4-(二氟甲氧基)-3-(环丙基甲氧基)苯甲醛作为罗氟司特的重要合成中间体,其合成方法一直备受研究和探索。
简述:4-(二氟甲氧基)-3-(环丙基甲氧基)苯甲醛,英文名称:3-(Cyclopropylmethoxy)-4-(difluoromethoxy)benzaldehyde,CAS:151103-09-2,分子式:C12H12F2O3。3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛是合成罗氟司特(roflumilast)的关键中间体,后者是德国Altana公司开发的磷酸二酯酶4(PDE4)抑制剂,主要用于治疗慢性阻塞性肺病(COPD)。
合成:
1. 方法一:
3,4-二羟基苯甲醛依次与Boc酸酐和氯甲基环丙烷反应后得3-环丙基甲氧基-4-O-Boc-苯甲醛,脱掉Boc后再与二氟一氯甲烷醚化制得3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛。具体步骤如下:
(1)3-羟基-4-O-Boc-苯甲醛(3)的合成将
3,4-二羟基苯甲醛(纯度98%,13.81 g,100 mmol)溶于二氯甲烷 (300 mL)中,搅拌至溶,加入4-二甲氨基吡啶(1.22 g,10 mmol),分批加入二碳酸二叔丁酯(21.83 g,100 mmol),室温反应5 h。减压浓缩至干,所得3不经纯化,直接用于下步反应。纯度90.3%。
(2)3-环丙基甲氧基-4-O-Boc-苯甲醛(4)的合成
将上步所得3、无水碳酸钾(27.6 g,200 mmol)和氯甲基环丙烷(13.58 g,150 mmol)加至DMF(160 mL)中,加热至90℃ 搅拌反应3 h,抽滤,滤液减压浓缩,残余物溶于二氯甲烷 (160 mL)中,依次用1 mol·L-1 盐酸(40 mL)、水(50 mL×2)和饱和氯化钠溶液(60 mL)洗涤。减压浓缩,残余物用石油醚-乙酸乙酯(5∶1)重结晶,得类白色固体4(25.46 g,87. 2%),mp:120~125℃。
(3)4-羟基-3-环丙基甲氧基苯甲醛(5)的合成
将4 (25.5 g,87.1 mmol)溶于二氯甲烷(200 mL)中,室温通入氯化氢气体搅拌反应5 h。用饱和碳酸氢钠溶液洗至中性,依次用水(30 mL×2)、饱和氯化钠溶液(40 mL)洗涤,经无水硫酸钠干燥后过滤,滤液浓缩至干,所得5直接用于下步反应。
(4)3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛(1)的合成
将上步所得5和无水碳酸钾加至DMF(100 mL)中。搅拌 30 min后加热至60℃,通入二氟一氯甲烷气体8 h。停止通气,继续同温反应20 h。抽滤,滤液减压浓缩至干,残余物中加入2 mol·L-1 氢氧化钠溶液(65 mL),用二氯甲烷(200 mL)提取,合并有机层,经水(150 mL)洗涤后用无水硫酸钠干燥,过滤,滤液浓缩,剩余淡黄色液体减压蒸馏(198~205℃/4 k Pa)的馏分,得淡黄色液体1(15.1 g,71.5%)。纯度 99.1%。
2. 方法二:
以对羟基苯甲醛为起始原料,经溴素取代,羟基醚化,再与环丙基甲醇进行乌尔曼缩合反应,得到3-环丙甲氧基-4-二氟甲氧基-苯甲醛(4),具体步骤如下:
(1)(2)的合成
将对羟基苯甲醛(2.0 g, 16 mmol)溶于20 mL的氯仿中,搅拌,不全溶。冰浴条件下,开始滴加溴素(3.6 g,23 mmol)的氯仿溶液,滴加完毕后搅拌过夜。蒸干溶剂,固体用热水溶解,冷却析出固体。用1∶1(V∶V)的乙醇水溶液重结晶,得白色固体3.1 g,产率94.6%。m.p.122~ 124℃;
(2)(3)的合成
在100 mL单口瓶中,依次加入3-溴-4-羟基苯甲醛(2)1.66 g(8.3 mmol)、一氯二氟乙酸钠1.27 g(8.3 mmol)、氢氧化钠0.48 g (12 mmol)、DMF 15 mL和水0.3 mL,加热至120℃,反应2 h,蒸除溶剂。加入10 mL盐酸溶液,乙酸乙 酯提取,蒸干有机相,加水,氢氧化钠调pH值为13 ~14,乙酸乙酯提取,有机相用硫酸镁干燥,过滤,蒸干溶剂,得棕色油状物,低温放置得白色针状晶体 1.90 g,收率91.6%。m.p.68~70℃;
(3)(4)的合成
在100 mL单口瓶中,依次加入4-二氟甲氧基-3-羟基苯甲醛(3)0.25 g (1.0 mmol)、环丙基甲醇0.30 g(4.2 mmol)、8-羟基喹啉0.04 g(0.28 mmol)、碘化亚铜0.04 g (0.22 mmol)、碳酸钾0.69 g(5.0 mmol)、DMF 10 mL,加热140℃,反应20 h,蒸除溶剂。乙酸乙酯提取,硫酸镁干燥,过滤蒸干溶剂,得黄色油状物 0.15 g,收率62.0%。
参考文献:
[1]蔡志强,马维英. 罗氟司特的合成工艺改进 [J]. 应用化工, 2015, 44 (07): 1366-1368+1376. DOI:10.16581/j.cnki.issn1671-3206.2015.07.048
[2]周海洋,董旭,翟海民等. 罗氟司特中间体3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛的合成 [J]. 药学研究, 2013, 32 (11): 678-679. DOI:10.13506/j.cnki.jpr.2013.11.006