二、芳烃侧链氧化
3,4-二甲氧基苯甲醛
C9H10O3,166.18
【英文名】 3,4-Dimethoxybenzaldehyde
【性状】 白色固体。mp 43~45℃。
【制法】 任群翔,孟祥军,李荣梅,封丽.化学试剂,2002,25(1):40.
于反应瓶中加入3,4-二甲氧基甲苯(2)61 g(0.4 mol),甲醇150 mL,氢氧化钠32 g,适量醋酸钴催化剂和醋酸铜助催化剂,于60~65℃通入氧气。10 h后停止反应,冷却,加入适量水。蒸出甲醇,用乙醚提取3次。合并有机层,无水硫酸钠干燥。过滤,浓缩,得化合物(1)58 g,收率87.5%,mp 43~45℃。
【用途】 抗过敏药曲尼司特(Tranilast)、降压药哌唑嗪(Prazosin)等的中间体。
邻硝基苯甲醛
C7H5NO3,151.12
【英文名】 o-Nitrobenzaldehyde
【性状】 黄色结晶。mp 43.5~44℃,bp 153℃/3.1 kPa。微溶于水,溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。可随水蒸气挥发。
【制法】 ①杨定乔.江苏化工,1991,22(1):16.②孙昌俊,曹晓冉,王秀菊.药物合成反应——理论与实践.北京:化学工业出版社,2007:41.
邻硝基甲苯二乙酸酯(3):于2 L反应瓶中,加入邻硝基甲苯(2)45 g(0.32 mol),乙酸酐550 mL。冰盐浴冷至10℃以下,搅拌下滴加浓硫酸67 mL。维持反应液温度5~10℃,分次加入铬酐54 g(0.54 mol),约2 h加完,加完后继续反应2 h。将反应物倒入冰水中,充分搅拌,油状物逐渐固化。抽滤,干燥后得(3)24.0 g。母液中的油状物分出后水蒸气蒸馏,回收邻硝基甲苯,又可得到约2 g的产物,共得固体化合物(3)26 g。
邻硝基苯甲醛(1):上述固体(3)加入95%的乙醇50 mL,水40 mL,搅拌下加入浓硫酸50 mL,加热至75~80℃。蒸去部分乙醇,自然冷却,析出固体。过滤,干燥,得邻硝基苯甲醛(1)11 g,收率23%,粗品mp 41~43℃。
【用途】 抗抑郁药诺米芬辛(Nomifensine)、心绞痛治疗药硝苯地平(Nifedipine)等的中间体。
对硝基苯甲醛
C7H5NO3,151.12
【英文名】 p-Nitrobenzaldehyde
【性状】 白色至浅黄色棱状结晶。mp 105~108℃。溶于乙醇、苯、乙酸,微溶于水、乙醚,能升华,能随水蒸气挥发。
【制法】 段行信.实用精细有机合成手册.北京:化学工业出版社,2000:67.
对硝基甲苯二乙酸酯(3):于反应瓶中加入醋酸酐204 g(2 mol),对硝基甲苯(2)25 g(0.18 mol),冰盐浴冷却,搅拌下慢慢加入浓硫酸40 mL。慢慢滴加三氧化铬50 g(0.5 mol)溶于225 mL醋酸酐配成的溶液,控制反应液温度不超过10℃,加完后继续搅拌反应2 h。将反应液倒入约2.5 kg的冰水中。抽滤,滤饼用冷水充分洗涤。将滤饼置于冷的150 mL 2%的碳酸钠水溶液中,搅拌10~15 min,抽滤,水洗,并用少量乙醇洗涤,真空干燥,得(3)粗品30 g,收率65%。
对硝基苯甲醛(1):将上面粗产物(3)悬浮于70 mL乙醇、70 mL水和7 mL浓硫酸的混合液中,搅拌回流30 min。过滤,滤液冰水中冷却。滤出析出的固体,水洗,真空干燥,得对硝基苯甲醛(1)15 g,总收率55.1%,mp 105~106℃。
【用途】 抗菌剂甲氧苄啶(Trimethoprim)等的中间体。
二苯甲酮
C13H10O,182.26
【英文名】 Benzophenone,Diphenylmethanone
【性状】 白色有光泽菱形结晶,mp 48.5℃,bp 305℃,141.7℃/0.67 kPa。溶于乙醇、乙醚、氯仿,不溶于水,有甜味。
【制法】 方法1 ①孙昌俊,曹晓冉,王秀菊.药物合成反应——理论与实践.北京:化学工业出版社,2007:32.②陈忠秀.精细化工,2003,20(3):180.
二苯甲烷(3):于反应瓶中加入苯250 g(3.2 mol),氯化锌水溶液(由氯化锌190 g配成相对密度1.92~1.95的水溶液),搅拌下加热至70~75℃。滴加氯化苄(2)100 g(0.79 mol),约2 h加完,而后继续于70~75℃搅拌反应6 h。静止分层。油层水洗,0.5%的氢氧化钠水溶液洗涤。蒸馏,除去苯及150℃以下的低沸物,得二苯甲烷(3)粗品151 g。
二苯甲酮(1):于反应瓶中加入上述粗品二苯甲烷(3),再加入几粒沸石,水400 mL,浓硝酸(d1.5)150 g,加热回流20 h。反应液开始为棕黄色,最后为黄色。冷后分去水层,油层用热水洗涤,再用5%的碳酸钠溶液洗涤。减压蒸馏,收集187~190℃/2.31 kPa的馏分,固化后得淡黄色二苯甲酮(1)82 g,总收率56%,mp 45~47℃。
方法2 Nishide K,Ohsugi S,Fudesaka M,et al.Tetrahedron Lett,2002,43(29):5177.
于反应瓶中加入二氯甲烷4 mL,正十二烷甲基硫醚95 mg(0.41 mmol),冷至-60℃,搅拌下慢慢滴加1.0 mol/L的草酰氯0.41 mL(0.41 mmol),加完后继续搅拌反应15 min。而后于-60℃滴加二苯甲醇(2)50 mg(0.27 mmol)溶于2 mL二氯甲烷的溶液。加完后继续搅拌反应30 min。于-60℃滴加三乙胺1.36 mmol,搅拌反应并于200 min慢慢升至-40℃。撤去冷浴,慢慢升至室温,搅拌反应1 h。加入10 mL水,用1 mol/L的稀盐酸0.5 mL中和。分出有机层,水层用二氯甲烷提取。合并有机层,饱和盐水洗涤,无水硫酸钠干燥。过滤,减压蒸出溶剂,剩余物过硅胶柱纯化,用己烷-乙酸乙酯(40∶1)洗脱,得化合物(1)60 mg,收率100%。
【用途】 抗组胺药盐酸苯拉海明(Diphenhydramine hydrochloride)、抗胆碱药苯扎托品(Benzatropine)、钙拮抗药哌克昔林(Perhexiline)等的中间体。
(R)-(-)-4-[2-(N-甲基-N-乙氧羰基)氨基乙基]-4-甲基-6-甲氧基-1,2,3,4-四氢萘-1-酮
C18H25NO4,319.40
【英文名】 (R)-(-)-4-[2-(N-Methyl-N-ethoxycarboxy)aminoethyl]-4-methyl-6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1-one
【性状】 无色液体。 -20.2°(c=1.97,C2H5OH)。
【制法】 陈芬儿.有机药物合成法:第一卷.北京:中国医药科技出版社,1999:491.
于反应瓶中加入化合物(2)94.7 g(0.31 mol),乙酸370 mL,于30℃搅拌下滴加三氧化铬52.2 g(0.52 mL)和水52 mL的溶液,加完后继续室温搅拌反应2 h。加入甲醇250 mL,搅拌30 min。回收溶剂,加适量水,过滤,除去不溶物。滤液用甲苯提取数次,合并有机层,无水碳酸钾干燥。过滤,滤液回收溶剂后减压蒸馏,收集208~220℃/0.133 kPa的馏分,得油状物(1)85.5 g,收率86%。
【用途】 镇痛药氢溴酸依他佐辛(Eptazocine hydrobromide)的合成中间体。
(2-氯乙酰氨基-4-噻唑基)-2-氧代乙酸甲酯
C8H7ClN2O4S,262.67
【英文名】 Methyl(2-chloroacetamido-4-thiazolyl)-2-oxoacetate
【性状】 黄色针状结晶。mp 178~180℃。
【制法】 Shoji Kishimoto,Michiyuki Sendal,Mitsumi Tomimoto,et al.Chem Pharm Bull,1984,32(7):2646.
于反应瓶中加入化合物(2)53.2 g(0.2 mol),二氧六环500 mL,醋酸42.6 mL,搅拌溶解。加入二氧化硒28.3 g(0.255 mol),回流4 h。冷却,过滤,减压浓缩。剩余物中加入乙酸乙酯3 L,依次用饱和碳酸氢钠、水洗涤,无水硫酸钠干燥。减压浓缩,剩余物中加入1 L热乙酸乙酯,而后加入正己烷800 mL,析出黄色固体。过滤,干燥,得黄色针状结晶(1)35 g,收率66.5%,mp 176~178℃。乙酸乙酯-正己烷重结晶,mp 178~180℃。
【用途】 抗生素头孢他啶(Ceftazidime)等的中间体。
对硝基苯乙酮
C8H7NO3,165.15
【英文名】 p-Nitroacetophenone
【性状】 黄色棱状结晶。mp 80~81℃,bp 145~151℃。易溶于醇、醚和苯,不溶于水。
【制法】 韩广甸,赵树纬,李述文.有机制备化学手册:中.北京:化学工业出版社,1980:198.
于反应瓶中加入六水合硝酸镁50 g(0.194 mol),水200 mL,对硝基乙苯(2)15.1 g(0.1 mol),加热至60℃,搅拌下分批加入高锰酸钾25 g(0.16 mol),注意在溶液退色之后再加下一批。加完后于60℃继续搅拌反应2 h。升温至90℃,趁热过滤,二氧化锰沉淀用沸水洗涤。滤液中有油层,冷后固化。过滤,水洗,干燥得浅黄色结晶(1)6.5~7.0 g,收率42%,粗品mp 78~80℃。
【用途】 治疗支气管哮喘,喘息型支气管炎药物盐酸环仑特罗(Cycloclenbuterol hydrochloride)等的中间体。
5-硝基-2,6-二氧代-1,2,3,6-四氢嘧啶-4-羧酸钠
C5H2N3O6Na,223.08
【英文名】 Sodium 5-nitro-2,6-dioxo-1,2,3,6-tetrahydropyrimidine-4-carboxylate
【性状】 白色固体。
【制法】 Boyle Peter H,GillespiePaul.Journal of Chemical Research,1989,9:2086.
于反应瓶中加入硝酸6 kg,冷至15℃,搅拌下加入浓硫酸0.9 kg,慢慢加入6-甲基尿嘧啶(2)1 kg(7.93 mol),于20~25℃搅拌反应30 min。慢慢升至30℃,此后1 h升温10℃,3 h后升至60℃,保温搅拌反应1 h。逐渐升温排除二氧化氮,直至达105℃。冷至40℃,慢慢倒入6 L水中,再慢慢加入40%的氢氧化钠溶液2.5 kg,控制温度不超过50℃。静置过夜,过滤析出的固体。干燥,得化合物(1)1.238 kg,收率70%。
【用途】 抗凝血药莫哌达醇(Mopidamol)的中间体。
吡啶-2-甲酸
C6H5NO2,123.11
【英文名】 Picolinic acid,Pyridine-2-carboxylic acid
【性状】 无色或微粉红色针状结晶或粉末。mp 134~136℃。易溶于水、冰醋酸,不溶于乙醚、二硫化碳等。
【制法】 ①梅苏宁,俞迪虎,李勇等.化学研究,2010,21(1):64.②王海棠,王咏心,潘志权.湖北化工,2001,2:26.
于反应瓶中加入2-甲吡啶(2)9.3 g(0.1 mol),水250 mL,搅拌下水浴加热至80℃。分3次共加入高锰酸钾36.4 g(0.23 mol),每次间隔1 h。加完后继续保温反应3~4 h,紫色消失。而后升温至95℃,反应1 h。若仍有高锰酸钾的紫色,可加亚硫酸氢钠使之褪去。趁热过滤,滤出二氧化锰,充分水洗。将滤液和洗涤液合并,减压浓缩至干,
用乙醇提取产物并重结晶,得白色吡啶-2-甲酸(1)9.8 g,收率79.7%,粗品mp 137~138℃。
【用途】 局部麻醉药罗哌卡因(Ropivacaine)、布比卡因(Bupivacaine)等的中间体。
对硝基苯甲酸
C7H5NO4,167.12
【英文名】 p-Nitrobenzoic acid
【性状】 白色或微黄色叶状晶体。mp 242.4℃。溶于丙酮、氯仿、乙醇、乙醚,1 g溶于110 mL乙醇,12 mL甲醇,45 mL乙醚,微溶于苯、二硫化碳和水,不溶于石油醚,能升华,有杏仁味。
【制法】 孙昌俊,曹晓冉,王秀菊.药物合成反应——理论与实践.北京:化学工业出版社,2007:30.
于反应瓶中加入对硝基甲苯(2)60 g(0.4 mol),重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O)180 g(0.6 mol),水300 mL。搅拌下滴加浓硫酸280 mL,反应放热,颜色逐渐变黑,约2 h加完。加完后加热回流1 h。冷却,加入水500 mL,析出沉淀,抽滤,滤饼用水洗二次。将所得固体与5%的稀硫酸250 mL混合,沸水浴加热10 min,冷却后抽滤。滤饼溶于温热的500 mL 5%氢氧化钠溶液中,活性炭脱色,趁热过滤。将滤液慢慢倒入15%的稀硫酸500 mL中,析出淡黄色沉淀,冷后抽滤,水洗,干燥,得对硝基苯甲酸(1)62 g,收率93.5%,mp 237~238℃。用乙醇-水重结晶,mp 242℃,产量约45 g。
也可以用20%的硝酸作氧化剂,于压力釜中于200℃氧化对硝基甲苯,对硝基苯甲酸的收率98%[义志忠,梁奕昌,蔡志宏等.广州化工,1998,26(2):9]。
【用途】 局部麻醉药普鲁卡因(Procaine)、镇痛药苯唑卡因(Benzocaine)、叶酸(Folic acid)等的中间体。
2-氯-6-乙酰氨基苯甲酸
C9H8ClNO3,213.62
【英文名】 2-Chloro-6-acetamidobenzoic acid
【性状】 白色针状结晶。mp 161~163℃。
【制法】 陈国广,翟健.化学试剂,2007,29(12):761.
于反应瓶中加入3-氯-2-甲基乙酰苯胺(2)35 g(0.2 mol),二甲苯160 mL,相转移催化剂四丁基溴化铵适量,搅拌下加热至40℃。加入300 mL水,快速搅拌下于40~45℃加入第一批高锰酸钾11 g,此后1 h加一次,约4 h加完。继续搅拌反应6 h,使高锰酸钾褪色。趁热过滤,60℃热水洗涤滤饼。分出有机层,水层用氯仿300 mL提取。水层放置1 h后过滤,滤液用盐酸调至pH1,析出白色固体。过滤,水洗,干燥,得化合物(1)30.2 g,收率73.4%。mp 161~163℃。
【用途】 外科创伤、皮肤黏膜的洗涤和湿敷药物依沙吖啶(Ethacridine)等的中间体。
5-甲基吡嗪-2-羧酸
C6H6N2O2,138.07
【英文名】 5-Methylpyrazine-2-carboxylic acid
【性状】 类白色固体。mp 164~166℃。不稳定,久置变色。
【制法】 孙昌俊,曹晓冉,王秀菊.药物合成反应——理论与实践,北京:化学工业出版社,2007:24.
于反应瓶中加入2,5-二甲基吡嗪(2)21.6 g(0.2 mol),石油醚100 mL,环烷酸钴2.0 g,搅拌均匀后通入干净的空气。再加入30%的氢氧化钠溶液30 mL,加热至回流后,加入偶氮二异丁腈0.1 g,控制在75℃左右反应5 h。冷后分出水层,有机层用氢氧化钠溶液提取二次,合并水层与提取液。氮气保护下减压浓缩,用盐酸调至pH2,滤出析出的沉淀,丁酮重结晶,得浅黄色5-甲基-吡嗪-2-羧酸(1)10.1 g,收率36.5%。mp 164~167℃。
【用途】 糖尿病治疗药格列吡嗪(Glipizide)等的中间体。
2,4-二氯苯甲酸
C7H4Cl2O2,191.01
【英文名】 2,4-Dichlorobenzoic acid
【性状】 白色至微黄色粉末或针状结晶。mp 164℃(升华)。溶于醇、醚、酮,不溶于水,可溶于碱溶液。
【制法】 方法1 张永华,张敏.精细石油化工,2002,4:11.
于安有磁力搅拌器、通气导管的反应釜中,加入2,4-二氯甲苯(2)20.2 mL(0.15 mol),醋酸钴0.43 g,醋酸锰0.18 g,溴化物0.12 g,芳香卤代烃75 mL,戊酸25 mL,搅拌下加热溶解。通入氧气,使反应釜内压力保持在0.7~1.0 MPa,于135℃反应,控制反应温度在130~140℃,反应至釜内压力不再下降为止。冷却,过滤,干燥,得白色针状结晶(1)26 g,收率90.8%,纯度99.35。
方法2 孙昌俊,曹晓冉,王秀菊.药物合成反应——理论与实践.北京:化学工业出版社,2007:33.
于反应釜中加入55%的吡啶水溶液77 kg,2,4-二氯甲苯(2)5.0 kg(31.06 mol),搅拌下于70℃慢慢加入高锰酸钾9.6 kg,约8 h加完。加完后继续搅拌5 h。减压蒸馏回收吡啶至近干。加水并加热使产物溶解,加入甲醇600 mL。趁热过滤,滤饼用热水洗涤。合并滤液和洗涤液,用盐酸调至pH2,析出沉淀。过滤,水洗,干燥,得化合物(1)4.86 kg,收率82%,粗品mp 161~163℃。
【用途】 抗疟药盐酸米帕林(Mepacrine hydrochloride)、利尿药呋塞米(Furosemide,Frusemide)等的中间体。
对氨基苯甲酸
C7H7NO2,137.14
【英文名】 p-Aminobenzoic acid
【性状】 白色或淡黄色结晶。mp 188℃。微溶于水,易溶于热水,能溶于醇、醚、乙酸乙酯、冰醋酸。
【制法】 计榆,刘秀杰,冀学时等.辽宁化工,2002,11:468.
对乙酰氨基苯甲酸(3):于安有搅拌器,回流冷凝器的反应瓶中,加入对甲基乙酰苯胺(2)3.8 g(0.028 mol),120 mL水,七水硫酸镁10 g(0.08 mol),搅拌加热至85℃,同时将高锰酸钾10.3 g(0.065 mol)加入35 mL沸水中。将高锰酸钾溶液倒入上述反应瓶中,再用60 mL热水溶解剩余的高锰酸钾并转入反应瓶中。反应液呈紫色,随后逐渐变为棕色。趁热过滤,用热水洗涤二氧化锰。滤液为无色透明溶液,pH8。用20%的硫酸酸化至pH3,析出白色结晶。冷却后抽滤,水洗,干燥后得化合物(3)3.4 g,收率73%。
对氨基苯甲酸(1):将上述化合物(3)3 g加入250 mL反应瓶中,加入60 mL 18%的盐酸,搅拌回流20 mim,固体溶解。冰浴冷却,析出盐酸盐结晶。加入15 mL冷水,用28%的氨水中和至固体溶解,再加入氨水至pH4,析出黄色结晶。冷却,抽滤,干燥,得橙黄色结晶(1)1.6 g,收率64.3%,mp 183~185℃。用水重结晶,mp 186~188℃。
【用途】 医药、染料中间体,止血药对羧基苄胺(Aminomethylbenzoic acid)等的中间体。
邻氯苯甲酸
C7H5ClO2,156.57
【英文名】 o-Chlorobenzoic acid
【性状】 无色针状或单斜晶体。mp 142℃ 升华。易溶于醇和醚,微溶于水,不溶于甲苯。
【制法】 丁养军.山东化工,1997,1:19.
于安有搅拌器、回流冷凝器的3 L反应瓶中,加入高锰酸钾30 g,350 mL水和季铵盐0.008 mol,200 mL苯,搅拌加热至70℃。滴加邻氯甲苯(2)10 g,加完后继续搅拌下加热反应约1 h,至紫色褪去。趁热过滤,滤饼用25 mL热水洗涤。蒸馏回收苯后,浓缩至约200 mL,若溶液不透明,可用活性炭脱色过滤,滤液用盐酸酸化,析出白色固体。冷却,过滤,水洗,干燥,得化合物(1)11.5 g,收率91.8%,mp 138.5℃。热水中重结晶后,mp 139~141℃。
【用途】 精神病治疗药物氯丙嗪(Chlorpromazine)、类风湿性关节炎、风湿性关节炎治疗药物氯芬那酸(Clofenamic acid)、麻醉药氯胺酮(Ketamine)等的中间体。