冷卻液降溫,內溫降至0℃左右,滴加17.07g三乙胺和9.63g甲烷磺酰氯,控制內溫不高于0℃。滴畢保溫2小時后升至室溫攪拌反應,hplc檢測終點。
反應結束,抽濾,得到白色固體,將固體加入至反應瓶中,加入純化水攪拌洗滌3次(500g/次),抽干入盤,80℃熱風干燥18小時,得到lt-5固體,收率:84.27%。
核磁數據如下:
1h-nmr(400mhz,dmso-d6):δ7.53(1h,dd,j1=2.4hz,j2=12.4hz),7.22-7.27(3h,m),7.14(1h,t,j=9.2hz),7.00(2h,d,j=8hz),6.82(1h,t,j1=7.2hz,j2=7.6hz),4.99-5.04(1h,m),4.44-4.54(1h,m),4.17(1h,t,j=9.2hz),3.82(1h,dd,j1=2.8hz,j2=9.2hz),3.28-3.31(4h,m),3.26(2h,s),3.12-3.15(4h,m);
13c-nmr(100mhz,dmso-d6):δ156.3,154.2,153.9,151.4,136.2,133.7,129.5,119.6,116.1,114.7,107.3,107.1,70.4,70.2,50.8,48.9,46.4.
6、中間體lt-6(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基鄰苯二甲酰亞胺的制備
反應式:
120℃熱風干燥鄰苯二甲酰亞胺鉀和碳酸鉀(4小時)。
1l玻璃反應瓶中,加入470gn,n-二甲基甲酰胺,攪拌加入24.50g中間體lt-5。固體物完全溶解后開始升溫,釜內溫度80℃時,加入15.14g鄰苯二甲酰亞胺鉀和18.83g碳酸鉀,攪拌反應,hplc檢測終點。
反應結束,抽濾,少量dmf淋洗濾餅,母液蒸餾濃縮至固體析出止,冷卻,抽濾得到淡黃色固體。少量純化水攪拌洗滌固體2次,抽干入盤,80℃熱風干燥至干。
將干燥固體(19.00g)加入至1l反應瓶中,加入200gn,n-二甲基甲酰胺,攪拌升溫至120℃,固體完全溶清后攪拌約2小時,抽濾,濾液冷凍析晶,抽濾,少量純化水洗滌固體2次,抽干入盤,80℃熱風干燥,得淡黃色lt-6固體粉末,收率:50.18%。
核磁數據如下:
1h-nmr(400mhz,dmso-d6):δ7.87-7.89(3h,m),7.45(1h,d,j=2.4hz),7.12-7.27(5h,m),7.00(2h,d,j=8.0hz),6.82(1h,t,j=7.2hz),4.91-4.98(1h,m),4.15-4.21(1h,m),3.98-4.08(1h,m),3.88-3.94(2h,m),3.28-3.30(4h,m),3.12-3.14(4h,m);
13c-nmr(100mhz,dmso-d6):δ168.3,156.3,154.2,153.8,151.4,136.1,135.1,132.0,129.5,123.7,119.6,116.1,114.7,107.3,107.1,70.5,50.8,48.9,48.3.
7、中間體lt-7(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基胺的制備
反應式:
2l玻璃夾套反應瓶中,加入11.20g無水乙醇,攪拌加入13.60g中間體lt-6,通入干燥后的液氨氣體,控制氣流速度。升溫回流反應,反應結束,抽濾,母液重新加入反應瓶中,降溫至30℃后,夾套導入冷卻液,降溫至0℃以下,緩慢攪拌液體,析出固體,抽濾,30℃真空干燥得白色lt-7固體,收率:96.81%。
核磁數據如下:
1h-nmr(400mhz,dmso-d6):δ7.54(1h,d,j=14.8hz),7.20-7.25(3h,m),7.09(1h,t,j=8.8hz),6.98(2h,d,j=7.6hz),6.81(1h,t,j=6.8hz),4.60(1h,s),4.02(1h,t,j=8.8hz),3.84(1h,t,j=7.2hz),3.28(4h,s),3.13(6h,s),2.80-2.89(2h,m);
13c-nmr(100mhz,dmso-d6):δ156.4,154.8,153.9,151.4,135.8,134.2,134.1,129.4,119.6,116.1,114.3,107.1,106.8,74.4,50.8,49.0,47.5,44.7.
8、中間體lt-8(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基胺鹽酸鹽的制備
反應式:
1l反應瓶中,加入160g無水乙醇,攪拌加入10.00g中間體lt-7,攪拌下加入36.00g3m鹽酸溶液,控制溫度低于30℃,繼續(xù)攪拌反應。
反應結束,加入300g無水乙醇,降溫至0℃攪拌,固體析出,抽濾,30℃真空干燥得白色lt-8固體,收率:73.86%。
核磁數據如下:
1h-nmr(400mhz,dmso-d6):δ8.48(3h,s),7.54(1h,d,j=2.0hz),7.12-7.51(4h,m),7.00(2h,d,j=8.0hz),6.82(1h,t,j=7.2hz),4.94-4.99(1h,m),4.15-4.20(1h,m),3.87-3.91(1h,m),3.28-3.30(4h,m),3.22-3.24(2h,m),3.12-3.19(4h,m);
13c-nmr(100mhz,dmso-d6):δ156.3,154.0,153.8,151.4,136.3,133.7,133.6,129.5,120.0,119.6,116.1,114.8,107.5,107.2,70.0,50.8,48.9,47.8,41.9.
9、(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺的制備
反應式:
2l玻璃反應瓶中加入純化水1kg,反應結束,將反應液加入純化水中,攪拌析出固體,抽濾,水洗,固體用乙醇打漿,抽濾,40℃真空干燥,得白色(s)-[n-3-(3-氟-4-(4-苯基哌嗪基)苯基)-2-氧代-5-惡唑烷基]甲基乙酰胺固體,收率95.42%。
核磁數據如下:
1h-nmr(400mhz,dmso-d6):δ8.24(1h,t,j=8.2hz),7.51(1h,dd,j1=2.4hz,j2=14.8hz),7.18-7.26(3h,m),7.11(1h,t,j1=8.8hz,j2=9.6hz),6.99(2h,d,j=8.4hz),6.81(1h,t,j=7.2hz),4.70(1h,m),4.08(1h,t,j=8.8hz),3.71(1h,dd,j1=6.4hz,j2=9.2hz),3.41(2h,t,j=5.6hz),3.27-3.29(4h,m),3.11-3.12(4h,m),1.84(3h,s);
13c-nmr(100mhz,dmso-d6):δ170.5,156.3,154.5,153.9,151.4,136.0,134.0,133.9,129.4,116.1,114.6,114.5,107.2,107.0,72.0,50.8,48.9,47.8,41.9,22.9。