在化学合成领域中,合成5-硝基噻吩-2-甲酸的方法具有一定的研究意义。
背景:5-硝基噻吩-2-甲酸,英文名称:5-Nitrothiophene-2-carboxylic acid,CAS:6317-37-9,分子式:C5H3NO4S,外观与性状:淡黄色固体。5-硝基-2-噻吩甲酸是合成雷替曲塞的重要中间体。
雷替曲塞,化学名N-[5-[N-甲基-N-[(2-甲基-3,4-二氢-4-氧代-6-喹唑啉基)-甲基]氨基]-2-噻吩甲酰基]-L-谷氨酸,商标名拓优得(Tomudex),是一种特异性的胸苷酸合成酶抑制剂,主要用于治疗晚期结直肠癌。临床试验证明,相较于传统的一线治疗药物5-氟尿嘧啶,雷替曲塞具有毒性较小、活性较高、使用便捷等优点,在英国等西欧国家已被广泛应用于晚期结直肠癌的一线治疗中。
合成:
1. 方法一:
由2-噻吩甲醛在四氯化锡作用下与乙酸酐反应生成2-噻吩甲醛缩醛,再硝化,水解,氧化制得,收率42%。但该方法用到价格昂贵的四氯化锡,反应路线烦琐,收率低。
2. 方法二:
在噻吩-2-甲酸硝化过程中,生成了5-硝基-2-噻吩甲酸和4-硝基-2-噻吩甲酸,通过钡盐分离得到了高纯度的5-硝基-2-噻吩甲酸,收率为70%。该合成方法具有原料易得、反应条件温和的特点。然而,由于硝化反应会生成4-硝基-2-噻吩甲酸的异构体,因此需要进行钡盐分离。因此,分离4-位硝基化产物是该合成路线的挑战所在。
温新民等人对该方法进行了改进,以噻吩-2-甲酸为原料,经乙酸酐中硝化制得5-硝基-2-噻吩甲酸和4-硝基-2-噻吩甲酸,直接过滤出此混合物沉淀,按每克沉淀约加18mL水溶解。根据两种物质的钡盐在水中溶解度的不同分离得纯品5-硝基-2-噻吩甲酸,收率73%。方法改进后收率得到提高,适合工业化生产。具体步骤如下:
(1)5-硝基-2-噻吩甲酸和4-硝基-2-噻吩甲酸混合物(Ⅰ)合成
在装有温度计、搅拌器和恒压滴液漏斗的100mL三口烧瓶中,加入25.6g 2-噻吩甲酸 (0.2mol),60mL乙酸酐,冰浴冷却至10℃以下,搅拌条件下慢慢滴加18mL发烟硝酸,控制温度不得超过10℃,约1h加完,随着发烟硝酸的不断滴加,有黄色粉末状固体析出,0℃左右继续搅拌3h,TLC(乙酸乙酯∶石油醚=1∶1)显示无原料点,减压抽虑,二氯甲烷多次洗涤后得白色粉末状固体(Ⅰ)32g,干燥。
(2)5-硝基-2-噻吩甲酸(Ⅱ)的分离
在搅拌条件下将32g(Ⅰ)与550mL水的化合物加热到80℃,固体溶解,缓慢加入氢氧化钡调节pH至10,溶液由黄色变为棕黑色,并有絮状沉淀产生,冷却,有沉淀析出,过滤出沉淀,得棕红色滤液。搅拌下慢慢滴加浓盐酸,调pH至1,冷却,有黄色针状晶体析出。抽虑、干燥,得黄色针状晶体(Ⅱ)25g,收率73%,mp:156~158℃。
参考文献:
[1]温新民,张波,王惠云等.抗癌药雷替曲塞中间体的合成[J].济宁医学院学报,2006,(02):22-23.