奈韦拉平关键中间体2-氯-3-氨基-4-甲基吡啶的合成工艺研究

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奈韦拉平(Nevirapine)是目前用于治疗艾滋病(HIV-1)的一种非核苷类逆转录酶抑制剂。作为其合成的关键中间体,2-氯-3-氨基-4-甲基吡啶(CAPIC)的合成工艺研究日益受到重视。本文对CAPIC的合成方法进行了综述,在此基础上对其合成工艺进行优化和改进,以氰基乙酰胺和4,4-二甲氧基-2-丁酮为起始原料经过缩环合、氯化、水解(“一锅法”)和Hofmann降解制备目标产物CAPIC,总收率可达到62.1%。具体工艺条件如下:1.采用摩尔配比为1.25:1的氰基乙酰胺和4,4-二甲氧基-2-丁酮,于甲苯中以醋酸铵/醋酸为催化剂进行Knoevenagel缩合反应,反应时间由文献报道的24h缩短为8h,反应结束后脱除溶剂甲苯,在乙醇溶剂中,以50%硫酸(硫酸与4,4-二甲氧基-2-丁酮摩尔比为2:1)为环合催化剂,45-50℃下反应3.5h,得到2-羟基-3-氰基-4-甲基吡啶,收率82.1%。2.在氯化、水解“一锅法”过程中,以上述所得的2-羟基-3-氰基-4-甲基吡啶为原料,经POCl3氯化,不经水析,直接于硫酸中水解制得2-氯-3-甲酰胺基-4-甲基吡啶,避免了文献中分步法引起的产物损失和五氯化磷的使用,减少了三氯氧磷的使用量。经二次回归正交实验优化获得较优的工艺条件为:以摩尔比nPOCl3/n2-羟基-3-氰基-4-甲基毗啶为1.24于回流温度下反应2h后,冷却降温至50℃,再滴加n(硫酸/n2-羟基--氰基-4-甲基吡啶=3.65的浓硫酸,升温至100-105℃下反应约4h后,降温至60℃左右,缓慢滴入与硫酸等质量的水进行水解反应1.5h,经后处理得2-氯-3-甲酰胺基-4-甲基吡啶,收率88.3%(文献收率75.2%)。3.在Hofmann降解过程中,以工业级次氯酸钠为降解试剂,取代文献中报道较多的溴素法,与2-氯-3-甲酰胺基-4-甲基吡啶经Hofmann反应合成目标产物CAPIC。获得较优的工艺条件为:NaClO(10%)及NaOH(15.5%)与2-氯-3-甲酰胺基-4-甲基吡啶的摩尔配比分别为1.0和3.0时,10℃下于乙醇中反应60min后升温至60℃下搅拌反应3h,降温至室温后,冷却过滤得淡橘黄色固体。经甲苯重结晶、活性炭脱色后得白色目标产物,收率85.6%。各步骤产品经熔点法、1H-NMR、13C-NMR、IR等方法证明了结构的正确。新工艺具有收率高,操作步骤简单及三废产生量少等特点。成本核算表明,本工艺生产每千克CAPIC所需原料成本为468.58元,相比于Gupton等人所提出的工艺可节约成本146.49元,显示出较好的工业化价值。
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