本文旨在讲述3-异丁基戊二酸如何参与普瑞巴林的合成,旨在为相关领域的研究人员提供参考依据和实验支持。
背景:3-异丁基戊二酸是合成普瑞巴林的重要中间体。
普瑞巴林(Pregabalin)化学名:(3S)-3-氨甲基-5-甲基己酸,商品名为乐瑞卡(Lyrica),是一种新型γ-氨基丁酸类似物,2004-2005 年先后经欧盟和美国食品与药品管理局(FDA)批准上市,可用于治疗疱疹后神经痛、外周神经痛、糖尿病性外周神经病引起的疼痛,具有良好的抗癫痫治疗效果,给药次数少、不良反应小。
应用:合成普瑞巴林。
1. 合成普瑞巴林关键中间体3-氨甲基-5-甲基己酸的合成
(1)3-(氨甲酰甲基)-5-甲基己酸的合成
称取18.8 g 3-异丁基戊二酸加入到100 mL反应瓶中,直接加入15.3 g乙酸酐,在135℃下反应 4 h,反应结束后,降温,减压浓缩,除去多余的乙酸酐和反应产生的乙酸,得到浅黄色油状物3-异丁基戊二酸酐粗品。
在250 mL反应瓶中,加入50 mL、10%的氨水冷却至0~5℃。温度控制在0~5℃,缓慢滴加 40 mL 3-异丁基戊二酸酐的甲基叔丁基醚溶液,滴加完毕后,升至室温,搅拌2 h。
进行分相,有机相用20 mL、20%碳酸钠溶液洗涤,合并水相,加入1 g活性炭,脱色0.5 h,抽滤,用10 mL水洗涤。滤液用6 mol/L的盐酸调至p H=0.5~1,在0~5℃下,搅拌析晶2 h。抽滤,少量水洗,40℃鼓风干燥,得到17.01 g浅黄色粗品,收率约为90.96%。
重结晶:将17 g 3-(氨甲酰甲基)-5-甲基己酸粗品加入到250 mL单口瓶中,加入85 mL乙酸乙酯和17 mL水,加热回流。之后,缓慢冷却至 0~5℃,析晶2 h,抽滤,用少量冷乙酸乙酯洗涤,20℃真空干燥,得到14.93 g类白色固体, m.p.为107~108℃,回收率约为87.82%。
(2)3-氨甲基-5-甲基己酸的合成
在250 mL反应瓶中,分别加入20 g氢氧化钠、90 mL水,配制成18%的氢氧化钠溶液。加入 18.7 g 3-(氨甲酰甲基)-5-甲基己酸,呈浅黄色透明溶液。降温至-10℃以下,保持低温,缓慢滴加17.6 g溴素。
滴加完毕后,保持低温,搅拌反应1 h;升至室温,搅拌反应1 h;在40℃温度下,搅拌反应1 h;在70℃温度下,搅拌反应1 h,停止反应,降至室温。
用盐酸调至pH=5.5~6.0,在温度为0~5℃下析晶2 h,抽滤,用少量冷水洗涤,40℃鼓风干燥,得到13.18 g白色固体,收率约为82.89%。
重结晶:将13.18 g 3-氨甲基-5-甲基己酸加入到250 mL单口瓶中,加入80 mL异丙醇和水(1 ∶1)的混合溶液,加热回流。之后,缓慢冷却至 0~5℃,析晶2 h,抽滤,用少量冷异丙醇水溶液洗涤,20℃真空干燥,得到12.7 g白色固体,m.p.为168~170℃,回收率约为96.36%。
2. 合成普瑞巴林
以KF/K2CO3 /γ-Al2O3为催化剂、异戊醛与丙二酸为原料,缩合得到5-甲基-2-己烯酸(3)。3与乙醇发生酯化得到5-甲基-2-己烯酸乙酯(4), 4上碳碳双键空间位阻较小,易与丙二酸二乙酯发生加成反应,转化率高。4经加成、水解得到3-异丁基戊二酸(5).5再经脱水成酸酐、氨解成酰胺(6)。6再经Hoffman重排制得2,其总收率为71.5%。2经过与(S)-(+)-扁桃酸成盐后再次与(S)-(+)-扁桃酸作用,得到质量分数为99.6%的7.7经盐酸分解,异丙醇/水重结晶,得到1,其收率为45.8%。该合成工艺的总收率为32.7%,且收率高、重复性好、易于工业化生产。合成路线如图所示:
参考文献:
[1]尤海烽,王菲,张乔乔等. 3-异丁基戊二酸的合成工艺改进 [J]. 广东化工, 2020, 47 (10): 52.
[2]祁秀秀,陈文华,陈闻起等. 普瑞巴林合成工艺的改进 [J]. 宁夏大学学报(自然科学版), 2019, 40 (04): 366-369.
[3]张静. 普瑞巴林关键中间体3-氨甲基-5-甲基己酸的合成 [J]. 煤炭与化工, 2016, 39 (10): 73-75+148. DOI:10.19286/j.cnki.cci.2016.10.021