CN108794479A - 一种4-氯吡咯并嘧啶的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到一种4‑氯吡咯并嘧啶的合成方法,该合成方法以氰基乙酸乙酯、溴代缩乙醛、硫脲、乙醇钠、双氧水为原料,以DMF、乙醇、水、三氯氧磷为溶剂,经过四步反应得到目标产品4‑氯吡咯并嘧啶。此发明改进了第三步中除巯基的方法,通过使用双氧水,先将巯基氧化为亚磺酸,然后在酸性条件下脱去。反应条件温和,环境友好,操作安全,收率较高,适合工业化生产。
Description
技术领域
此发明属于化学合成领域,具体涉及到一种4-氯吡咯并嘧啶的合成方法。
背景技术
作为一个重要的生物内源物质,嘧啶杂环广泛存在于生物体内参与生命活动,因此在许多医药和农药的研究和开发中,嘧啶类杂环化合物发挥着重要作用。例如已知的4-氯吡咯并嘧啶就是开发许多抗菌、抗肿瘤、抗椎体虫等药物的重要原料(CN105218554,2016.01.06)。因此近年来关于此类物质的研究日趋活跃。
目前,4-氯吡咯并嘧啶的合成方法主要有以下三种:
1.以氰基乙酸乙酯、硫脲、乙醇钠、2-氯乙醛为原料,以乙醇、氨水、三氯氧磷为溶剂,以活性镍为催化剂,经过四步反应得到产品(CN101830904A,2010.09.15)。此路线中要用到较多的易燃催化剂活性镍来去除巯基,很不安全,不利于工业化生产。谢应波等人改进了这条路线,通过在第二步中加入催化剂二氧化钛,将收率提高了11-15%(CN105218554,2016.01.06)。但是由于仍然使用易燃的活性镍作催化剂,工业化生产仍有安全隐患。
2.以氰基乙酸乙酯、溴代缩乙醛、甲脒乙酸盐、氢化钠、醇钠为原料,以乙醇、DMF、三氯氧磷为溶剂,三步合成得到产品(CN104860950A,2015.08.26)。此路线中第一步要用到氢化钠,后处理时有安全隐患,而且前两步总收率只有40%左右,也不适合工业化生产。
3.以4,6-二羟基嘧啶、三氯氧磷、氨气、甲氧甲基三苯基氯化膦、叔丁醇钾为原料,以DMF、甲苯、THF为溶剂,四步反应得到产品(US20140256941,2014.09.14)。此路线中部分原料较贵,工艺操作较复杂,收率不高,也不适合工业化生产。
以上路线各有不足,因此开发出一条操作安全,收率较高,适合工业化生产的合成方法很有必要。
发明内容
本发明以氰基乙酸乙酯、溴代缩乙醛、硫脲、乙醇钠、双氧水为原料,以DMF、水、三氯氧磷为溶剂,经过四步反应得到产品。此路线反应条件温和,环境友好,操作安全,收率较高,适合工业化生产。
其合成路线如式(一)所示:
具体步骤是:
(1)以氰基乙酸乙酯、溴代缩乙醛为起始原料,溶于DMF后,加入碳酸钾,升温至150度左右反应,反应结束后,降至室温,倒入水中,用氯仿提取,干燥,减压蒸馏,得到2-氰基-4,4-缩二乙醇丁酸乙酯。
(2)将2-氰基-4,4-缩二乙醇丁酸乙酯溶于无水乙醇中,在0度下,加入乙醇钠和硫脲,升温至回流,嘧啶关环反应结束后,降至室温,用盐酸调为酸性,再继续反应,吡咯关环反应结束后,过滤,重结晶,得到2-巯基-4-羟基吡咯并嘧啶。
(3)将2-巯基-4-羟基吡咯并嘧啶溶于碱性水溶液中,15-20度下,滴加双氧水,将巯基氧化为亚磺酸,然后再滴加浓盐酸调酸性,反应结束后,用氨水调PH=9-10,过滤,得到4-羟基吡咯并嘧啶。
(4)将4-羟基吡咯并嘧啶溶于三氯氧磷中,升温至85度左右反应,反应结束后,蒸去多余的三氯氧磷,降温至0度,用冰水淬灭,用碳酸氢钠饱和溶液调PH=7-8,过滤,重结晶,得到产品4-氯吡咯并嘧啶。
步骤(1)中,氰基乙酸乙酯与溴代缩乙醛的摩尔比是1-5:1,优选2:1。氰基乙酸乙酯与碳酸钾的摩尔比是1:0.8-1.5,优选1:1。
步骤(2)中,2-氰基-4,4-缩二乙醇丁酸乙酯与乙醇钠的摩尔比是1:2-4,优选1:3。2-氰基-4,4-缩二乙醇丁酸乙酯与硫脲的摩尔比是1:1-3,优选1:1.5。
步骤(3)中,碱性水溶液可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙等水溶液,优选氢氧化钠。碱性水溶液浓度1-30%,优选15-20%。2-巯基-4-羟基吡咯并嘧啶与所用碱的摩尔比是1:0.5-3,优选1:1。2-巯基-4-羟基吡咯并嘧啶与双氧水的摩尔比是1: 2-6,优选1:3-4。反应温度5-35度,优选15-20度。
此路线主要改进的地方是步骤(3)中,将常规工艺中使用活性镍、氨水去除巯基的方法,改为使用双氧水,先将巯基氧化为亚磺酸,然后在酸性条件下去除的方法,反应条件温和,环境友好,操作安全,适合工业化生产。
本发明以氰基乙酸乙酯、溴代缩乙醛为起始原料,经过四步反应,生成4-氯吡咯并嘧啶进行实验,来验证合成方法的可靠性。本发明的保护内容并不局限于以下实施案例。
具体实施案例:
(1)2-氰基-4,4-缩二乙醇丁酸乙酯的合成:
将113克(1mol)氰基乙酸乙酯和98.5克(0.5mol)溴代乙缩醛溶入450克DMF中,再加入138克(1mol)碳酸钾,升温至150度左右,反应结束后,冷却至20度左右,加入450克水,分别用500克氯仿提取两次,饱和食盐水洗涤一次,干燥,减压蒸馏,得到78.1克2-氰基-4,4-缩二乙醇丁酸乙酯,收率70%。
(2)2-巯基-4-羟基吡咯并嘧啶的合成:
将68.7克(0.3mol)2-氰基-4,4-缩二乙醇丁酸乙酯加入490ml无水乙醇中,在0度下,再加入61.2克(0.9mol)乙醇钠和34.2克(0.45mol)硫脲,升温至回流,嘧啶关环反应结束后,降至室温,用浓盐酸调为PH=2-3,再继续室温下反应,吡咯关环反应结束后,过滤,用甲苯重结晶,干燥,得到41克2-巯基-4-羟基吡咯并嘧啶,收率82%。
(3)4-羟基吡咯并嘧啶的合成:
将33.4克(0.2mol)2-巯基-4-羟基吡咯并嘧啶,加入76克20%的氢氧化钠水溶液中,全溶后,控温15-20度下,滴加84克30%的双氧水,搅拌2小时,滴加44克浓盐酸,再搅拌1小时后,用氨水调节PH=9-10,过滤,水洗,干燥,得到23.4克4-羟基吡咯并嘧啶,收率83%。
(4)4-氯吡咯并嘧啶的合成:
将56.4克(0.4mol)4-羟基吡咯并嘧啶溶于三氯氧磷中,加热至85度左右,反应结束后,蒸馏出多余的三氯氧磷,降温至0度左右,用冰水淬灭,用碳酸氢钠饱和溶液调PH=7-8,过滤,用甲醇水重结晶,干燥,得到56.1克4-氯吡咯并嘧啶,收率88%。
Claims (8)
1.一种4-氯吡咯并嘧啶的合成方法,其特征在于包含以下几个步骤:
(1)以氰基乙酸乙酯、溴代缩乙醛为起始原料,溶于DMF后,加入碳酸钾,升温至150度左右反应,直至反应结束,降至室温,倒入水中,用氯仿提取,干燥,减压蒸馏,得到2-氰基-4,4-缩二乙醇丁酸乙酯;
(2)将2-氰基-4,4-缩二乙醇丁酸乙酯溶于无水乙醇中,在0度下,加入乙醇钠和硫脲,升温至回流,嘧啶关环反应结束后,降至室温,用盐酸调为酸性,再继续反应,吡咯关环反应结束后,过滤,重结晶,得到2-巯基-4-羟基吡咯并嘧啶;
(3)将2-巯基-4-羟基吡咯并嘧啶溶于碱性水溶液中,15-20度下,滴加双氧水,将巯基氧化为亚磺酸,然后再滴加浓盐酸调酸性,反应结束后,用氨水调PH=9-10,过滤,得到4-羟基吡咯并嘧啶;
(4)将4-羟基吡咯并嘧啶溶于三氯氧磷中,升温至85度左右反应,反应结束后,蒸去多余的三氯氧磷,降温至0度,用冰水淬灭,用碳酸氢钠饱和溶液调PH=7-8,过滤,重结晶,得到产品4-氯吡咯并嘧啶。
2.根据权利要求1所述,步骤(1)中,氰基乙酸乙酯与溴代缩乙醛的摩尔比是1-5:1,优选2:1;氰基乙酸乙酯与碳酸钾的摩尔比是1:0.8-1.5,优选1:1。
3.根据权利要求1所述,步骤(2)中,2-氰基-4,4-缩二乙醇丁酸乙酯与乙醇钠的摩尔比是1:2-4,优选1:3;2-氰基-4,4-缩二乙醇丁酸乙酯与硫脲的摩尔比是1:1-3,优选1:1.5。
4.根据权利要求1所述,步骤(3)中,碱性水溶液可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙等水溶液,优选氢氧化钠。
5. 根据权利要求1所述,步骤(3)中,碱性水溶液浓度1-30%,优选15-20%。
6.根据权利要求1所述,步骤(3)中,2-巯基-4-羟基吡咯并嘧啶与所用碱的
摩尔比是1:0.5-3,优选1:1。
7.根据权利要求1所述,步骤(3)中,2-巯基-4-羟基吡咯并嘧啶与双氧水的摩尔比是1:2-6,优选1:3-4。
8.根据权利要求1所述,步骤(3)中,反应温度5-35度,优选15-20度。
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