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摘要:6-氟-4-色满酮是医药生产中常用的一种药物中间体,它的合成方法有很多。本文选择起始原料对氟苯酚与3-氯丙酸,通过碘化钾与聚乙二醇PEG-400进行催化,再用浓硫酸与之产物对氟苯氧丙酸进行环化,合成6-氟-4-色满酮。这种改进后的药物中间体6-氟-4-色满酮的合成方法具有操作简便、反应时间短、收率高以及安全性高等优点。本文即主要介绍了这种合成方法,仅供参考。
关键词:药物中间体;6-氟-4-色满酮;合成方法
自然界中的满酮类化合物具有特殊的药理活性,可以用之作为药物中间体来合成许多药品[1]。6-氟-4-色满酮是满酮类化合物的一种,其主要用于合成醛糖还原酶抑制剂等[2]。6-氟-4-色满酮同时还属于含氟有机化合物,其脂溶性和疏水性较高,用之生产的医药具有毒性低、药效高、用量少以及代谢能力强等优点,因此在许多新医药产品的生产中得到了广泛应用[3]。但与此同时,6-氟-4-色满酮的生产价格也比较昂贵,这主要与其合成方法有关。目前6-氟-4-色满酮的合成主要有两种途径,而笔者在传统途径的基础上,进一步改进了其合成工艺,该合成方法具有操作简便、反应时间短、收率高以及安全性高等优点。以下就来简单介绍这种合成方法,仅供参考。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
本次实验主要应用的设备有:显微熔点测定仪,温度计,红外光谱仪 FTIR-8400S。主要应用的试剂有:化学纯3-氯丙酸、硫酸,分析纯试剂若干。
1.2 对氟苯氧丙酸的制备
选用150mL规格的三口烧瓶(带有温度计、回流冷凝管以及磁力搅拌器),首先加入对氟苯酚5.6g+氢氧化钾2.8g+水25mL,在室温中搅拌15min,充分混合均匀,然后一边搅拌一边以恒压滴液漏斗滴加3-氯丙酸6.5g+碳酸钾8.3g+水38mL,30min滴完,充分混合均匀,再加入碘化钾0.4g+聚乙二醇PEG-400 0.5g,加热回流3h,冷却后再一边搅拌一边滴加浓盐酸直至pH值达到1,此时溶液中可见分层,再以冰水冷却即可析出固体,经过滤后以水重结晶,得到对氟苯氧丙酸1.9g,其为白色片状晶体。计算总收率,约为25%(mp.84-85℃)。
1.3 6-氟-4-色满酮的合成
取对氟苯氧丙酸 1.0g置入带塞锥形瓶中,再加入浓硫酸6.5mL以溶解固体,此时溶液呈深绿色,将之于室温下存放12h,之后加入冰水冷却,即可析出浅黄色固体,经过滤水洗后以50%乙醇重结晶,得到6-氟-4-色满酮0.76g,其为白色针状晶体。计算总收率,约为84%(mp.116-118℃)。
2 讨论
2.1 合成对氟苯氧丙酸的投料比与投料方式对收率的影响
在合成对氟苯氧丙酸的过程中,固定对氟苯酚:氢氧化钾=1:1,碳酸钾:3-氯丙酸=1:1,观察对氟苯酚:3-氯丙酸对收率的影响,详见1。
分析表1发现,当催化剂用量及反应时间等条件一致时,对氟苯酚:3-氯丙酸=1:1.2时合成对氟苯氧丙酸的收率最高且投料较少。而在实际实验中,使用3-氯丙酸时可稍微过量,因为这样可以防止因3-氯丙酸部分水解而影响收率,以及易于产物的提纯。
再者,在合成对氟苯氧丙酸的过程中,投料方式也对收率具有有一定的影响。为了促使对氟苯酚与3-氯丙酸充分反应,本次实验中先用碱与对氟苯酚反应生成酚氧负离子,再以碳酸钾为缚酸剂与3-氯丙酸中和至弱碱性,然后再进行投料,从而避免了3-氯丙酸消耗碱而减少酚氧负离子。
2.2 相转移催化剂对合成对氟苯氧丙酸的影响
本次实验在合成对氟苯氧丙酸的过程中,采用了碘化钾与聚乙二醇PEG-400进行催化。之所以加入碘化钾作为催化剂,一者是由于钾离子是一种较强的亲核试剂,二者是由于钾离子可以与3-氯丙酸发生卤素交换,并且其是一种较好的离去基团。而之所以加入聚乙二醇PEG-400作为催化剂,一者是由于聚乙二醇PEG-400具有降低液体表面张力及液-液之间界面张力的作用,二者是由于聚乙二醇PEG-400有利于不同类物质的相互扩散和作用[4]。酚盐与卤代酸盐在水中的亲核取代反应属于一种均相反应,不过由于水分子对酚氧负离子的包围,导致其亲核性减弱,所以需要加入聚乙二醇来解除水分子对其的包围,从而加速其亲核取代反应,提高收率[5]。
2.3 环化剂对合成6-氟-4-色满酮的影响
以往所采用的合成6-氟-4-色满酮的方法,乃是参照国外相关方法而来的,即制备多聚磷酸PPA对对氟苯氧丙酸环合,但是所得到的收率均少于国外相关报道的90%以上。分析其原因,可能与采用PPA 对对氟苯氧丙酸环合,容易受温度和时间等的影响而导致反应物部分碳化,从而影响收率有关。所以,本文对这种方法进行了适当的改进,以浓硫酸代替PPA对对氟苯氧丙酸环合,只需于室温下存放12h再行操作即可,不但操作简便,且收率较高。
结语:
6-氟-4-色滿酮作为一种常用的药物中间体,其一方面具有毒性低、药效高、用量少以及代谢能力强等优点,另一方面合成成本较高。而笔者通过对国外合成方法进行适当的改进,得到了一种新的6-氟-4-色满酮的合成方法,具有操作简便、反应时间短、收率高以及安全性高等优点。
参考文献:
[1]李洪爽,张瑞泽,郭爽. 基于选择性羟基保护合成3-烷基-5,7-二羟基-6-氯-4-色满酮[J]. 化学试剂,2017,(03):321-325.
[2]李丹凤. 一种新药在血浆中提取方法的研究[J]. 河北企业,2015,(02):96.
[3]张仕国,马正月,申蕊,王伟华,杨更亮. 6-氟硫色满酮Mannich碱的乙酰胆碱酯酶抑制活性及动力学研究[J]. 医学研究与教育,2013,(02):8-11.
[4]郭兰弟,贾苗辉,杨更亮,魏春亮,管立,马正月,祝士国. 硫色满酮并氮杂环衍生物体外抗真菌活性及构效关系研究[J]. 中国药师,2009,(01):15-17.
[5]吴利欢,郭海福,李顺华. 药物中间体6-氟-4-色满酮合成方法的改进[J]. 广东化工,2007,(01):91-92.
基金项目:2017年安徽高校自然科学研究重点项目“6-取代-4-色满酮-2-羧酸的制备及其性能研究”(编码:KJ2017A906)。
关键词:药物中间体;6-氟-4-色满酮;合成方法
自然界中的满酮类化合物具有特殊的药理活性,可以用之作为药物中间体来合成许多药品[1]。6-氟-4-色满酮是满酮类化合物的一种,其主要用于合成醛糖还原酶抑制剂等[2]。6-氟-4-色满酮同时还属于含氟有机化合物,其脂溶性和疏水性较高,用之生产的医药具有毒性低、药效高、用量少以及代谢能力强等优点,因此在许多新医药产品的生产中得到了广泛应用[3]。但与此同时,6-氟-4-色满酮的生产价格也比较昂贵,这主要与其合成方法有关。目前6-氟-4-色满酮的合成主要有两种途径,而笔者在传统途径的基础上,进一步改进了其合成工艺,该合成方法具有操作简便、反应时间短、收率高以及安全性高等优点。以下就来简单介绍这种合成方法,仅供参考。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
本次实验主要应用的设备有:显微熔点测定仪,温度计,红外光谱仪 FTIR-8400S。主要应用的试剂有:化学纯3-氯丙酸、硫酸,分析纯试剂若干。
1.2 对氟苯氧丙酸的制备
选用150mL规格的三口烧瓶(带有温度计、回流冷凝管以及磁力搅拌器),首先加入对氟苯酚5.6g+氢氧化钾2.8g+水25mL,在室温中搅拌15min,充分混合均匀,然后一边搅拌一边以恒压滴液漏斗滴加3-氯丙酸6.5g+碳酸钾8.3g+水38mL,30min滴完,充分混合均匀,再加入碘化钾0.4g+聚乙二醇PEG-400 0.5g,加热回流3h,冷却后再一边搅拌一边滴加浓盐酸直至pH值达到1,此时溶液中可见分层,再以冰水冷却即可析出固体,经过滤后以水重结晶,得到对氟苯氧丙酸1.9g,其为白色片状晶体。计算总收率,约为25%(mp.84-85℃)。
1.3 6-氟-4-色满酮的合成
取对氟苯氧丙酸 1.0g置入带塞锥形瓶中,再加入浓硫酸6.5mL以溶解固体,此时溶液呈深绿色,将之于室温下存放12h,之后加入冰水冷却,即可析出浅黄色固体,经过滤水洗后以50%乙醇重结晶,得到6-氟-4-色满酮0.76g,其为白色针状晶体。计算总收率,约为84%(mp.116-118℃)。
2 讨论
2.1 合成对氟苯氧丙酸的投料比与投料方式对收率的影响
在合成对氟苯氧丙酸的过程中,固定对氟苯酚:氢氧化钾=1:1,碳酸钾:3-氯丙酸=1:1,观察对氟苯酚:3-氯丙酸对收率的影响,详见1。
分析表1发现,当催化剂用量及反应时间等条件一致时,对氟苯酚:3-氯丙酸=1:1.2时合成对氟苯氧丙酸的收率最高且投料较少。而在实际实验中,使用3-氯丙酸时可稍微过量,因为这样可以防止因3-氯丙酸部分水解而影响收率,以及易于产物的提纯。
再者,在合成对氟苯氧丙酸的过程中,投料方式也对收率具有有一定的影响。为了促使对氟苯酚与3-氯丙酸充分反应,本次实验中先用碱与对氟苯酚反应生成酚氧负离子,再以碳酸钾为缚酸剂与3-氯丙酸中和至弱碱性,然后再进行投料,从而避免了3-氯丙酸消耗碱而减少酚氧负离子。
2.2 相转移催化剂对合成对氟苯氧丙酸的影响
本次实验在合成对氟苯氧丙酸的过程中,采用了碘化钾与聚乙二醇PEG-400进行催化。之所以加入碘化钾作为催化剂,一者是由于钾离子是一种较强的亲核试剂,二者是由于钾离子可以与3-氯丙酸发生卤素交换,并且其是一种较好的离去基团。而之所以加入聚乙二醇PEG-400作为催化剂,一者是由于聚乙二醇PEG-400具有降低液体表面张力及液-液之间界面张力的作用,二者是由于聚乙二醇PEG-400有利于不同类物质的相互扩散和作用[4]。酚盐与卤代酸盐在水中的亲核取代反应属于一种均相反应,不过由于水分子对酚氧负离子的包围,导致其亲核性减弱,所以需要加入聚乙二醇来解除水分子对其的包围,从而加速其亲核取代反应,提高收率[5]。
2.3 环化剂对合成6-氟-4-色满酮的影响
以往所采用的合成6-氟-4-色满酮的方法,乃是参照国外相关方法而来的,即制备多聚磷酸PPA对对氟苯氧丙酸环合,但是所得到的收率均少于国外相关报道的90%以上。分析其原因,可能与采用PPA 对对氟苯氧丙酸环合,容易受温度和时间等的影响而导致反应物部分碳化,从而影响收率有关。所以,本文对这种方法进行了适当的改进,以浓硫酸代替PPA对对氟苯氧丙酸环合,只需于室温下存放12h再行操作即可,不但操作简便,且收率较高。
结语:
6-氟-4-色滿酮作为一种常用的药物中间体,其一方面具有毒性低、药效高、用量少以及代谢能力强等优点,另一方面合成成本较高。而笔者通过对国外合成方法进行适当的改进,得到了一种新的6-氟-4-色满酮的合成方法,具有操作简便、反应时间短、收率高以及安全性高等优点。
参考文献:
[1]李洪爽,张瑞泽,郭爽. 基于选择性羟基保护合成3-烷基-5,7-二羟基-6-氯-4-色满酮[J]. 化学试剂,2017,(03):321-325.
[2]李丹凤. 一种新药在血浆中提取方法的研究[J]. 河北企业,2015,(02):96.
[3]张仕国,马正月,申蕊,王伟华,杨更亮. 6-氟硫色满酮Mannich碱的乙酰胆碱酯酶抑制活性及动力学研究[J]. 医学研究与教育,2013,(02):8-11.
[4]郭兰弟,贾苗辉,杨更亮,魏春亮,管立,马正月,祝士国. 硫色满酮并氮杂环衍生物体外抗真菌活性及构效关系研究[J]. 中国药师,2009,(01):15-17.
[5]吴利欢,郭海福,李顺华. 药物中间体6-氟-4-色满酮合成方法的改进[J]. 广东化工,2007,(01):91-92.
基金项目:2017年安徽高校自然科学研究重点项目“6-取代-4-色满酮-2-羧酸的制备及其性能研究”(编码:KJ2017A906)。