《武汉工程大学学报》  2023年03期 272-275   出版日期:2023-06-30   ISSN:1674-2869   CN:42-1779/TQ
盐酸屈他维林中间体3,4-二乙氧基苯乙胺
合成工艺的改进



盐酸屈他维林是罂粟碱类药物[1-5],该药物对于消化性溃疡、胆绞痛、急性胰腺炎、胃痉挛、肠易激综合征、阑尾炎和尿路结石等引起的腹痛都有明显的解痉止疼和缓解症状的作用[6-7]。20世纪60年代,盐酸屈他维林开始应用于临床,该药物目前在匈牙利、俄罗斯、中国以及其他批准上市的国家中广泛应用[8]。根据文献调研[9-11],发现盐酸屈他维林中间体3, 4-二乙氧基苯乙胺(图1)是合成盐酸屈他维林的必备原料,且3, 4-二乙氧基苯乙胺下游产品应用众多[12-15]。如何更加高效地得到3, 4-二乙氧基苯乙胺,是合成盐酸屈他维林路线的重点。
<G:\武汉工程大学\2023\第3期\董 鑫-1.tif>
图1 3, 4-二乙氧基苯乙胺的结构式
Fig. 1 Structure of 3, 4-diethoxyphenethylamine
现有的3, 4-二乙氧基苯乙胺的工业合成方法多用以下3种路线:
路线1虽然步骤较少,但是原料3, 4-二羟基苯乙腈的制备需要用到剧毒化合物氰化物,对环境污染较大,还可能造成人员伤亡。在合成3, 4-二乙氧基苯乙胺过程中催化加氢需高温高压操作,能耗较大,且总收率不高[16]。路线2中第一步乙基化反应用到的碘乙烷,以及Suzuki-Miyaura偶联反应中用到催化剂1,1’-双二苯基膦二茂铁二氯化钯[Pd(dppf)Cl2]价格偏贵[17-18]。路线3步骤比较简单,但是在催化加氢反应中,氢气易燃易爆炸,由羧酸胺化还原生成胺的过程中使用到了羟胺,羟胺性质不稳定,加热时也有爆炸的危险,对于之后的工业生产存在潜在危险[19-20]。
结合上述几种合成方法,选择从邻苯二酚出发,设计出新的合成路线,并对反应条件进行优化,降低能耗,提高产率。实验路线如图3所示。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
仪器:磁力搅拌器(IKA公司);旋转蒸发仪(亚荣公司);ZF-20D暗箱式紫外分析仪(巩义市予华仪器有限责任公司);核磁共振H谱仪INOVA400/500(布鲁克公司)。
反应试剂:邻苯二酚,无水三氯化铝,氯乙酰氯,硫酸二甲酯,邻苯二甲酰亚胺的钾盐,水合肼(上海泰坦科技有限公司)。溶剂有二氯甲烷,丙酮,DMF,乙醇,乙酸乙酯(国药公司)。以上试剂均为分析纯,且无进一步纯化。
1.2 实验步骤
1.2.1 3,4-二羟基-2’-氯苯乙酮(2)的合成 向装有搅拌装置的反应瓶中加入60 g(0.45 mol)三氯化铝和200 mL二氯甲烷,冰浴下搅拌0.5 h,然后缓慢加入21.5 mL(0.27 mol)氯乙酰氯,最后加入20 g(0.18 mol)邻苯二酚,室温下反应15 h,反应结束后将反应液倒入稀盐酸中淬灭,过滤,水洗,湿固体再用醋酸中和,用活性炭脱色回流纯化,过滤,干燥得到目标产物2(30.4 g,收率90.5%),熔点175~177 ℃,收率89.6%。通过研究反应物用量,反应温度和反应时间对反应收率的影响,确定最佳工艺方案。
1.2.2 3,4-二乙氧基-2’-氯苯乙酮(3)的合成 向装有搅拌装置的反应瓶中加入20 g(0.11 mol)化合物2、41.5 g(0.27 mol)硫酸二乙酯、及37.3 g(0.27 mol)碳酸钾和200 mL丙酮,升温至40 ℃反应6 h,反应结束后过滤,滤液浓缩,萃取,稀盐酸、饱和碳酸氢钠和饱和食盐水洗涤,合并有机相,干燥,浓缩,得到目标产物3(22.8 g,收率87.8%)。选用丙酮作溶剂,采用正交试验的方法,优化反应条件,确定最佳合成工艺。1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.53~7.42 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 6.89~6.69 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 4.66 (s, 2H), 4.21~4.12 (m, 4H),1.49~1.30 (m,J=7.1 Hz, 6H)。
1.2.3 2-(2-(3,4-二乙氧基苯基)-2-氧乙基)异吲哚啉-1,3-二酮(4)的合成 向装有搅拌装置的反应瓶中加入15 g(0.06 mol)化合物3,1及2.6 g(0.07 mol)邻苯二甲酰亚胺的钾盐和50 mL DMF,升温至140 ℃,反应1 h,反应结束后,减压回收溶剂,20 mL乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,无水硫酸钠干燥,减压浓缩得白色固体4(20.5 g,收率93.4%),熔点:145~153 ℃。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.90~7.80 (dd, J = 5.5, 3.1 Hz, 2H), 7.75~7.70 (dd, J = 5.5, 3.0 Hz, 2H), 7.62~7.60 (dd, J = 8.4, 2.1 Hz, 1H), 7.52~7.51 (d, J = 2.1 Hz, 1H), 6.92~6.85 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 5.09 (s, 2H), 4.16~4.01 (m, J = 21.1, 7.0 Hz, 4H), 1.49~1.33 (m, J = 16.7, 7.0 Hz, 6H)。
1.2.4 3, 4-二乙氧基苯乙胺(5)的合成 向装有搅拌装置的反应瓶中加入15 g(0.04 mol)化合物4、9.7 mL(0.16 mol)水合肼和20 mL二乙二醇,升温至120 ℃反应2 h,反应结束后降至室温,过滤,然后滤液加入5.6 g(0.1 mol)氢氧化钾,升温至180 ℃,反应过程中蒸除低沸物,反应4 h,反应结束后,20 mL乙酸乙酯萃取3次,合并有机层,有机相用50 mL饱和食盐水洗涤3次,无水硫酸钠干燥,减压浓缩得到黄色油状液体5(7.7 g,收率87.3%)。
2 结果与讨论
化合物3(3,4-二乙氧基-2’-氯苯乙酮)的工艺优化过程:
选择3个相关因素进行正交实验,化合物2、硫酸二乙酯与碳酸钾的摩尔比(A),反应时间(B),反应温度(C),确定它们的实验范围,进而确定最佳合成工艺。
对于A、B、C三个因子确定三个水平:
A(化合物2、硫酸二乙酯与碳酸钾的摩尔比):A1=1∶1.5∶1.5、A2=1∶2∶2、A3=1∶2.5∶2.5;
B(反应时间):B1=4 h、B2=6 h、B3=8 h;
C(反应温度):C1=20 ℃、C2=40 ℃、C3=60 ℃。
在不同实验条件下进行实验,计算反应收率,实验结果见表1。
从表1中可以看出,A3=1∶2.5∶2.5、B2=6 h、C2=40 ℃作为反应条件时,反应收率最高。从图4中可以看出,最佳组合为A3B2C2,即最佳工艺为:化合物7、硫酸二乙酯和碳酸钾摩尔比为1∶2.5∶2.5,反应时间6 h,反应温度40 ℃。
综上所述,化合物3的最佳合成工艺是:n(化合物2)∶n(硫酸二乙酯)∶n(碳酸钾)=1∶2.5∶2.5,溶剂为丙酮,反应温度为40 ℃,反应时间6 h,收率89.1%。

表1 三个因子对反应收率的影响
Tab. 1 Effects of three factors on reaction yields
[序号 A B C 收率 / % 1 A1=1∶1.5∶1.5 B1=4 h C2=40 ℃ 80.4 2 A1=1∶1.5∶1.5 B2=6 h C3=60 ℃ 74.2 3 A1=1∶1.5∶1.5 B3=8 h C1=20 ℃ 75.3 4 A2=1∶2∶2 B1=4 h C3=60 ℃ 78.2 5 A2=1∶2∶2 B2=6 h C1=20 ℃ 79.3 6 A2=1∶2∶2 B3=8 h C2=40 ℃ 85.6 7 A3=1∶2.5∶2.5 B1=4 h C3=60 ℃ 79.6 8 A3=1∶2.5∶2.5 B2=6 h C2=40 ℃ 89.1 9 A3=1∶2.5∶2.5 B3=8 h C1=20 ℃ 81.4 Ⅰ 229.9 238.2 236 Ⅱ 243.1 242.6 255.1 Ⅲ 250.1 242.3 232 K1 76.6 79.4 78.7 K2 81.0 80.9 85.0 K3 83.4 80.8 77.3 R 20.2 4.4 23.1 ]
<G:\武汉工程大学\2023\第3期\董 鑫-4.tif>[A1 A2 A3][86
84
82
80
78
76][K][B1 B2 B3][C1 C2 C3]
图4 三因子水平与K值关系图
Fig. 4 Relationship between three-fractor levels and K values
3 结 论
通过文献调研,结合当前盐酸屈他维林的生产工艺,发展了一条合成盐酸屈他维林中间体3, 4-二乙氧基苯乙胺的新路线。该路线所用原料廉价易得,反应步骤简单,产率较高,无风险等级较高的反应,有比较好的经济适用性。同时,在研究合成工艺的过程中,不断对反应条件进行优化,有效提高收率,使最终的总收率达到66.2%。