3-氯-4-氟苯胺的合成方法有多种,其中一种主要方法是使用3-氯-4-氟硝基苯通过还原反应制备。在电解质溶液存在的情况下,使用金属铁作为还原剂将NO2还原为NH2。反应的步骤包括向反应器中加入3-氯-4-氟硝基苯、还原铁粉、乙醇和水,加热至60℃,开动搅拌后再向其中加入盐酸,使温度保持在80~90℃,反应完全后将反应液冷却,采用有机溶剂萃取,干燥、过滤后脱去溶剂,最后蒸馏得到3-氯-4-氟苯胺白色晶体。尽管这种反应的工艺较成熟,但会产生大量酸雾和含苯环胺的铁泥,导致严重的污染。
根据CN104292113A的专利,还提供了一种制备3-氯-4-氟苯胺的方法。该方法包括以下步骤:取3-氯-4-氟硝基苯和1%Pt/C催化剂,在50~100℃下,在0.1~5MPa的氢气氛围中反应1~10小时即可。
在进行反应之前,需要依次用惰性气体和氢气进行气体置换,最终使氢气保压在0.1~5MPa。惰性气体可以使用氮气、氦气等。
反应结束后,可以趁热过滤得到粗品,然后进行粗品蒸馏或精馏即可得到纯品。精馏的具体步骤是:在常压下将粗品温度升高至100℃,蒸馏出前组分;然后逐渐开启真空,伴随着升温收集馏分并进行检测,收集馏分中3-氯-4-氟苯胺的含量应大于99.5%,以确保得到纯品。
在反应中,3-氯-4-氟硝基苯与1%Pt/C催化剂的质量比为(200~400):1。其中,1%Pt/C催化剂是市售商品。
这种方法的优点是以3-氯-4-氟硝基苯为原料,采用1%Pt/C催化剂进行加氢反应制备3-氯-4-氟苯胺,反应转化率、收率及选择性高,不需要使用任何有机溶剂,工艺简单合理,适合大规模工业化生产。采用这种方法制备的3-氯-4-氟苯胺纯度可达99.5%以上,收率可达94%以上。
3-氯-4-氟苯胺是一种具有较高生理活性和分子稳定性的化合物。它在生物体内的吸收和传递速度较快,因此在新医药品种中应用越来越广泛。
图1 3-氯-4-氟苯胺的合成路线
有两种方法可以合成3-氯-4-氟苯胺。方法一是使用50毫克Fe2O3/NGr@C-catalyst作为催化剂,在一定条件下进行反应。方法二是将Fe(BF4)2?6H2O和P(CH2CH2PPh2)3溶解在无水乙醇中,然后加入其他试剂进行反应。两种方法都可以得到高纯度的3-氯-4-氟苯胺。
[1]刘福萍. 3-氯-4-氟苯胺的合成研究[D].南京理工大学,2004.
[2]Jagadeesh, Rajenahally V.; et al. Nitrogen-Doped Graphene-Activated Iron-Oxide-Based Nanocatalysts for Selective Transfer Hydrogenation of Nitroarenes. ACS Catalysis (2015), 5(3), 1526-1529
3-氯-4-氟苯胺是合成多种新型、高效、广谱系列抗菌药物如氟哌酸、氟嗪酸、环丙氟哌酸、氟氯哌酸等喹诺酮类及其衍生物类药物的重要中间体,是第三代喹诺酮类药物的基础产品,也是杀菌剂、含氟农药除草剂如3-氯-4-氟苯氧乙酸等的基础原料,市场用途非常广阔。
目前国内生产3-氯-4-氟苯胺的方法具有生产工艺流程长、产品收率低、生产成本高等缺点,满足不了市场需求。因此,开发一种生产3-氯-4-氟苯胺的方法的新技术,是目前亟需解决的问题。
本发明的目的在于提供一种生产3-氯-4-氟苯胺的方法及装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种生产3-氯-4-氟苯胺的方法,包括以下步骤:
步骤1)中,所述反应的温度为140-150℃,压力为0-0.05MPa。
步骤2)中,所述副产物氯化钾无需离心工序,直接通过水洗生成氯化钾溶液并作为生产碳酸钾的原料使用。
步骤3)中,所述氢化釜的反应温度为65-75℃,一次投料量3m3;所述氢化反应的反应过程中通过过滤器分离1%Pt/C回收并重复使用。
一种用于上述生产3-氯-4-氟苯胺的方法的装置,包括氟化釜、水洗釜和氢化釜;其中,所述氟化釜连接水洗釜,水洗釜连接粗品槽,粗品槽通过物料泵连接氢化釜,氢化釜连接过滤器,氟化釜上部安装用于物料回收的冷凝器。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明采用新型的相转移催化剂和1%Pt/C催化剂,氟化和氢化反应条件温和,整个工艺流程短、操作简单,自控水平高,产品收率高;同时,反应物中无需添加溶剂,不仅节省了溶剂精馏装置,还提高了氢化釜的利用率,降低了生产成本,适于广泛推广应用。
本文旨在介绍4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基-喹唑啉-6-醇的合成方法,以帮助科研人员和药学工作者更好地理解和应用该药物中间体。
背景:4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基-喹唑啉-6-醇是合成吉非替尼的重要中间体。
吉非替尼(商品名: 易瑞沙, IressaT M), 由阿斯利康公司研制的第一个表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂, 其化学名为4-(3-氯-4-氟苯胺基)-7-甲氧基-6-(3-吗琳基丙氧基)喹唑啉, 2002年7月首次在日本上市。主要用于非小细胞肺癌的治疗。
合成:
1. 方法一:
以3,4-二甲氧基苯甲酸为原料,经硝化、选择性脱甲基、还原、 关环、氯代、与3-氯-4-氟苯胺反应得到活性中间体4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基-喹唑啉-6-醇。该合成方法虽然起始原料简单,但在选择性脱甲基后未对羟基进行保护,由于羟基是活性基团,容易在之后的反应过程中产生副反应,且总产率低。
2. 方法二:
以6,7-二甲氧基喹唑啉酮为起始原料,经选择性脱甲基,乙酸酐保护,卤代,与3-氯-4-氟苯胺反应,去保护得到活性中间体4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基-喹唑啉-6-醇。该合成方法虽然反应路线短,但起始原料较复杂,不容 易得到,产率低,不适合工业化生产。
3. 方法三:
以2-氨基-4,5-二甲氧基苯甲酸为起始原料,经关环,选择性脱甲基,醋酸酐保护,氯代,与3-氯-4-氟苯胺取代,去保护得到关键中间体4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基-喹唑啉-6-醇。该合成路线原料简单易得,反应路线短。具体步骤如下:
(1)6,7-二甲氧基-1H-喹唑啉-4-酮的合成
向装有温度计、冷凝管的250 m L的四口瓶中加入2-氨基-4,5-二甲氧基苯甲 酸40 g(0.20 mol)、60 mL DMSO,机械搅拌至固体溶解后加入醋酸甲脒30 g(0.30 mol),继续搅拌使溶液温度升至160 ℃反应6 h,冷却至室温。将反应液倒入200 mL冰水中有谈黄色固体析出,抽滤,滤饼用乙醇洗涤。50 ℃下干燥后得到淡黄 色固体48 g,产率90%。
(2)6-羟基-7-甲氧基-3H-喹唑啉-4-酮的合成
向装有温度计、冷凝管的250 mL的四口瓶中加入6,7-二甲氧基-1H-喹唑啉-4-酮45 g(0.22 mol)、L-甲硫氨酸40 g(0.26 mol)、120 mL DMSO,机械搅拌至固体溶解后缓慢滴加甲烷磺酸40 mL,滴加完毕后升温至135 ℃反应5 h,冷却至室温。将反应液倒入250 mL冰水中,用20%的氢氧化钠溶液调节PH值为弱酸性,有大量白色固体析出。抽滤,冰水洗涤滤饼3次。50 ℃下干燥后得到白色固体21 g,产率50%。
(3)6-乙酰氧基-7-甲氧基-3H-喹唑啉-4-酮的合成
向装有温度计、冷凝管的250 mL的四口瓶中加入6-羟基-7-甲氧基-3H-喹唑啉-4-酮20 g(0.11 mol)、120 mL氯仿、15 mL乙酸酐、35 mL吡啶,机械搅拌并加热回流反应5 h。减压蒸除过量的吡啶和乙酸酐。将剩余的反应液倒入200 mL冰水中,有大量白色固体析出。抽滤,冰水洗涤滤饼3次。50 ℃下干燥后得到白色固体23 g,产率85%。
(4)6-乙酰氧基-4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基喹唑啉的合成
向装有温度计、冷凝管的500 mL的四口瓶中加入6-乙酰氧基-7-甲氧基-3H- 喹唑啉-4-酮20 g(0.085 mol)、120 mL氯化亚砜、7 mL DMF,加热回流6 h。减压蒸除过量的氯化亚砜得到黄色固体,抽滤,滤饼用150 m L甲苯洗涤。产物直接用于下一步。
向装有温度计、冷凝管的500 mL的四口瓶中加入上一步得到的产物、3-氯-4- 氟苯胺20 g(0.14 mol)、100 mL乙腈机械搅拌并加热回流反应3 h。减压蒸除过量的乙腈,将剩余的反应液倒入100 mL碳酸氢钠水溶液中,有大量白色固体析出。抽滤,冰水洗涤滤饼3次。50 ℃下干燥后得到白色固体25 g,产率85%。
(5)4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基-喹唑啉-6-醇的合成。
向装有温度计、冷凝管的250 mL的四口瓶中加入6-乙酰氧基-4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基喹唑啉20 g(0.055 mol)、100 mL甲醇、100 mL水、氢氧化钠7g(0.17 mol),加热回流反应4 h,减压蒸除过量甲醇,用稀盐酸调节溶液PH值为弱酸性,有大量白色固体析出,抽滤,滤饼水洗3次。得到的粗产物用乙酸乙酯重结晶,50 ℃下干燥后得到白色固体18 g,产率95%。
参考文献:
[1]沈明辉,陈仕杰,王雪微等. 6-位修饰的吉非替尼衍生物合成及细胞毒活性研究 [J]. 有机化学, 2015, 35 (08): 1765-1772.
[2]沈明辉. 6-位修饰的吉非替尼衍生物的合成与活性研究[D]. 黑龙江大学, 2015.
本文旨在探讨利用4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基-喹唑啉-6-醇合成6-位修饰的吉非替尼衍生物的方法,有望为相关领域的发展提供新的启发。
背景:4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基-喹唑啉-6-醇,英文名称:O-Desmorpholinopropyl Gefitinib,CAS:184475-71-6,分子式:C15H11ClFN3O2,外观与性状:黄褐色固体。4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基-喹唑啉-6-醇是吉非替尼中间体。
吉非替尼(Gefitinib),化学名:4-(3-氯-4-氟苯胺基)-7-甲氧基-6-[3-(4-吗啉基)丙氧基]喹唑啉,CAS: [184475-35-2],是由英国阿斯利康制药公司研发的一种新型抗肿瘤药,是一种选择性表皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶抑制剂。
应用:
沈明辉等人以4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基-喹唑啉-6-醇为原料,经过6-位羟基成醚、成酯反应合成了共计23个吉非替尼衍生物。并采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法对所得目标化合物进行了细胞毒活性测试,结果发现部分化合物具有一定的抑制活性,其中化合物7b,7c,7d,8a,8m抑制人非小细胞肺癌细胞(A549)增殖活性和化合物7c,8m抑制人肝癌细胞(Hep G-2)增殖活性与吉非替尼相当。具体步骤如下:
(1)吉非替尼衍生物7a~7d的合成
向100 mL三口瓶中,依次加入4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基-喹唑啉-6醇(0.5 g,1.56 mmol),取代对甲苯磺酸酯(3.9 mmol),N,N-二甲基甲酰胺20 mL,无水K2CO3 (1.07 g,7.8 mmol),少量KI. 搅拌并加热至 75 ℃反应3 h,TLC跟踪至反应完成,冷却至室温,倒入100g冰水中,搅拌有固体析出,抽滤得到固体粗品,[V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=3~5∶1]重结晶得到化合物7a~7d。
(2)吉非替尼衍生物8a~8o的合成
向100 mL的三口瓶中,依次加入二氯甲烷20 mL,胺(1.87 mmol),三乙胺0.31 g (2.99 mmol),降温至0 ℃,保持此温度缓慢滴加氯乙酰氯0.25 g (2.24 mmol)的二氯甲烷(10 mL)溶液。滴毕升至室温反应5~6 h,TLC跟踪,原料点消失,停止反应,倒入20 mL水中,分出有机相,水洗2次(10 mL×2),无水硫酸钠干燥,过滤,蒸馏除去溶剂得固体残余物,干燥后直接用于下一步反应。
将上一步所得固体残余物加入100 mL的三口瓶中,依次加入4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基-喹唑啉-6醇0.5 g (1.56 mmol),N,N-二甲基甲酰胺20 mL,无水K2CO3 0.52 g (3.74 mmol),KI催化量。在80 ℃反应6 h,TLC跟踪,原料点消失,停止反应降至室温,倒入水中,有固体析出,过滤,固体粗产物经[V(甲醇)∶V(乙酸乙酯)= 5~8∶1)重结晶得化合物8a~8o.
(3)吉非替尼衍生物9a~9d的合成
向100 mL三颈瓶中依次加入N,N-二甲基甲酰胺 DMF 20 mL,4-(3-氯-4-氟苯胺)-7-甲氧基-喹唑啉-6醇 0.7 g (2.2 mmol),氮乙酰化氨基酸或二肽(4.4 mmol)。降温至0 ℃,依次加入TBTU 1.4 g (4.4 mmol),N-甲基吗啉0.45 g (4.4 mmol)。搅拌保持0 ℃反应0.5 h后恢复至室温搅拌8~10 h,TLC跟踪至原料点消失,停止反应,将反应液倒入水中有固体析出,抽滤,得固体粗产物通过柱层析[V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=1∶5~8]分离得到化合物9a~9d。
参考文献:
[1]刘筱琴,曾祥燕,刘碧林等. 吉非替尼的合成工艺研究进展 [J]. 化工管理, 2018, (24): 194-195.
[2]沈明辉,陈仕杰,王雪微等. 6-位修饰的吉非替尼衍生物合成及细胞毒活性研究 [J]. 有机化学, 2015, 35 (08): 1765-1772.
[3]沈明辉. 6-位修饰的吉非替尼衍生物的合成与活性研究[D]. 黑龙江大学, 2015.