本發(fā)明涉及一種化學合成方法,具體地說,是一種2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪的合成方法。
背景技術:
2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪,是治療類風濕關節(jié)炎和紅斑狼瘡等自身免疫疾病的新藥的重要中間體,CAS號為[1379338-74-5],分子式如下所示。
該化合物是針對B細胞受體信號通路中酪氨酸激酶Syk(脾酪氨酸激酶)的新型高選擇性小分子抑制劑,主要用于治療類風濕關節(jié)炎和紅斑狼瘡等自身免疫疾病。該藥是繼美羅華、抗TNFα藥物英夫利昔單抗、阿達木單抗及依那西普Syk(脾酪氨酸激酶)之后的新型高選擇性小分子抑制劑,用于治療類風濕關節(jié)炎和紅斑狼瘡等自身免疫疾病。其化學名稱為:(S)-{7-[4-(1-甲磺?;?4-哌啶基)-苯基]-吡啶[3,4-B]吡嗪基}-嗎啉-2-甲胺,分子結構式如下:
2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪,是該新藥的重要中間體。文獻報2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪合成方法主要有1種:2,6-二氯-4-氨基吡啶法。
2,6-二氯-4-氨基吡啶法是以2,6-二氯-4-氨基吡啶法為原料,經硝化、重排、還原和環(huán)合4步合成2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪。該方法工藝路線短,總收率較好,是現(xiàn)在主要的合成路線。此工藝以2,6-二氯-4-氨基吡啶法為起始原料,與濃硝酸在濃硫酸性條件下進行硝化反應得產物2,然后重排反應得化合物3。在金屬還原劑的作用下由化合物3制備化合物4,化合物4與乙二醛關懷得到產物5:2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪。路線如下:
制備2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪的各種方法綜述如下。
1.WO2012123312報道了以2,6-二氯-4-氨基吡啶法為起始原料,經4步反應制得2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪,其中最后兩步中采用了二氯化錫還原和縮合環(huán)合反應制備產物,所用反應溶劑為乙醇。
2.WO2012107423報道了以2,6-二氯-4-氨基吡啶法為起始原料,經4步反應制得2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪,其中最后兩步中采用了鐵粉還原和縮合環(huán)合反應制備產物,所用反應溶劑為乙醇,
3.WO2012167733報道了以2,6-二氯-4-氨基吡啶法為起始原料,經4步反應制得2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪,其中最后兩步中采用了鐵粉還原和縮合環(huán)合反應制備產物,所用反應溶劑為異丙醇,
4.US20140121200報道了以2,6-二氯-4-氨基吡啶法為起始原料,經4步反應制得2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪,其中最后兩步中采用了金屬還原劑和縮合環(huán)合反應制備產物,所用反應溶劑為極性溶劑,
綜述2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪的制備方法,主要為以2,6-二氯-4-氨基吡啶為原料采用縮合環(huán)合反應制備2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪。該條合成反應路線中使用的反應溶劑分別為甲醇、無水乙醇、乙醇-水等,使用了較為大量的有機溶劑,成本較高。同時在硝化和重排反應中大量使用硫酸,硝酸,產生大量廢水;另外起始原料價格較高,造成整個生產成本高。因此現(xiàn)有的合成方法都存在各種各樣的缺陷,或者收率較低,或者是有機溶劑太多,導致成本較為昂貴?,F(xiàn)有的技術路線在在環(huán)境友好性和成本方面都需要改進。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的問題,提供一種操作簡單、成本低的2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪的合成路線。
本發(fā)明為達到上述目的,是通過這樣的技術方案來實現(xiàn)的:
本發(fā)明公開了一種2,6-二氯吡啶[3,4-B]吡嗪的合成方法,以3-氨基-4-吡啶甲酸為主要起始原料,經過酯化,氯代,氨解,BOC保護,霍夫曼重排及關環(huán)等反應得到目標化合物,化學反應式如下:
制備步驟如下:
1)、反應瓶中,加入底物和甲醇,攪拌溶清,加催化試劑,反應結束后得到化合物1;
2)、化合物1加入DMF(N,N-二甲基甲酰胺),然后加入鹵化劑;投料完畢后反應持續(xù)幾小時,反應結束后經后處理的化合物2;
3)、化合物2加入氨解溶液,經監(jiān)控反應結束,常規(guī)處理得化合物3;
4)、化合物3與BOC(二碳酸叔丁酯)在堿作用下得到化合物4;
5)、化合物4在酸的作用脫去BOC,得到化合物5;
6)、化合物5與乙二醛作用得到目標化合物。
作為進一步地改進,本發(fā)明所述的步驟1)中、催化劑為硫酸,鹽酸,硝酸,醋酸,甲磺酸,氯化亞砜,草酰氯,三氯氧磷中的任意一種,酯化反應溫度為0-100℃。
作為進一步地改進,本發(fā)明所述的催化劑為氯化亞砜或草酰氯,最佳反應溫度為60-70℃。
作為進一步地改進,本發(fā)明所述的步驟2)中,鹵代階段的反應溫度為5-60℃,鹵化劑為五氯化磷,三氯氧磷,氯化亞砜,氯氣,二氯海因,氯代丁二酰亞胺中的任意一種。
作為進一步地改進,本發(fā)明所述的反應溫度為15-30℃,鹵代劑為二氯海因或氯代丁二酰亞胺。
作為進一步地改進,本發(fā)明所述的步驟3)中,加入的溶劑為甲醇,乙醇,四氫呋喃,甲苯、水中的任意一種,氨解反應溫度為0-50℃。
作為進一步地改進,本發(fā)明所述的步驟3)中,加入的溶劑為乙醇,然后通入氨氣氨解;反應溫度為15-30℃。
作為進一步地改進,本發(fā)明所述的步驟4)中堿為乙二胺,三乙胺,異丙胺,DBU(1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯),LDA(二異丙基氨基鋰),丁基鋰,六甲基二硅基氨基鋰,鈉氫中的任意一種,反應溫度-10-50℃。
作為進一步地改進,本發(fā)明所述的步驟4)中堿為LDA或六甲基二硅基氨基鋰,反應溫度為0-20℃。
作為進一步地改進,本發(fā)明所述的步驟5)中,化合物5的合成在堿性條件下,加入底物進行霍夫曼反應,最后在重排后直接脫BOC得到化合物5;上述反應中,所用的試劑為次氯酸鈉,次溴酸鈉,氫氧化鈉,氫氧化鉀,甲醇鈉,乙醇鈉,叔丁醇鉀,叔丁醇鈉中的任意一種;反應溫度分為兩段,在生成異氰酸階段,反應溫度為-15-10℃,在重排階段的重排溫度為30-100℃。
作為進一步地改進,本發(fā)明所述的步驟5)中,試劑為甲醇鈉或乙醇鈉,反應溫度為-5-5℃,重排溫度為50-60℃。
作為進一步地改進,本發(fā)明所述的步驟6)中,反應中化合物5用醇溶解,然后加入醛的溶液,監(jiān)控反應結束后,過濾的產物,反應中所用的醇為甲醇,乙醇,丙醇,異丙醇,叔丁醇,正丁醇中的任意一種,反應溫度為40-100℃。
作為進一步地改進,本發(fā)明所述的步驟6)中,所用的醇為異丙醇,反應溫度為70-85℃。
本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明的合成方法,是以3-氨基-4-吡啶甲酸為主要起始原料,與甲醇在催化劑的作用下酯化,經過簡單處理就可以得到酯,然后直接進行氯代,在合適的條件下,本步操作沒有使用氯氣等對環(huán)境不友好的試劑,后續(xù)進行簡單的BOC保護,然后用霍夫曼重排得到氨,產生的廢水較少。再在酸性條件下脫BOC得到二氨,沒有產生明顯的廢氣。相對于原有的工藝,本路線沒有大量使用硫酸和硝酸,避免了放大反應中的危險反應之一:硝化反應。同時本路線采用能耗低的重排反應,從而降低生產成本。
雖然本路線較已有路線步驟要長兩步,但基本上是氨基的保護和脫保護;整個路線基本是單元反應,操作簡單,條件溫和,經簡單處理就可得到目標化合物,整條路線收率較高;運用該路線進行生產將會帶來很大的經濟效益和社會效益??傊景l(fā)明的合成方法具有以下特點:反應條件溫和,工藝操作簡單,綠色環(huán)保,成本低、收率高。
具體實施方式
本發(fā)明下面結合實施例作進一步的詳細說明,但本發(fā)明的范圍并不局限于實施例。
實施例1
1)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,底物20克,加入甲醇60克,攪拌至全溶,略降溫,滴加氯化亞砜20克,攪拌20min。升溫到60-70℃保溫反應10h,監(jiān)控反應結束后,降溫,蒸餾除去溶劑,后處理殘留物,過濾、洗滌、烘干,得到化合物1共計21.15克,以3-氨基-4-吡啶甲酸計,收率為96%。
2)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將20克化合物1投入40克DMF中,攪拌至全溶,降溫,加入N-氯代丁二酰亞胺19克,繼續(xù)攪拌60min。升溫至20℃,在20-30℃保溫反應3h,氯代完全后,降溫,濃縮回收大部分溶劑,將殘留物倒入水中,過濾、洗滌、烘干,得到化合物2共計27.9克,以化合物1計,收率為96%。
3)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將20克化合物2投入30克乙醇中,攪拌至全溶,升溫至20℃,通入氨氣,然后在20-30℃保溫12h,氨解完全后,將有機溶劑回收,殘留物降溫,過濾、洗滌、烘干,得到化合物3共計17.26克,以化合物2計,收率為92.6%。
4)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將20克化合物3 投入30克四氫呋喃中,攪拌至全溶,加入堿。降溫,滴加BOC酸酐23.3克,攪拌30min。升溫至15℃,在15-20℃保溫6h,反應完全后,回收有機溶劑?;厥胀戤吅?,加入部分水,濾液用氫氧化鈉調PH至8-9,然后用乙酸乙酯萃取,有機層用鹽水洗掉,濃縮干,得到化合物4共計27.3克,以化合物3計,收率為92%。
5)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將20克化合物4投入水中,攪拌,降溫,滴加新鮮次甲醇鈉,滴加完成后,保溫攪拌攪拌2小時。反應結束后,升溫至50℃,在50-60℃保溫3h,反應完全后,降溫,回收有機溶劑?;厥胀戤吅螅尤氩糠炙?,然后用乙酸乙酯萃取,有機層用鹽水洗掉,濃縮干,得到化合物5共計9.88克,以化合物4計,收率為85%。
6)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將10克化合物5投入異丙醇30克中,攪拌,加入乙二醛水溶液,升溫至80℃,在80-83℃保溫12h,反應完全后,降溫,過濾,濾餅用異丙醇洗滌,烘干得到化合物6共計10.11克,以化合物5計,收率為90%。
實施例2
1)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,底物20克,加入甲醇60克,攪拌至全溶,略降溫,滴加草酰氯19克,攪拌20min。升溫到90-100℃保溫反應8h,監(jiān)控反應結束后,降溫,蒸餾除去溶劑,后處理殘留物,過濾、洗滌、烘干,得到化合物1共計20.9克,以3-氨基-4-吡啶甲酸計,收率為95%。
2)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將20克化合物1投入40克DMF中,攪拌至全溶,降溫,加入二氯海因13.2克,繼續(xù)攪拌60min。升溫至50℃,在50-60℃保溫反應3h,氯代完全后,降溫,濃縮回收大部分溶劑,將殘留物倒入水中,過濾、洗滌、烘干,得到化合物2共計27.7克,以化合物1計,收率為95.3%。
3)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將20克化合物2投入30克乙醇中,攪拌至全溶,升溫至40℃,通入氨氣,然后在40-50℃保溫24h,氨解完全后,將有機溶劑回收,殘留物降溫,過濾、洗滌、烘干,得到化合物3共計17.1克,以化合物2計,收率為92.0%。
4)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將20克化合物3投入30克四氫呋喃中,攪拌至全溶,降溫,加入六甲基二硅基氨基鋰。滴加BOC酸酐23.3克,攪拌30min。升溫至-10℃,在-10-0℃保溫6h,反應完全后,回收有機溶劑?;厥胀戤吅?,加入部分水,濾液用氫氧化鈉調PH至8-9,然后用乙酸乙酯萃取,有機層用鹽水洗掉,濃縮干,得到化合物4共計27.1克,以化合物3計,收率為91.2%。
5)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將20克化合物4投入水中,攪拌,降溫,滴加乙醇鈉,滴加完成后,保溫攪拌攪拌2小時。反應結束后,升溫至70℃,在70-80℃保溫6h,反應完全后,降溫,回收有機溶劑?;厥胀戤吅螅尤氩糠炙?,然后用乙酸乙酯萃取,有機層用鹽水洗掉,濃縮干,得到化合物5共計9.5克,以化合物4計,收率為82%。
6)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將10克化合物5投入乙醇30克中,攪拌,加入乙二醛水溶液,升溫至40℃,在40-45℃保溫12h,反應完全后,降溫,過濾,濾餅用乙醇洗滌,烘干得到化合物6共計9.5克,以化合物5計,收率為84.6%。
實施例3
1)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,底物20克,加入甲醇60克,攪拌至全溶,略降溫,滴加氯化亞砜20克,攪拌20min。升溫到0-10℃保溫反應10h,監(jiān)控反應結束后,降溫,蒸餾除去溶劑,后處理殘留物,過濾、洗滌、烘干,得到化合物1共計20.05克,以3-氨基-4-吡啶甲酸計,收率為90.9%。
2)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將20克化合物1投入40克DMF中,攪拌至全溶,降溫,加入N-氯代丁二酰亞胺19克,繼續(xù)攪拌60min。升溫至5℃,在5-10℃保溫反應3h,氯代完全后,降溫,濃縮回收大部分溶劑,將殘留物倒入水中,過濾、洗滌、烘干,得到化合物2共計26克,以化合物1計,收率為89.5%。
3)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將20克化合物2 投入30克乙醇中,攪拌至全溶,升溫至0℃,通入氨氣,然后在0-10℃保溫12h,氨解完全后,將有機溶劑回收,殘留物降溫,過濾、洗滌、烘干,得到化合物3共計16.23克,以化合物2計,收率為87.1%。
4)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將20克化合物3投入30克四氫呋喃中,攪拌至全溶,加入堿。降溫,滴加BOC酸酐23.3克,攪拌30min。升溫至40℃,在40-50℃保溫6h,反應完全后,回收有機溶劑?;厥胀戤吅?,加入部分水,濾液用氫氧化鈉調PH至8-9,然后用乙酸乙酯萃取,有機層用鹽水洗掉,濃縮干,得到化合物4共計26.3克,以化合物3計,收率為88.63%。
5)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將20克化合物4投入水中,攪拌,降溫,滴加新鮮次甲醇鈉,滴加完成后,保溫攪拌攪拌2小時。反應結束后,升溫至30℃,在30-40℃保溫2h,反應完全后,降溫,回收有機溶劑?;厥胀戤吅?,加入部分水,然后用乙酸乙酯萃取,有機層用鹽水洗掉,濃縮干,得到化合物5共計9.52克,以化合物4計,收率為81.9%。
6)在裝有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的四口燒瓶中,將10克化合物5投入叔丁醇30克中,攪拌,加入乙二醛水溶液,升溫至90℃,在90-100℃保溫12h,反應完全后,降溫,過濾,濾餅用叔丁醇洗滌,烘干得到化合物6共計10.0克,以化合物5計,收率為89%。
以上列舉的僅是本發(fā)明幾個具體實施例。顯然,本發(fā)明不限于以上實施例,還可以有許多變形,本領域的普通技術人員能從本發(fā)明公開的內容直接導出或聯(lián)想到的所有變形,均應認為是本發(fā)明的保護范圍。