CN1337940A - (r)-4-氰-3-羟基丁酸酯制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明及制备(R)-4-氯-3-羟基丁酸酯产品的工艺流程,尤其涉及到通过把(S)-3,4-环氧丁酸盐氯化和序列酯化之后作为原料来以高产出率制备出用列公式(1)表示的旋光线(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯产品的工艺流程。式中的R代表含有1-4个碳原子的直链式或支链烷(烃)基或苯基。通过使用本发明中描述的工艺流程可得到具有90%以上产出率和99.8%光纯度的(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯。
Description
技术领域
背景技术
由下列公式(1)表示的光活性(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯是生产hypolipidemic剂的关键中间产品。如下文所介绍的那样,用光活性(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯制备hypolipidemic剂的各种方法曾作过报道。
美国专利号4,681,893描述了用(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯制备hypolipidemic剂,atorvastatin的工艺流程。
在四面体通讯1992年第33期2279-2282页中描述了在C1-981制剂中将(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯用作原料的内容。C1-981是一种3-羟基-3-甲基戊二酸酰辅酶A(HMG-CoA)还原酶的抑制剂。
如上所述,由于对hypolipidemic剂的有用性,在制备(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯时需要提供一种既简单又经济的方法。到目前为止,已研制出多种合成法。例如,美国专利号4,611,067说明了利用合成法采用抗坏血酸制备(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯的方法。通过使用苏氨酸钾盐将抗坏血酸降解,产出4-溴代(基)-3-羟基丁酸酯,然后在用二甲亚砜与***起反应16小时,产出(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯之前,与适当的钠氰化物反应,以保护对硅烷基的羟基作用。
但是,这种常规方法要求多步合成,氰化作用的长反应时间及在清除用作溶剂的二甲亚砜时也有一定难度。这种方法产出大量副产品,如,由旋羟基a位上存在强酸性氢,通过脱水产生丙烯酸酯以及酯基的水解产生对应酸。除此之外,这种方法不适合生产各种酯类产品。
发明人已付出了极大努力提供用作药物的基本中间产品,即(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯的更经济实用、有效的制备方法。因此,人们认识到在氰化和序列酯化之后把(S)-3,4-环氧丁酸盐用作原料能提供一种(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯的新的、且便宜的制备方法,具有极好的光纯度和产出率。
把氰功能团用引入到本发明的(S)-3,4-环氧丁酸盐中不仅会产出(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯,而且还提供了制备相同产品的一种新奇性,可利用性和容易性。
本发明的目的是提供制备光线(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯的合成方法:以最大产出率作为目标产品以及同时抑制常规方法中经常遇到的副反应,丙烯酸盐水解或成形这样的问题。
发明内容
本发明涉及到把(S)-3,4-环氧丁酸盐作为原料氰化酯化之后,以高产出率制备用下列式(1)表示的旋光纯(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯(产品)的工艺流程。式中的R代表含有1-4个碳原子的直链或支链烷(烃)基或苯基。
本发明在下面将更详细地加以说明。
由于在氰化过程中利用水溶液并且酯化时引入各种酯基而不产生任何副反应,所以这种方法使制备旋光纯(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯更经济实用。
本发明中用作原料的(S)-3,4-环氧丁酸盐可用(S)-4-卤代-3-羟基丁酸或羟基丁酸酯制备。例如,(S)-3,4-环氧丁酸盐是通过把(S)-4-卤代-3-羟基丁酸在-50-50℃温度下与1-50%钠氢氧化物一起反应达到0.5-10小时制备而成的。
用NMR能检测出把95%以上(S)-4-卤代-3-羟基丁酸酯转化为(S)-3,4-环氧丁酸盐。
在本发明中羧酸根阴离子的构成非常重要。一般来讲,制备(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯的方法是通过氰化物对(S)-4-卤代-3-羟基丁酸酯的亲核反应实现的。酯基a位上的氢呈酸性,容易与碱起反应,通过脱水作用产生丙烯酸酯。但是,羧酸根阴离子的构成却减少羧酸根a位上的氢的酸性,这样,就不存在常规方法中脱水作用那样的副反应。
本发明产品的氰化是用氰化试剂的1.0-5.0等量在0-100℃温度下进行0.5--5小时。
从由***,***和含有1-4个碳原子的烷基铵氰化物中选用氰化试剂。氰化所用的溶剂可以是水或水与有机溶剂的混合物。有机溶剂从从由乙腈、二氯甲烷、三氯甲烷、含有1-4个碳原子的直链或支链乙醇、四氢呋喃、苯和甲苯构成的基(团)中选择。
本发明产品的酯化是通过把氰化反应混合物与酸,如硫酸、盐酸、磷酸或硝酸反应,将溶剂浓缩,然后在0-100℃温度下与ROH反应。其中的R代表含有1-4个碳原子的直链或支链烷(烃)基或苯基。
通过使用本发明中描述的工艺流程可得到具有90%以上产出率和99.8%光纯度的(R)-4-氰-3-羟基丁酸酯。
具体实施方式
下面各实例旨在例证性说明本发明,不应视为因附加要求所确定的本发明范围。例1:(S)-3-醋酸基-4-溴丁酸的制备
给安装有回流冷凝器、温度计和机械搅拌器的两升三颈烧瓶加注(S)-3-羟基丁内酯(102克)和醋酸中加30%氢溴酸(675克,2.5当量)。该混合物在40℃温度下搅拌3小时。在冷却反应混合物之后,再给混合物添加二氯甲烷(1000毫升)。用酯酸钠水溶液冲洗反应混合物。有机层被分隔开,置于硫酸镁上干燥并浓缩,从而产出(S)-3-醋酸基-4-溴丁酸(213克,95%)。
1H-NMR(D2O,ppm):δ21(S,3H,CH3COO),2.8-2.9(dd,2H,CH2COOH),3.5-3.6(dd,2H,BrCH2CH),5.3-5.4(m,1H,BrCH2CH)例2:(S)-3,4-环氧丁酸钠盐的制备
给一个5升烧瓶加注从例1产出的(S)-3-醋酸基-4-溴丁酸。慢慢添加1NC当量浓度氢氧化钠水溶液,保持在零下温度。反应混合物在0℃温度下搅拌1小时。用NMR可检测出较纯(S)-3,4-环氧丁酸钠盐。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.3-2.5(m,2H,CH2-CO2Na),2.6-2.9(m,2H),3.2-3.3(m,1H)
13C-NMR(D2O,ppm):δ40.87(-CH2-CO2Na),48.24(4-CH2),51.08(3-CH),179.41(-CO2Na)例3:(S)-3,4-环氧丁酸钾盐的制备
给一个5升烧瓶加注从例1产出的(S)-3-醋酸基-4-溴丁酸。在保持在零度以下温度时慢慢添加1N(当量浓度)氢氧化钾水溶液(3升,3克分子)。反应混合物在0℃时搅拌1小时。用NMR可测定较纯(S)-3,-4-环氧丁酸钾盐。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.3-2.5(m,2H,CH2-CO2K),2.6-2.9(m,2H),3.2-3.3(m,1H)
13C-NMR(D2O):δ40.87(-CH2-CO2K),48.24(4-CH2),51.08(3-CH),179.41(-CO2K)例4:(S)-3,4-环氧丁酸钙盐的制备
给一个装有温度计、PH计和机械搅拌器的2升三-颈烧瓶加注蒸馏水(1升),(S)-3-醋酸基-4-溴丁酸(90克,0.4克分子)和氢氧化钙(45克,0.6克分子)。反应混合物在0-5℃温度下搅拌2小时产出(S)-3-4-环氧丁酸钙盐。用NMR测定出99%以上转化。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.3-2.5(m,2H,CH2-CO2Ca),2.5-2.8(m,2H,4-H),3.2-3.3(m,1H,3-H)例5:(S)-3,4-环氧丁酸四丁铵盐的制备
给一个装有温度计、PH计和机械搅拌器的2升三-颈烧瓶加注蒸馏水(1升),(S)-3-醋酸基-4-溴丁酸(90克,0.4克分子)和在甲醇(1.2升,1.2克分子)中加1.0M氢氧四丁铵。反应混合物在0-5℃温度下搅拌2小时产出(S)-3-4-环氧丁酸四丁铵盐。用NMR测定出99%以上转化。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.2-2.3(m,2H,CH2-CO2NBu4),2.5-2.8(m,2H,4-H),3.2-3.3(m,1H,3-H)例6:(S)-3,4-环氧丁酸三乙胺盐的制备
给一个装有温度计、PH计和机械搅拌器的2升三-颈烧瓶加注蒸馏水(1升),(S)-3-醋酸基-4-溴丁酸(90克,0.4克分子)和三乙(基)胺(121克,1.2克分子)。反应混合物在0-5℃温度下搅拌2小时产出(S)-3,4-环氧丁酸三乙胺盐。用NMR测定出99%以上转化。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.2-2.4(m,2H,CH2--CO2NEt3),2.5-2.8(m,2H,4-H),3.1-3.2(m,1H,3-H)例7:(S)-3-4-环氧丁酸二异丙(基)胺盐的制备
给一个装有温度计、PH计和机械搅拌器的2升三-颈烧瓶加注蒸馏水(1升),(S)-3-乙酸基-4-溴丁酸(90克,0.4克分子)和二异丙基胺(121克,1.2克分子)。反应混合物在0-5℃温度下搅拌2小时产出(S)-3,4-环氧丁酸二异丙基胺盐。用NMR测定出99%以上转化。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.2-2.3(m,2H,CH2-CO2NH2iPr2),2.5-2.8(m,2H,4-H),3.1-3.2(m,1H,3-H)例8:(S)-3-4-环氧丁酸/-丁胺盐的制备
给一个装有温度计、PH计和机械搅拌器的2升三-颈烧瓶加注蒸馏水(1升),(S)-3-乙酸基-4-溴丁酸(90克,0.4克分子)和r丁胺(88克,1.2克分子)。反应混合物在0-5℃温度下搅拌2小时产出(S)-3,4-环氧丁酸t-丁胺盐。用NMR测定出99%以上转化。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.1-2.4(m,2H,CH2-CO2NH3Bu-t),2.5-2.8(m,2H,4-H),3.1-3.2(m,1H,3-H)例9:(R)-4-氰-3-羟基丁酸的制备
把30%***水溶液(163克,1.0克分子)添加到例2中用水溶解所产生的(S)-3,4-环氧丁酸钠盐中。反应混合物在60℃温度下搅拌3小时。用NMR测定出99%以上转化(反应)。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.3(d,2H,CH2),2.5-2.7(m,2H,CH2),4.1(m,1H,CH-OH)
用浓缩硫酸使含有(R)-4-氰-3-羟基丁酸钠盐的反应混合物酸化达到PH1值。把反应混合物冷凝,用乙醇溶解并过滤。将滤液浓缩,产出用于酯化而无需进一步净化的(R)-4-氰-3-羟基丁酸盐。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.5-2.8(m,4H,2CH2),4.3(m,1H,CH-OH)例10:(R)-4-氰-3-羟基丁酸的制备
把氰化四乙(基)铵(156克,1.0克分子)加到例2中用水溶解所产生的(S)-3,4-环氧丁酸钠盐(1.0克分子)中。反应混合物在60℃温度下搅拌3小时制备出(R)-4-氰-3-羟基丁酸钠盐。用NMR测定出99%以上转化(反应)。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.3(d,2H,CH2),2.5-2.7(m,2H,CH2),4.1(m,1H,CH-OH)
用浓缩硫酸使含有(R)-4-氰-3-羟基丁酸钠盐酸化达到PH1值。将反应混合物冷凝,用乙醇溶解并过滤。把滤液浓缩产出可用于酯化无需进一步净化的(R)-4-氰-3-羟基丁酸。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.5-2.8(m,4H,2CH2),4.3(m,1H,CH-OH)例11:(R)-4-氰-3-羟基丁酸的制备
把30%含水***(163克,1.0克分子)加到例4中用水溶解所产生的(S)-3,4-环氧丁酸钠盐(1.0克分子)中。反应混合物在60℃温度下搅拌3小时产出(R)-4-氰-3-羟基丁酸钠盐。用NMR测定出99%以上转化(反应)。
把浓缩硫酸加到反应混合物中以调整PH1值。反应混合物采用真空方式浓缩。沉淀物用乙醇溶解并进行过滤。将滤液浓缩产出用于酯化而无需进行净化的(R)-4-氰-3-羟基丁酸。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.5-2.8(m,4H,2CH2),4.3(m,1H,CH-OH)例12:(R)-4-氰-3-羟基丁酸的制备
把30%含水***(163克,1.0克分子)添加到例5中用水溶解所产生的(S)-3,4-环氧丁酸氰化四乙(基)铵盐(1.0克分子)中。反应混合物在60℃温度下搅拌3小时制备出(R)-4-氰-3-羟基丁酸四乙基铵盐。用NMR测定99%以上转化(反应)。
把浓缩硫酸加到反应混合物中以调整PH1值。反应混合物采用真空方式浓缩。沉淀物用乙醇进行溶解并过滤。将滤液浓缩产出用于酯化而无需进一步净化的(R)-4-氰-3-羟基丁酸。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.5-2.8(m,4H,2CH2),4.3(m,1H,CH-OH)例13:(R)-4-氰-3-羟基丁酸甲酯的制备
把(R)-4-氰-3-羟基丁酸(1.0克分子)加入甲醇(500毫升)及浓缩硫酸(5克)中一起回流5小时。用碳酸钠将反应混合物中和并进行过滤。滤液采用真空方式浓缩,从而产出(R)-4-氰-3-羟基丁酸甲酯(130克,91%)。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.6-2.7(m,4H,2CH2),3.7(s,3H,OCH3),4.4(m,1H,CH-OH)例14:(R)-4-氰-3-羟基丁酸乙酯的制备
把(R)-4-氰-3-羟基丁酸(1.0克分子)加入乙醇(500毫升)及浓缩硫酸(5克)中一起回流5小时。用碳酸钠将反应混合物中和并进行过滤。滤液采用真空方式浓缩,从而产出(R)-4-氰-3-羟基丁酸乙酯(141克,90%)。
1H-NMR(D2O,ppm):δ1.2(t,3H,CH3),2.5-2.6(m,4H,2CH2),4.1(q,2H,OCH2),4.3(m,1H,CH-OH)例15:(R)-4-氰-3-羟基丁酸异丙(基)酯的制备
把(R)-4-氰-3-羟基丁酸(1.0克分子)加入异丙醇(500毫升)及浓缩硫酸(5克)中一起回流5小时。用碳酸钠将反应混合物中和并进行过滤。滤液采用真空方式浓缩,从而产出(R)-4-氰-3-羟基丁酸异丙酯(163克,90%)。
1H-NMR(D2O,ppm):δ1.4(d,6H,2CH3),2.6(m,4H,2CH2),4.4(m,1H,CH-OH),5.1(m,1H,CH-(CH3)2)例16:(R)-4-氰-3-羟基丁酸异丁酯的制备
把(R)-4-氰-3-羟基丁酸(1.0克分子)加入异丁醇(500毫升)及浓缩硫酸(5克)中一起回流5小时。用碳酸钠将反应混合物中和并进行过滤。滤液采用真空方式浓缩,从而产出(R)-4-氰-3-羟基丁酸异丁酯(157克,92%)。
1H-NMR(D2O,ppm):δ0.8(d,6H,2CH3),1.9(m,1H,CH-(CH3)2),2.6-2.7(m,4H,2CH2),3.9(d,2H,O-CH2),4.3(m,1H,CH-OH)例17:(R)-氰-3-羟基丁酸苯酯的制备
把苯甲醇(216克,2当量)和浓缩硫酸(5克)加到用氰甲烷(500毫升)溶解的(R)-4-氰-3-羟基丁酸(1.0克分子)中并回流5小时。用碳酸钠将反应混合物中和并进行过滤。采用真空方式把滤液浓缩,从而产生(R)-4-氰-3-羟基丁酸苯酯(157克,92%),把它放在硅胶上用柱中分离法净化。
1H-NMR(D2O,ppm):δ2.6-2.7(m,4H,2CH2),4.3(m,1H,CH-OH),5.2(s,2H,CH2-Ph),7.2-7.3(m,5H,Ph)
利用本发明中描述的氰化和序列酯化作用从(S)-3,4-环氧丁酸盐中制备(R)-4-氰-3-羟基丁酸的工艺流程产生较少副产品,但却能提供比常规方法更快的反应时间和较高产出率。同时这种工艺还通过酯化作用产生各种酯化合物。注:ppm=百万分之一 NMR 核磁共振
s 单峰 d 双峰
t 三重峰 q 四重峰
m 多重峰
Claims (5)
2、根据权利要求1所述的制备工艺,其特征是其中氰化用试剂是从由***、***和含有1-4个碳原子的氰化烷基铵组成的基或基团中选用。
3、根据权利要求1所述的制备工艺,其特征是其中氰化用的溶剂为水或水与有机溶剂的混合物。
4、据权利要求3所述的制备工艺,其特征是在其中所述的有机溶剂从由乙腈、乙氯甲烷、三氯甲烷,含有1-4个碳原子的直链或支链乙醇、四氢呋喃、苯和甲苯构成的基或基团中选用。
5、根据权利要求1所述的制备工艺,其特征是其中要求的氰化是在0-100℃温度下进行。
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