(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉的合成

2023/3/29 9:24:15

前言

琥珀酸索利那新是日本安斯泰来开发的一款毒蕈碱受体M3拮抗剂,化学名为(3R)-1-氮杂双环[2.2.2]辛-3-基(1S)-1-苯基-3,4-二氢异喹啉-2(1H)-羟酸酯单琥珀酸盐。最早于2003年在欧盟获批上市,2004年4月获得FDA批准,2009年9月,索利那新原研在中国获批上市,商品名为“卫喜康”。目前。临床上主要用于膀胱过度活动症患者伴有的尿失禁或尿频、尿急症状的治疗。(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉是合成琥珀酸索利那新的关键中间体。

合成

目前对于(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉的合成,文献报道的主要方法有三种:方法1)以3,4-二氢异喹啉N-氧化物为原料,(2S,3S)-1-吗林基-2-(叔丁氧羰基氨基)-3-甲基戊烷为配体,乙基苯基锌为还原剂还原得到(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉[6];方法2)以苯乙胺为起始原料,与苯甲酰氯反应生成N-(2-苯乙基苯甲酰胺),然后用三氯氧磷脱水环合生成1-苯基-3,4-二氢异喹啉,然后用硼氢化钠还原得到消旋的1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉,继而经酒石酸拆分,得到(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉的盐,再碱化除去酒石酸,制得(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉;方法3)在方法2)的基础上得到1-苯基-3,4-二氢异喹啉,继而在不对称还原催化剂作用下,用氢气或其他氢化试剂还原为(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉[1]。

(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉的合成路线图

图1(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉的合成路线图

实验部分

N-(2-苯基乙基)苯甲酰胺(4)的合成

将500mL水加入到2L反应瓶中,加入100g氢氧化钠,搅拌溶解,降至室温,加入150.0g(1.24mol)苯乙胺,降温至10℃,保持8~10℃滴加175.0g(1.25mol)苯甲酰氯,滴毕,升温至25~30℃搅拌反应2h,过滤,水洗滤饼,得白色固体,60℃真空干燥10h,得276.6gN-(2-苯乙基)苯甲酰胺,收率99.1%。

1-苯基-3,4-二氢异喹啉(3)的合成

将甲苯1.5L加入到5L反应瓶中,加入260.0g(1.15mol)N-(2-苯基乙基)苯甲酰胺,搅拌,滴加460.0g(3.00mol)三氯氧磷,滴毕,加热升温至回流,反应4h。将上述反应液滴入到5L5~10℃的水中,控制温度不超过10℃,室温搅拌0.5h,分液,水层用1mol·L-1氢氧化钠调pH值至9~10,甲苯萃取3次,每次300mL,合并有机相,70℃减压蒸干溶剂得210.7g1-苯基-3,4-二氢异喹啉,收率88.5%。

1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉(2)的合成

将2L乙醇加入到5L反应瓶中,加入200.0g1-苯基-3,4-二氢异喹啉,25℃搅拌下分批加入38.0g(1.00mol)硼氢化钠,保持25~30℃搅拌反应3h。滴入400mL水,0~5℃搅拌3h,过滤,水洗滤饼,得白色固体60℃真空干燥10h,得198.6g1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉,收率99%。

(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉(1)的合成

将180.0g(0.86mol)1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉及900mL异丙醇,300mL水加入到3L反应瓶中,搅拌,加热升温至60℃,加入129.0g(0.86mol)D-酒石酸,保持60℃搅拌反应30min,缓慢降温至25℃,搅拌反应3h。过滤,得白色固体物用异丙醇洗,50℃真空干燥6h,得136.5g(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉酒石酸盐。将136.5g(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉酒石酸盐、800mL乙酸乙酯、300mL水加入到3L反应瓶中,室温搅拌下滴加饱和碳酸钠溶液调节pH值至8~9,分液,水层用乙酸乙酯提取2次,每次100mL,合并乙酸乙酯层,200mL饱和食盐水洗,45℃减压蒸馏至干,得79.1g(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉,收率87.9%,纯度99.7%(HPLC),

e.e99.5%。m.p.81~83℃。1HNMR(CDCl3,600MHz),δ:7.2~7.5(m,5H),7.16(d,J=3.7Hz,2H),7.05~7.08(m,1H),6.85(d,J=7.3Hz,1H),5.15(s,1H),3.2~3.3(m,1H),3.05~3.19(m,2H),2.86~2.93(m,1H),1.75(s,1H);ESI-MSm/z:209(M+)。

结果与讨论

氢氧化钠参与的反应收率与纯度最高,三乙胺参与的反应收率与纯度最低,可能因为NaOH碱性较强,加之氢氧化钠廉价易得,反应中无气体产生,所以选取氢氧化钠作为缚酸剂适宜。POCl3参与的环合反应收率与纯度最高,反应时间最短,并且用甲苯作溶剂,不断地将水分出,使反应向正方向进行。相比较而言,H3PO4的收率与纯度最低。P2O5是固体,与反应物需要在高温下反应,并且没有溶剂,使反应体系粘度大,搅拌困难。PPA本身粘度较大,需要在高温下反应。最终选定POCl3作为脱水剂反应4h,收率达88.5%。丙酮-水为溶剂体系时,产物收率最高,但是其选择性差,甲醇-水与乙醇-水为溶剂体系的选择性较好,但是收率低,相比较而言,异丙醇-水为溶剂收率高,选择性好。

结论

以苯乙胺为起始原料,经苯甲酰化碱、环合中、还原以及酒石酸拆分,最终得到目标产物(S)-1-苯基-1,2,3,4-四氢异喹啉。优化条件为氢氧化钠为缚酸剂,POCl3为坏合脱水剂,异丙醇-水为拆分溶剂体系。优化条件下,总收率为76.3%,产物e.e值为99.5%。优化后的工艺提高了收率与选择性,操作简便,适合工业化生产。

参考文献

[1] EP, 1714965 [P]

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