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如何合成爱维莫潘? 1

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爱维莫潘作为一种重要的药物,其合成一直是化学领域中备受关注的课题。


简述:爱维莫潘为一种新型的外周 μ 型阿片受体拮抗剂,临床上用于防治手术以及使用阿片类药物导致的胃肠功能紊乱,特发性便秘以及肠易激综合征等,具有疗效确切、不良反应小的优势,其在手术的应用中具有良好的前景。


合成:

1. 方法一:

3-[(3R,4R)-3,4- 二甲基哌啶 -4- 基] 苯酚 (2) 与 2- 苄基丙烯酸乙酯发生 Michael 加成反应,然后通氯化氢气体析晶得(S)-2- 苄基 -3-[(3R,4R)-4-(3- 羟基苯基 )-3,4- 二甲基哌啶-1-基 ] 丙酸乙酯盐酸盐 (3),析晶母液经消旋化循环套用,3 的收率为 60%。3 依次经水解、甘氨酸异丁酯缩合、水解制得爱维莫潘,总收率约45%( 以 2 计 )。具体实验步骤如下:


1)(S)-2- 苄基 -3-[(3R,4R)-4-(3- 羟基苯基 )-3,4-二甲基哌啶 -1- 基 ] 丙酸乙酯盐酸盐 (3)

2(纯度 99.4%,2.0 g,9.74 mmol)、2- 苄基丙烯酸乙酯 (2.04 g,10.72 mmol) 和甲苯(10 ml) 加至 50 ml 反应瓶中,升温回流反应 4 h。冷却至室温,加入乙醇 (14 ml),通氯化氢气体调至 pH 1,搅拌 15 min,浓缩至干。向残留物中加入乙醇 (20 ml),缓慢析出白色固体,搅拌过夜,0 ℃搅拌 1.25 h,过滤,滤饼干燥后加入乙醇 ( 约 5.2 ml)回流打浆 2 h,冷却至室温,0 ℃搅拌 1 h,过滤,干燥得白色固体 3(1.4 g,34% )。乙醇母液浓缩至干,加入乙酸乙酯 (15 ml)和水 (15 ml),加饱和碳酸钠溶液调至 pH 9 ~ 10,室温搅拌 1 h。分取有机相,用水 (10 ml) 洗涤,经水硫酸钠干燥后过滤,滤液浓缩,残留物中加入甲苯 (2.4 ml),升温回流搅拌 8 h。冷却至室温,加入乙醇 (8.5 ml),通氯化氢气体调至 pH 1,搅拌15 min,浓缩至干,加入乙醇 (12 ml) 缓慢析出白色固体,室温搅拌 2 h,0 ℃搅拌 1.25 h,过滤,滤饼干燥后在乙醇 (2.5 ml) 中回流打浆,得白色固体3(0.72 g)。收集母液,再次重复上述游离、消旋、析晶操作,与前面所得 3 合并,共制得 3 2.47 g,收率 60%。


2)(S)-2- 苄基 -3-[(3R,4R)-4-(3- 羟基苯基 )-3,4-二甲基哌啶 -1- 基 ] 丙酸一水合物 (4)

3(7.65 g,17.71 mmol)、水 (70 ml) 和 50%氢氧化钠溶液 (6.1 g) 加至 250 ml 反应瓶中,室温搅拌 10 h。TLC[ 展开剂 :二氯甲烷∶甲醇 (8 ∶ 1)]显示反应完全,过滤,滤液中加入甲醇 (73.4 ml),加浓盐酸 ( 约 10.0 g) 调至 pH 6,析出固体。浓缩除去甲醇,室温搅拌 4 h,加浓盐酸重新调至 pH 6,0 ℃搅拌 1.5 h,过滤,滤饼干燥得白色固体 4(6.65 g,97.4% ),mp 183.3 ~ 185.7 ℃。


3)2-[[(2S)-2-[[(3R,4R)-4-(3- 羟基苯基 )-3,4- 二甲基哌啶 -1- 基 ] 甲基 ]-3- 苯基丙酰 ] 氨基 ] 乙酸异丁酯 (5)

氮气保护下,将 4(6.65 g,17.2 mmol)、甘氨酸异丁酯对甲苯磺酸盐 (5.91 g,19.5 mmol) 和 1- 羟基苯并三唑 (HOBt,2.63 g,19.5 mmol) 加至 THF(67 ml) 中,控制温度不高于 15 ℃,加入三乙胺(1.97 g,19.5 mmol) 和 EDCI(3.74 g,19.5 mmol),25 ℃反应 4 h。TLC[ 展开剂 :二氯甲烷∶甲醇(8 ∶ 1)] 显示反应完全,加入乙酸乙酯 (83 ml)稀释,依次用 0.5 mol/L 的碳酸钠 - 碳酸氢钠溶液(pH ≈ 10,83 ml,称取碳酸钠 19.08 g、碳酸氢钠 26.88 g,加水定容至 1 L 即得 )、饱和氯化钠溶液 (83 ml) 和水 (83 ml) 洗涤,减压浓缩,得浅黄色油状液体 5(8.54 g,100% )。


4)爱维莫潘 (1)

5(8.29 g,17.25 mmol) 加入乙醇 (209 ml)和水 (49 ml) 的混合溶剂中,控制温度小于 25 ℃,加入 1 mol/L 氢氧化钠溶液 (51.7 ml),25 ℃搅拌45 min,TLC[ 展开剂 :二氯甲烷∶甲醇 (5 ∶1)]显示反应完全。加浓盐酸调至 pH 6,析出固体,浓缩除去乙醇,室温搅拌 2 h,0 ℃搅拌 1.5 h,过滤,干燥,所得 1 粗品 (6.93 g) 经乙醇∶水 (2∶1) 重结晶,得白色固体粉末 1(6.2 g,78% ),mp207.6~208.7 ℃。纯度 99.9%。


2. 方法二:

1)3-[(3R,4R)-3,4- 二甲基哌啶 -4- 基 ] 苯酚(4)的合成

3- 溴苯酚 (5) 在碳酸钾作用下与 2- 溴丙烷反应得到异丙基 -3- 溴苯醚 (6),6 先与镁发生格氏反应,后与1,3-二甲基哌啶-4-酮反应得到(3S,4R)-1,3-二甲基 -4-[3-(1- 甲基乙氧基 ) 苯基 ]-4- 哌啶醇(7),7 与氯甲酸乙酯反应,经对甲基二苯甲酰酒石酸 [(+)-DTTA] 拆分生成碳酸 -(3S,4R)-1,3- 二甲基 -4-[3-(1- 甲基乙氧基 ) 苯基 ]-4- 哌啶乙酯(8),8 在十氢萘作用下加热得到 (3R)-1,3- 二甲基 -4-[3-(1- 甲基乙氧基 ) 苯基 ]-1,2,3,6- 四氢吡啶(9),9 在正丁基锂作用下与硫酸二甲酯发生甲基化反应得到(3R)-1,3,4-三甲基-4-[3-(1-甲基乙氧基)-苯基 ]-1,2,3,4- 四氢吡啶 (10),10 先经硼氢化钠还原,后经 (+)-DTTA 拆分得到 (3R,4R)-1,3,4- 三甲基 -4-[3-(1- 甲基乙氧基 ) 苯基 ] 哌啶 (11),11 与氯甲酸苯酯反应得到 (3R,4R)-3,4- 二甲基 -4-[3-(1-甲基乙氧基 ) 苯基 ] 哌啶甲酸苯酯 (12),12 经酸水解得到 4 。



2)爱维莫潘的合成

3-[(3R,4R)-3,4- 二甲基哌啶 -4- 基 ] 苯酚(4)与丙烯酸甲酯 (30) 加成得到 (3R,4R)-4-(3-羟基苯基 )-3,4- 二甲基 -1- 哌啶丙酸甲酯 (31),31先在二异丙基氨基锂 (LDA) 作用下,与苄基溴反应,再经盐酸酸化得到 (2S)-2-[[(3R,4R)-4-(3-羟基苯基 )-3,4- 二甲基哌啶 -1- 基 ] 甲基 ]-3- 苯基丙酸甲酯盐酸盐 (32),32 经水解得到 (2S)-2-[[(3R,4R)-4-(3-羟基苯基)-3,4-二甲基哌啶-1-基]-甲基 ]-3- 苯基丙酸一水合物 (33) [2] 。33 经三乙胺、DCC、1- 羟基苯并三唑 (HOBt) 作用与甘氨酸乙酯盐酸盐 (34) 反应得到 2-[[(2S)-2-[[(3R,4R)-4-(3-羟基苯基 )-3,4- 二甲基哌啶 -1- 基 ] 甲基 ]-3- 苯基丙酰 ] 氨基 ] 乙酸乙酯一水合物 (35),35 经水解得到爱维莫潘。


参考文献:

[1]王家会,赵传猛,张福利. 爱维莫潘的合成 [J]. 中国医药工业杂志, 2015, 46 (08): 799-802. DOI:10.16522/j.cnki.cjph.2015.08.001.

[2]石权达,闫冬,高静等. 爱维莫潘关键中间体的合成 [J]. 中南药学, 2015, 13 (05): 490-493.

[3]王家会,包如胜,裘鹏程等. 爱维莫潘合成路线图解 [J]. 中国医药工业杂志, 2014, 45 (03): 291-294. DOI:10.16522/j.cnki.cjph.2014.03.025.

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