现代药物与临床  2014, Vol. 29 Issue (8): 840-842
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3-异丁基戊二酰亚胺的合成工艺研究
赵倩, 孙悦, 孙铁民    
1. 天津市鼓楼社区卫生服务中心西北角医院, 天津 300102;
2. 沈阳药科大学, 辽宁 沈阳 110016
摘要目的 对3-异丁基戊二酰亚胺的合成工艺进行研究。方法 以异戊醛为原料,经Knoevenagel缩合、Michael加成、水解脱羧、环合得到目标产物。结果 合成了目标化合物,并利用IR、MS和1H-NMR确证了结构;收率为78.0%,质量分数为98.5%。结论 采用“一勺烩”合成了3-异丁基戊二酰亚胺,操作简便,设计合理,收率较高。
关键词3-异丁基戊二酰亚胺     普瑞巴林     中间体     “一勺烩”    
Synthesis of 3-isobutyl glutarimide
ZHAO Qian1, SUN Yue2, SUN Tie-min2    
1. Tianjin Northwest Coner Hospital, Health Service Center of Gulou Community, Tianjin 300102, China;
2. Shenyang Pharmaceutical University, Shenyang 110016, China
Abstract: Objective To study the synthetic technology of 3-isobutyl glutarimide. Methods 3-Methyl butanal was used as starting material to synthesize the target compound by Knoevenagel condensation, Michael addition, hydrolysis decarboxylation and cyclization. Results The target compound was synthesized and characterized by IR, MS and 1H-NMR. The yield was 78.0% and the purity was 98.5%. Conclusion 3-Isobutyl glutarimide is synthesized using the method of "one-pot" which has the advantages of simple operation and reasonable design with high yield.
Key words: 3-isobutyl glutarimide     pregabalin     intermediate     “one-pot”    

普瑞巴林是抑制性神经递质γ-氨基丁酸(GABA)的结构类似物,由Warner-Lambert公司开发,2004年12月在美国FDA批准上市,随后2004年7月在欧盟批准上市,用于治疗成年患者的部分癫痫发作[1]。2006年3月增加适应症,治疗广泛性焦虑障碍和社交性焦虑障碍,2009年又获准治疗脊髓损伤、外伤、多发性硬化症、糖尿病性神经疼痛和带状疱疹神经疼痛[2,3,4]。3-异丁基戊二酰亚胺为常用的化工中间体,是普瑞巴林的主要起始原料,文献报道的合成方法是以3-异丁基戊二酸为原料在IV价的硝酸铈铵存在下,与甲醇酯化[5]、在氢氧化钠水溶液中水解[6]、酰胺化[6]、甲苯做溶剂,哌啶碱催化环合[7]得到目标产物。本实验采用“一勺烩”的方法设计了简便的合成工艺,以异戊醛为原料,经Knoevenagel缩合、Michael加成、水解脱羧、环合得到3-异丁基戊二酰亚胺,经过1H-NMR、MS等方法确证了结构。 1 仪器与试剂

YRT—3熔点仪(天津大学精密仪器厂);Waters Quattro Premier XE质谱仪(美国Waters公司);Bruker ARX—400 MHz核磁共振仪(德国Bruker公司);Thermo Scientific Nicolet iS5型傅里叶变换红外光谱仪(美国Nicolet公司);PLSB型低温冷却液循环泵、低温恒温反应浴(巩义市予华仪器有限责任公司);RE52AA旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);ZF—20D暗箱式紫外分析仪(上海顾村电光仪器厂);Agilent 1260高效液相色谱仪、G1314B VL泵(美国安捷伦公司);SHZ—D(III)循环水式多用真空泵。

所用试剂均为市售分析纯。 2 方法与结果 2.1 合成路线

将异戊醛(7.31 g,85 mmol)、氰醋酸乙酯(8.74 g,77.3 mmol)、甲苯100 mL加入250 mL三口瓶中,搅拌下,缓慢加入正二丙胺0.08 g,滴毕,升温至回流,分水器回流分水,当无水产生时,停止反应,浓缩甲苯,减压蒸干,得黄色液体1。

向黄色液体1中加入丙二酸二乙酯(14.80 g,92.5 mmol),冰浴冷却下,缓慢加入正二丙胺(0.8 g,7.8 mmol),控温0 ℃以下,加完后,室温搅拌2 h。加入1 mol/L盐酸42 mL,回流1 h。然后加入甲苯50 mL,分出有机层,水层用甲苯(50 mL×2)萃取。合并有机层,浓缩甲苯得到棕黄色油状物2。

将上述棕黄色油状物2(7.8 g,13.08 mmol)和脲(0.8 g,13.08 mmol)加入100 mL三口瓶中,油浴加热至90~110 ℃,搅拌反应2 h,冷却至室温,加入50%乙醇水溶液,回流30 min,冷却,滤过,50 ℃真空干燥,得到类白色片状结晶3-异丁基戊二酰亚胺(10.2 g,78.0%)。

3-异丁基戊二酰亚胺的合成路线见图 1

图 1 高精度烧结零件Fig.1Synthetic route of 3-isobutyl glutarimide
2.2 结构鉴定

色谱条件:Agilent Eclipse XDB-C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μL);流动相为0.01 mol/L磷酸溶液-乙腈(60∶40);体积流量为1 mL/min;检测波长为214 nm;柱温为30 ℃;进样量为10 μL。

在上述色谱条件下,采用面积归一化法测得目标化合物的质量分数为98.5%。mp 137~138 ℃。ESI-MS m/z:126.0,128.0。1H-NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.07(1H,br,CONHCO),2.65~2.73(4H,m,CH2-3、5),1.63~1.70(1H,m,CH-3′),1.24~1.27(2H,m,CH2-2′),0.91(6H,d,CH3-4′)。(cm−1):3 192,3 186,3 092,3 085,2 959,2 954,1 805,1 798,1 686,1 682,1 423,1 384,1 366,1 290,1 268。与文献报道[8]数据基本一致,鉴定目标化合物为3-异丁基戊二酰亚胺。 3 讨论

参考相关文献,选择脲与异丁基戊二酸进行环合反应,避免了原文献氢氧化钠水解羧酸甲酯易产生双水解副反应[6],可以有效提高合成收率,同时提高产品的质量。

本研究所采用“一勺烩”的方法,与文献报道的其他合成路线相比,合成中间体无需进行后处理可直接用于下步反应,大大缩短了反应时间,简化了操作步骤,从而降低成本。

本研究的合成方法所用的试剂都价廉易得,且毒性较小,实验条件也易于控制,操作简便,适用于工业化大生产。

参考文献
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[8] Anil B C, Golak C M, Mukund K G. An efficient process of racemization of 3-(carbamoylmethyl)-5-methylhexanoicacid: a pregabalin intermediate [J]. Org Process Res Dev, 2009, 13(4): 812-814.