CN103724256A - 一种合成2-烷氧基-4-取代吡啶类衍生物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种合成2-烷氧基-4-取代吡啶类衍生物的方法,可以制备多种2-烷氧基-4-取代吡啶类衍生物,其结构通式如右图所示,其中R为(C1-C4)烷基;X为F、Cl、Br、I等卤素基团和硝基等基团。其制备方法是以2-氯吡啶为原料,通过氮氧化、醚化、硝化、溴化、脱氧氮等五步合成。该方法简便,高效,条件温和,产率较好。部分产物经过简单转化,即可变为重要的药物中间体。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成2-烷氧基-4-取代吡啶类衍生物的新方法,属于药品制造领域。
技术背景
2-烷氧基-4-取代吡啶类衍生物是一类重要的化学中间体和药物中间体,部分产物经过简单转化,可形成重要的药物中间体。目前该类化合物的合成尚未见报道。
发明内容
本发明公开一种合成2-烷氧基-4-取代吡啶类衍生物的方法,可以制备多种2-烷氧基-4-取代吡啶类衍生物。所涉及的2-烷氧基-4-取代吡啶类衍生物的通式为:
式中:
R为(C1-C4)烷基;
X为F、Cl、Br、I等卤素基团和硝基等基团。
本发明是以2-氯吡啶为原料,通过氮氧化、醚化、硝化、溴化、脱氧氮等五步合成。
该制备方法的具体步骤为:
(1)氮氧化:室温下在三口反应瓶中分别加入一定量的 2-氯吡啶、冰醋酸、浓硫酸和30%H2O2,搅拌加热至反应温度,反应一段时间后补加剩余的H2O2,保温搅拌反应一定时间后,TLC跟踪至氧化反应完全,浓缩蒸去大部分冰醋酸,将溶液缓慢倒入冰水中,减压浓缩至1/3体积,用甲苯萃取未反应的2-氯吡啶,分液,水相用20%的氢氧化钠中和至溶液pH=6~7,残留液用氯仿萃取3次,有机相加无水硫酸镁干燥,过滤,蒸去氯仿,得粗品2-氯吡啶-N-氧化物。
该步骤的反应式描述如下:
(2)醚化:在带有回流冷凝管的三口瓶中加入一定量的上述步骤制得的2-氯吡啶-N-氧化物粗品和R对应的羧酸溶液及相应的Na盐,升温回流反应,TLC跟踪至反应完全,浓缩至干,加入去离子水,残留液用氯仿萃取,蒸去氯仿,得2-烷氧基吡啶-N-氧化物固体粗品。
该步骤的反应式描述如下:
式中:
R为(C1-C4)烷基;
R’为与R对应少一个碳原子的烷基。
(3)硝化:取一定量上述制得的2-烷氧基吡啶-N-氧化物溶在适量的浓硝酸和浓硫酸的混合液中,于一定温度下反应,TLC跟踪至反应完全,将反应液缓慢倒入冰水中,用15%的NaOH溶液中和至pH=8~9,抽滤,用去离子水洗两次,即得到4-硝基-2-烷氧基吡啶-N-氧化物粗品。
该步骤的反应式描述如下:
式中:
R为(C1-C4)烷基。
(4)卤代:在带有回流冷凝管的三口瓶中加入一定量的4-硝基-2-烷氧基吡啶-N-氧化物和醋酸,再滴加入乙酰卤,搅拌回流,TLC跟踪至卤代反应完全,冷却后,浓缩至干,抽滤,并用蒸馏水洗涤三次,干燥,得4-卤-2-烷氧基吡啶。
该步骤的反应式描述如下:
式中:
R为(C1-C4)烷基;
X为F、Cl、Br、I等卤素基团。
(5)脱氮氧:将一定量的上述步骤得到的4-卤-2-烷氧基吡啶-N-氧化物在适量的PCl3中回流一定时间后,反应液倾倒入冰水中,再用NaOH调节pH=13,用氯仿萃取,氯仿层再用Na2CO3干燥,蒸去氯仿,得粗品4-卤-2-烷氧基吡啶。
该步骤的反应式描述如下:
式中:
R为(C1-C4)烷基;
X为F、Cl、Br、I等卤素基团。
其中,若产物为4-硝基-2-烷氧基吡啶,则第三步得到的产物无需经过第四步卤代,直接进行脱氧氮。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步描述,但并不限制本发明的范围。
实施例1
氮氧化步骤:室温下在1000 ml 三口反应瓶中分别加入100g 2-氯吡啶,200 ml冰醋酸,200 ml浓硫酸和100 ml 30%H2O2,搅拌加热至80 ℃,反应30 min,补加100 ml 30%H2O2,于15 min加完,保温搅拌反应3 h,TLC跟踪至氧化反应完全,浓缩蒸去大部分冰醋酸,将溶液缓慢倒入80 ml冰水中,减压浓缩至1/3体积,用300 ml甲苯萃取未反应的2-氯吡啶,分液,水相用20%的氢氧化钠中和至溶液pH=6~7,残留液用450 ml 氯仿萃取3次,有机相加无水硫酸镁干燥,过滤,蒸去氯仿, 得粗品2-氯吡啶-N-氧化物89 g,HPLC 含量>95%。
醚化步骤:将上述得到的2-氯吡啶-N-氧化物粗品加入到带有回流冷凝管的1L三口瓶中,并加入MeOH的溶液400 ml,MeONa400 g,升温回流反应5 h,TLC跟踪至反应完全,浓缩至干,加入200 ml去离子水,残留液用200 ml 氯仿萃取3次,蒸去氯仿,得2-甲氧基吡啶-N-氧化物固体粗品75.7 g,HPLC 含量94.2%。
硝化步骤:将上述步骤得到的2-甲氧基吡啶-N-氧化物溶在150 ml浓硝酸和200 ml浓硫酸的混合液中,于70~80 ℃油浴反应2.5~4 h,TLC跟踪至反应完全,将反应液缓慢倒入800 ml冰水中,用15%的NaOH溶液中和至pH=8~9,抽滤,用去离子水洗两次,得4-硝基-2-甲氧基吡啶-N-氧化物粗品83.2 g,HPLC 含量96.3%。
溴代步骤:在带有回流冷凝管的500 ml三口瓶中加入上述步骤得到的4-硝基-2-甲氧基吡啶-N-氧化物,醋酸400 ml,再滴加入乙酰溴50 ml,搅拌回流,TLC跟踪至溴代反应完全,冷却后,浓缩至干,抽滤,并用蒸馏水洗涤三次,干燥,得4-溴-2-甲氧基吡啶88.8 g,含量>97%。
脱氮氧步骤:将4-溴-2-甲氧基吡啶-N-氧化物在600 ml的PCl3中回流20 h,反应液倾倒入1500 ml的冰水中,再用NaOH调节pH=13,用氯仿萃取,氯仿层再用Na2CO3干燥,蒸去氯仿,得粗品4-溴-2-甲氧基吡啶55.5 g,含量97.1%,总收率为32.7%
实施例2
氮氧化步骤:室温下在1000 ml 三口反应瓶中分别加入100 g 2-氯吡啶,200 ml冰醋酸,200 ml浓硫酸和100 ml 30%H2O2,搅拌加热至80 ℃,反应30min,补加100 ml 30%H2O2,于15 min加完,保温搅拌反应3 h,TLC跟踪至氧化反应完全,浓缩蒸去大部分冰醋酸,将溶液缓慢倒入80 ml冰水中,减压浓缩至1/3体积,用300 ml甲苯萃取未反应的2-氯吡啶,分液,水相用20%的氢氧化钠中和至溶液pH=6~7,残留液用450 ml 氯仿萃取3次,有机相加无水硫酸镁干燥,过滤,蒸去氯仿,得粗品2-氯吡啶-N-氧化物89 g,HPLC 含量>95%。
醚化步骤:将上述得到的2-氯吡啶-N-氧化物粗品加入到带有回流冷凝管的1 L三口瓶中,并加入MeOH的溶液400 ml,MeONa400 g,升温回流反应5 h,TLC跟踪至反应完全,浓缩至干,加入200 ml去离子水,残留液用200 ml 氯仿萃取3次,蒸去氯仿,得2-甲氧基吡啶-N-氧化物固体粗品75.7 g,HPLC 含量94.2%。
硝化步骤:将上述步骤得到的2-甲氧基吡啶-N-氧化物溶在150 ml浓硝酸和200 ml浓硫酸的混合液中,于70~80 ℃油浴反应2.5~4 h,TLC跟踪至反应完全,将反应液缓慢倒入800 ml冰水中,用15%的NaOH溶液中和至pH=8~9,抽滤,用去离子水洗两次,得4-硝基-2-甲氧基吡啶-N-氧化物粗品83.2 g,HPLC 含量96.3%。
脱氮氧步骤:将上述步骤得到的4-硝基-2-甲氧基吡啶-N-氧化物在600 ml的PCl3中回流20 h,反应液倾倒入1500 ml的冰水中,再用NaOH调节pH=13,用氯仿萃取,氯仿层再用Na2CO3干燥,蒸去氯仿,得粗品4-硝基-2-甲氧基吡啶54.3 g,含量97.8%,总收率为39.1%。
实施例3
氮氧化步骤:室温下在1000 ml 三口反应瓶中分别加入100 g 2-氯吡啶,200 ml冰醋酸,200 ml浓硫酸和100 ml 30%H2O2,搅拌加热至80 ℃,反应30min,补加100 ml 30%H2O2,于15 min加完,保温搅拌反应3 h,TLC跟踪至氧化反应完全,浓缩蒸去大部分冰醋酸,将溶液缓慢倒入80 ml冰水中,减压浓缩至1/3体积,用300 ml甲苯萃取未反应的2-氯吡啶,分液,水相用20%的氢氧化钠中和至溶液pH=6~7,残留液用450 ml 氯仿萃取3次,有机相加无水硫酸镁干燥,过滤,蒸去氯仿,得粗品2-氯吡啶-N-氧化物89 g,HPLC 含量>95%。
醚化步骤:将上述得到的2-氯吡啶-N-氧化物粗品加入到带有回流冷凝管的1 L三口瓶中,并加入MeOH的溶液400 ml,MeONa400 g,升温回流反应5 h,TLC跟踪至反应完全,浓缩至干,加入200 ml去离子水,残留液用200 ml 氯仿萃取3次,蒸去氯仿,得2-甲氧基吡啶-N-氧化物固体粗品76 g,HPLC 含量94.2%。
硝化步骤:将上述步骤得到的2-甲氧基吡啶-N-氧化物溶在150 ml浓硝酸和200 ml浓硫酸的混合液中,于70~80 ℃油浴反应2.5~4 h,TLC跟踪至反应完全,将反应液缓慢倒入800 ml冰水中,用15%的NaOH溶液中和至pH=8~9,抽滤,用去离子水洗两次,得4-硝基-2-甲氧基吡啶-N-氧化物粗品84 g,HPLC 含量96.3%。
碘代步骤:在带有回流冷凝管的500 ml三口瓶中加入上述步骤得到的4-硝基-2-甲氧基吡啶-N-氧化物,醋酸400 ml,再滴加入乙酰碘50 ml,搅拌回流,TLC跟踪至碘代反应完全,冷却后,浓缩至干,抽滤,并用蒸馏水洗涤三次,干燥,得4-碘-2-甲氧基吡啶106.8 g,含量>95%。
脱氮氧步骤:将4-碘-2-甲氧基吡啶-N-氧化物在600 ml的PCl3中回流20 h,反应液倾倒入1500 ml的冰水中,再用NaOH调节pH=13,用氯仿萃取,氯仿层再用Na2CO3干燥,蒸去氯仿,得粗品4-碘-2-甲氧基吡啶62.7 g,含量94.3%,总收率为28.6%
实施例4
氮氧化步骤:室温下在1000 ml 三口反应瓶中分别加入100 g 2-氯吡啶,200 ml冰醋酸,200 ml浓硫酸和100 ml 30%H2O2,搅拌加热至80 ℃,反应30min,补加100 ml 30%H2O2,于15 min加完,保温搅拌反应3 h,TLC跟踪至氧化反应完全,浓缩蒸去大部分冰醋酸,将溶液缓慢倒入80 ml冰水中,减压浓缩至1/3体积,用300 ml甲苯萃取未反应的2-氯吡啶,分液,水相用20%的氢氧化钠中和至溶液pH=6~7,残留液用450 ml 氯仿萃取3次,有机相加无水硫酸镁干燥,过滤,蒸去氯仿,得粗品2-氯吡啶-N-氧化物89 g,HPLC 含量>95%。
醚化步骤:将上述得到的2-氯吡啶-N-氧化物粗品加入到带有回流冷凝管的1 L三口瓶中,并加入乙酸溶液450 ml,乙酸钠500 g,升温回流反应5 h,TLC跟踪至反应完全,浓缩至干,加入200 ml去离子水,残留液用200 ml 氯仿萃取3次,蒸去氯仿,得2-乙氧基吡啶-N-氧化物固体粗品78.4 g,HPLC 含量93.7%。
硝化步骤:将上述步骤得到的2-乙氧基吡啶-N-氧化物溶在150 ml浓硝酸和200 ml浓硫酸的混合液中,于70~80 ℃油浴反应2.5~4 h,TLC跟踪至反应完全,将反应液缓慢倒入800 ml冰水中,用15%的NaOH溶液中和至pH=8~9,抽滤,用去离子水洗两次,得4-硝基-2-乙氧基吡啶-N-氧化物粗品81.5 g,HPLC 含量95.0%。
溴代步骤:在带有回流冷凝管的500 ml三口瓶中加入上述步骤得到的4-硝基-2-乙氧基吡啶-N-氧化物,醋酸400 ml,再滴加入乙酰溴50 ml,搅拌回流,TLC跟踪至溴代反应完全,冷却后,浓缩至干,抽滤,并用蒸馏水洗涤三次,干燥,得4-溴-2-乙氧基吡啶85.4 g,含量>97%。
脱氮氧步骤:将4-溴-2-乙氧基吡啶-N-氧化物在600 ml的PCl3中回流20 h,反应液倾倒入1500 ml的冰水中,再用NaOH调节pH=13,用氯仿萃取,氯仿层再用Na2CO3干燥,蒸去氯仿,得粗品4-溴-2-乙氧基吡啶52.8 g,含量95.7%,总收率为28.4%。
Claims (9)
1.合成2-烷氧基-4-取代吡啶类衍生物的方法,其特征是以2-氯吡啶为原料,采用氮氧化、醚化、硝化、卤化、脱氧氮等五步合成该类2-烷氧基-4-取代吡啶类衍生物。
3.如权利要求1和2所述,该方法采用五步法合成该类吡啶衍生物;以2-氯吡啶为原料,第一步采用双氧水进行氮氧化生成;其特征在于双氧水先部分随浓硫酸和冰醋酸加入体系,反应开始一定时间后再加入剩余的双氧水。
4.如权利要求1和2所述,该方法采用五步法合成该类吡啶衍生物,醚化步骤采用与烷基R对应的脂肪酸进行醚化,其特征在于烷基R对应的脂肪酸及其碱金属盐同时加入体系对2-氯吡啶-N-氧化物进行醚化,脂肪酸与其碱金属盐的比例为1:0.2-1:5;反应温度为40-100 ℃;反应时间为1-5 h。
5.如权利要求4所述,醚化步骤采用去离子水和氯仿进行萃取提纯。
6.如权利要求1和2所述,该方法采用五步法合成该类吡啶衍生物,硝化步骤的特征在于采用浓硫酸和浓硝酸混合液为硝化剂;反应温度为50-150 ℃;反应时间为2-6 h。
7.如权利要求1和2所述,该方法采用五步法合成该类吡啶衍生物;卤代步骤的特征在于乙酰卤作为卤代剂;采用醋酸为溶剂;4-硝基-2-甲氧基吡啶-N-氧化物与乙酰卤的摩尔比为1:0.2-1:10;反应温度为40-150 ℃。
8.如权利要求1和2所述,该方法采用五步法合成该类吡啶衍生物;脱氧氮步骤特征在于采用三氯化磷为脱氧剂,反应时间为5-50 h;反应温度为60-80℃。
9.如权利要求1、2和8所述,脱氧氮步骤产品的提纯方法特征在于将反应产物倒入冰水中,用碱调节pH为9-15;采用氯仿萃取产品。
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