CN103739588B - 一种2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法。该方法是以一氯丙酮、烷基/芳基哌嗪在无机碱作用下缩合而成哌嗪衍生物II，哌嗪衍生物II再与对4-氯苯甲酰基乙腈、硫磺混合，滴加有机胺，保温反应，经两步反应得到2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-烷基/芳基哌嗪-N′-）甲基噻吩。本发明所用原料易得，操作简单，合成步骤简便、环境友好，而且产品选择性高、收率高、纯度高，适于工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法，属于医药生物化工技术领域。
技术背景
细胞外的嘌呤和嘧啶是重要的信号分子，它们能通过细胞膜上的受体发挥生物学作用，这些受体主要分为P1和P2两大家族，P1受体家族（又称腺苷受体）有A1、A2a、A2b、和A3这四种亚型。A1腺苷受体别构增进剂2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-烷基/芳基哌嗪-N′-）甲基噻吩，能够用于治疗由A1腺苷受体介导的病症。CN200980116511.7中提到A1腺苷受体别构增进剂是通过稳定化腺苷A1受体-G-蛋白复合物的高亲和性状态而表现出增强腺苷A1受体功能的一类化合物，这种性质可以通过激动剂与腺苷A1受体的放射性配体结合的增加来测量。增加激动剂结合的增强剂可以通过加速激动剂与受体的结合或通过延迟“受体-配体”复合物的解离来实现这一点，因此，必须结合到与激动剂识别位点不同的位点上。该推断的位点被称为别构位点，并推测与该位点结合并增强激动剂效应的化合物被称为“别构增强剂”。A1腺苷受体别构增进剂用于治疗疼痛，特别是慢性疼痛，例如神经性疼痛和炎性疼痛、心脏疾病或障碍，例如心律失常、阵发性室上性心动过速、心绞痛、心肌梗塞和中风、神经病学疾病或损伤、睡眠障碍、癫痫和抑郁症。关于该A1腺苷受体别构增强剂2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-烷基/芳基哌嗪-N′-）甲基噻吩的合成方法，文献The Journal of Organic Chemistry,2008.Vol.51.No.18提供了一种反应路线：
该反应路线反应步骤多，路线长，导致总收率低。另外，反应后处理步骤繁琐，最后一步脱保护基用到水合肼，原料剧毒，限制了该路线的放大和工业化生产的发展。
CN200980116511.7中提供的合成路线如下：
该路线同样没有避免水合肼等原料的应用，步骤繁琐，原料成本高，环境污染严重，以上原因严重限制了2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-烷基/芳基哌嗪-N′-）甲基噻吩的合成工艺工业应用。
发明内容
针对以上现有技术合成路线的不足，本发明提供一种2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法，具体地说是关于2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-烷基/芳基哌嗪-N′-）甲基噻吩的简便合成方法。
本发明的技术方案如下：
一种2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-烷基/芳基哌嗪-N′-）甲基噻吩的简便合成方法，包括以下步骤：
（1）在30-40℃温度范围内、无机碱存在的条件下，将一氯丙酮滴加到取代哌嗪中，反应温度30-70℃条件下，使一氯丙酮与取代哌嗪缩合反应生成哌嗪衍生物Ⅱ;
式II中，R为甲基、乙基、丙基、正辛基、苄基或芳基；
（2）按摩尔比为1.0～1.2:1取哌嗪衍生物Ⅱ、对4-氯苯甲酰基乙腈，与有机溶剂、硫磺混合，滴加有机胺，保温25-65℃反应生成式I的目标产物2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-烷基/芳基哌嗪-N′-）甲基噻吩：
式Ⅰ中R与式Ⅱ中R同义。
根据本发明优选的，所述取代哌嗪选自甲基哌嗪、乙基哌嗪、正丙基哌嗪、异丙基哌嗪、正辛基哌嗪、苄基哌嗪或1-(噻吩-3-甲基)哌嗪。
根据本发明优选的，所述取哌嗪衍生物Ⅱ为：N-甲基-N′-乙酰甲基哌嗪、N-乙基-N-乙酰甲基哌嗪、N-正丙基-N-乙酰甲基哌嗪、N-异丙基-N-乙酰甲基哌嗪、N-正辛基-N-乙酰甲基哌嗪、N-苄基-N-乙酰甲基哌嗪或N-1-(噻吩-3-甲基)-N-乙酰甲基哌嗪。
根据本发明优选的，所述无机碱为无水碳酸钾或无水碳酸钠。
根据本发明优选的，所述一氯丙酮与取代哌嗪的摩尔比为1.0～1.2:1，无机碱与取代哌嗪的摩尔比为1.2～1.4:1。
根据本发明优选的，滴加一氯丙酮的温度范围为30-40℃，反应温度为30-70℃，优选反应温度为30-45℃。
根据本发明优选的，所述哌嗪衍生物Ⅱ与4-氯苯甲酰基乙腈的摩尔比为1.0～1.2:1。
加入硫磺粉的温度为25-40℃，滴加有机胺的温度为35-40℃，保温反应温度为35-65℃；进一步优选40-45℃或者50-55℃。
根据本发明优选的，所述有机胺为三乙胺、二乙胺、吡啶、吗啉或哌啶。
根据本发明优选的，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、1,4-二氧六环中的一种或其混合物。
根据本发明优选的，步骤（1）得到的产物进行后处理方法为：50-55℃减压回收溶剂至有料析出，析出物哌嗪衍生物Ⅱ，降温至室温，分别加入纯水、乙酸乙酯萃取洗涤除盐；水相再用乙酸乙酯洗涤3次，每次50ml。合并乙酸乙酯层，用水洗乙酸乙酯层，再用盐水洗涤，经无水硫酸镁干燥，浓缩，得中间物产品哌嗪衍生物Ⅱ。
根据本发明优选的，步骤（2）得到的产物进行后处理方法之一为：将反应液加入到冰水中，析出产品，过滤，滤饼用冰水打浆洗涤，得产品，即式Ⅰ的目标产物。
根据本发明优选的，步骤（2）得到的产物进行后处理方法之二为：将反应液加入到盐水中，加入乙酸乙酯萃取3次，每次50ml，合并有机相，有机相用盐水洗，无水硫酸钠干燥，低于45℃下减压回收溶剂，残余物用乙酸乙酯-正己烷（1:1体积比）洗脱过层析柱纯化，浓缩得产品，即式Ⅰ的目标产物。
本发明的方法是由一氯丙酮和相应的取代哌嗪在无机碱作用下缩合而成哌嗪衍生物II。哌嗪衍生物II再与对4-氯苯甲酰基乙腈、硫磺混合，滴加有机胺，保温反应制得目标产物2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-烷基/芳基哌嗪-N′-）甲基噻吩。本发明的反应路线如下：
R=甲基、乙基、丙基、正辛基、苄基或芳基。
本发明的优良效果如下：
1、本发明的合成方法原料易得，合成步骤简便，经过两步反应得到目标产品2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-烷基/芳基哌嗪-N′-）甲基噻吩。
2、本发明的合成方法，合成条件温和，温度范围相对较宽，对于工业上来说温度控制不严苛，易于工业化应用。
3、本发明的合成路线避免了水合肼等的使用，具备环境友好的优点，且所用溶剂可回收利用，在合成反应中及后处理方法中没有强酸、强碱使用，降低设备及废水处理的难度。
附图说明
图1是实施例1产品N-甲基-N-乙酰甲基哌嗪HPLC检测谱图；
图2是实施例8产品2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-甲基哌嗪-N-）甲基噻吩HPLC检测谱图。
具体实施方式
以下结合实施例详细说明了本发明，但不限于此。
一、哌嗪衍生物Ⅱ的合成
实施例1、N-甲基-N′-乙酰甲基哌嗪
100g（1mol）甲基哌嗪加入到600mlDMF中，加入1.2mol无水碳酸钾，温度控制在30-40℃之间，强烈搅拌下，缓慢滴加1.1mol一氯丙酮，1.5h滴完，滴毕，30-40℃之间保温反应3h，取样GC检测，反应合格后，50℃减压回收溶剂至有料析出，为N-甲基-N′-乙酰甲基哌嗪。降温至室温，加入纯水200ml、乙酸乙酯200ml萃取洗涤除盐。水相用乙酸乙酯洗涤3次，每次50ml。合并乙酸乙酯层，水洗乙酸乙酯层，盐水洗涤，经无水硫酸镁干燥，浓缩至干，得产品N-甲基-N-乙酰甲基哌嗪127.3g，气相纯度98.9%（面积比），收率80.7%。
实施例2、N-乙基-N-乙酰甲基哌嗪
如实施例1所述，所不同的是：取代哌嗪使用乙基哌嗪，其余条件同实施例1，所得结果见表1。
实施例3、N-正丙基-N-乙酰甲基哌嗪
如实施例1所述，所不同的是以正丙基哌嗪替代实施例1中的甲基哌嗪，其余条件相同，所得结果见表1。
实施例4、N-异丙基-N-乙酰甲基哌嗪
如实施例1所述，所不同的是以异丙基哌嗪替代实施例1中的甲基哌嗪，其余条件同实施例1，所得结果见表1。
实施例5、N-正辛基-N-乙酰甲基哌嗪
如实施例1所述，所不同的是以正辛基哌嗪替代实施例1中的甲基哌嗪，其余条件同实施例1，所得结果见表1。
实施例6、N-苄基-N-乙酰甲基哌嗪
176g（1mol）苄基哌嗪加入到600mlDMF中，加入1.3mol无水碳酸钠，温度控制在30-40℃之间，强烈搅拌下，缓慢滴加1.15mol一氯丙酮，1.5h滴完，滴毕，40-45℃之间保温反应3h，取样GC检测，反应合格后，50℃减压回收溶剂至有料析出，为N-甲基-N′-乙酰甲基哌嗪。产物后处理同实施例1，所得结果见表1。
实施例7、N-1-(噻吩-3-甲基)-N-乙酰甲基哌嗪
如实施例1所述，所不同的是以1-(噻吩-3-甲基)哌嗪替代实施例1中的甲基哌嗪，其余条件、用量同实施例1，所得结果见表1。
表1：N-烷基/芳基-N′-乙酰甲基哌嗪实验结果
| 序号 | 原料名称 | 原料投料量 | 产品量 | 气相纯度 | 收率 |
| 实施例1 | 甲基哌嗪 | 100g | 127.3g | 98.9% | 80.7% |
| 实施例2 | 乙基哌嗪 | 114.0g | 139.3g | 98.7% | 80.9% |
| 实施例3 | 正丙基哌嗪 | 128.0g | 152.6g | 97.9% | 81.2% |
| 实施例4 | 异丙基哌嗪 | 128.0g | 152.3g | 97.6% | 80.8% |
| 实施例5 | 正辛基哌嗪 | 198.0g | 214.1g | 98.1% | 82.7% |
| 实施例6 | 苄基哌嗪 | 176.0g | 193.8g | 98.3% | 82.1% |
| 实施例7 | 1-(噻吩-3-甲基)哌嗪 | 182.0g | 188.6g | 97.9% | 77.6% |
二、2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-烷基/芳基哌嗪-N′-）甲基噻吩（式I）的合成
实施例8、2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-甲基哌嗪-N′-）甲基噻吩
干燥的四口烧瓶中，加入0.1mol对氯苯甲酰乙腈，100gDMF、在25-30℃之间加入0.15mol硫磺粉，0.12mol N-甲基-N-乙酰甲基哌嗪（实施例1产品），加热升温至40℃，缓慢滴加三乙胺0.15mol，1.5小时滴完。滴毕，40-45℃保温反应3小时，取样HPLC检测，反应合格后，进行后处理：将反应液加入到800g冰水中，析出产品，过滤，滤饼用200g冰水打浆洗涤，得产品26.6g，气相纯度98.43%，收率74.70%。
实施例9、2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-甲基哌嗪-N′-）甲基噻吩
干燥的四口烧瓶中，加入0.1mol对氯苯甲酰乙腈，100gDMF，0.12mol N-甲基-N′-乙酰甲基哌嗪，0.13mol三乙胺，在25-30℃之间加入0.13mol硫磺粉，30min加完，升温至50-55℃，保温3h，保温反应结束后，取样检测HPLC，反应合格后，将反应液加入到500ml盐水中，加入乙酸乙酯萃取3次，每次50ml，合并有机相，有机相盐水洗，无水硫酸钠干燥，低于45℃下减压回收溶剂，残余物用乙酸乙酯-正己烷（1:1）洗脱过层析柱纯化，浓缩得产品2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-甲基哌嗪-N′-）甲基噻吩25.0g，气相纯度99.73%，收率71.13%。
实施例10、2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-乙基哌嗪-N′-）甲基噻吩
如实施例8所述，所不同的是：加入0.12mol N-乙基-N′-乙酰甲基哌嗪（实施例2产品），加热升温至40℃，缓慢滴加三乙胺0.15mol，1.5小时滴完。其余操作步骤条件及投料量同实施例8，所得实验结果见表2。
实施例11、2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-正丙基哌嗪-N′-）甲基噻吩
如实施例8所述，所不同的是：以实施例3中所得产品N-正丙基-N′-乙酰甲基哌嗪0.12mol代替实施例8中的N-甲基-N′-乙酰甲基哌嗪，其余条件及投料量同实施例8，所得实验结果见表2。
实施例12、2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-异丙基哌嗪-N′-）甲基噻吩
如实施例8所述，所不同的是：所用的取哌嗪衍生物Ⅱ是实施例4制得的产品N-异丙基-N′-乙酰甲基哌嗪0.11mol（代替实施例8中的N-甲基-N′-乙酰甲基哌嗪），其余条件及投料量同实施例8，所得实验结果见表2。
实施例13、2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-正辛基哌嗪-N′-）甲基噻吩
干燥的四口烧瓶中，加入0.1mol对氯苯甲酰乙腈，100gDMF、在30-35℃之间加入0.15mol硫磺粉，0.10mol N-正辛基-N′-乙酰甲基哌嗪（实施例5产品），加热升温至36℃，缓慢滴加三乙胺0.15mol，1.5小时滴完。滴毕，45-50℃保温反应2.5小时，取样HPLC检测，反应合格后，进行后处理。后处理方法通实施例8。所得产品实验结果见表2。
实施例14、2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-苄基哌嗪-N′-）甲基噻吩
以实施例6中所得产品N-苄基-N′-乙酰甲基哌嗪代替实施例8中的N-甲基-N′-乙酰甲基哌嗪，其余条件及投料量同实施例8，所得实验结果见表2。
实施例15、2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-[N-1-(噻吩-3-甲基)哌嗪-N′-]甲基噻吩
以实施例7中所得产品N-1-(噻吩-3-甲基)-N′-乙酰甲基哌嗪代替实施例8中的N-甲基-N′-乙酰甲基哌嗪，其余条件及投料量同实施例8，所得实验结果见表2。
表2：2-氨基-3-（4-氯）苯甲酰基-4-（N-烷基/芳基哌嗪-N′-）甲基噻吩实验结果
| 序号 | 产品量 | 气相纯度 | 收率 |
| 实施例8 | 26.6g | 98.43% | 74.70% |
| 实施例9 | 25.0g | 99.73% | 71.13% |
| 实施例10 | 27.4g | 98.50% | 74.04% |
| 实施例11 | 29.2g | 98.30% | 75.83% |
| 实施例12 | 28.8g | 97.90% | 74.49% |
| 实施例13 | 34.8g | 98.70% | 76.58% |
| 实施例14 | 32.6g | 98.50% | 75.29% |
| 实施例15 | 32.8g | 92.60% | 70.23% |
Claims (10)
1.一种式I所示的2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法，包括以下步骤：
（1） 在30-40℃温度范围内、无机碱存在的条件下，将一氯丙酮滴加到取代哌嗪中，反应温度30-70℃条件下，使一氯丙酮与取代哌嗪缩合反应生成哌嗪衍生物Ⅱ；
式II中，R为甲基、乙基、丙基、正辛基、苄基、芳基或1-(噻吩-3-甲基)；
（2） 按摩尔比为1.01.2:1取哌嗪衍生物Ⅱ、对4-氯苯甲酰基乙腈，与有机溶剂、硫磺混合，滴加有机胺，保温25-65℃反应生成式I的目标产物：
I
式I中R与式II中R同义。
2.如权利要求1所述的式I所示的2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法，其特征在于所述取代哌嗪选自甲基哌嗪、乙基哌嗪、正丙基哌嗪、异丙基哌嗪、正辛基哌嗪、苄基哌嗪或1-(噻吩-3-甲基)哌嗪。
3.如权利要求1所述的式I所示的2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法，其特征在于所述无机碱为无水碳酸钾或无水碳酸钠。
4.如权利要求1所述的式I所示的2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法，其特征在于所述一氯丙酮与取代哌嗪的摩尔比为1.01.2:1，无机碱与取代哌嗪的摩尔比为1.21.4:1。
5.如权利要求1所述的式I所示的2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法，其特征在于滴加一氯丙酮的温度范围为30-40℃，反应温度为30-70℃。
6.如权利要求5所述的式I所示的2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法，其特征在于所述反应温度为30-45℃。
7.如权利要求1所述的式I所示的2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法，其特征在于加入硫磺粉的温度为25-40℃，滴加有机胺的温度为35-40℃，保温反应温度为35-65℃。
8.如权利要求1所述的式I所示的2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法，其特征在于所述有机胺为三乙胺、二乙胺、吡啶、吗啉或哌啶。
9.如权利要求1所述的式I所示的2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法，其特征在于所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、1,4-二氧六环中的一种或其混合物。
10.如权利要求1所述的式I所示的2-氨基噻吩衍生物的简便合成方法，其特征在于步骤（1）得到的产物进行后处理方法为： 50-55℃减压回收溶剂至有料析出，析出物哌嗪衍生物Ⅱ，降温至室温，分别加入纯水、乙酸乙酯萃取洗涤除盐；水相再用乙酸乙酯洗涤3次，每次50mL；合并乙酸乙酯层，用水洗乙酸乙酯层，再用盐水洗涤，经无水硫酸镁干燥，浓缩，得中间物产品哌嗪衍生物Ⅱ；
步骤（2）得到的产物进行后处理方法为：将反应液加入到冰水中，析出产品，过滤，滤饼用冰水打浆洗涤，得产品，即式Ⅰ的目标产物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A kind of simple synthetic method of 2-aminothiophene derivatives Effective date of registration: 20220729 Granted publication date: 20150701 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Co., Ltd. Dongying Kenli Sub-branch Pledgor: Xinfa pharmaceutical Co.,Ltd. Registration number: Y2022980011404 |