盧小逸 吳文良 張啟明 董道敏
(浙江啟明藥業(yè)有限公司,浙江 上虞 312369)
非離子型射線造影劑如碘帕醇、碘海醇等,常用于脊髓造影、尿路造影,也用于血管造影及CT增強(qiáng)掃描。5-氨基-2,4,6-三碘-N,N'-雙(1,3-二羥基異丙基)-1,3-苯二甲酰胺(以下簡(jiǎn)稱(chēng)碘化物)是制備此類(lèi)造影劑的共用關(guān)鍵中間體,Anelli Pier Lucio等人[1]利用該碘化物與(S)-2-(乙酰氧基)丙酰氯反應(yīng)得到了碘帕醇;羅世能等人[2-3]利用相應(yīng)的碘化物得到了碘海醇和碘佛醇,可見(jiàn)該碘化物的應(yīng)用十分廣泛。
Anelli Pier Lucio等人[1]提出了碘化物的以下合成路線見(jiàn)圖1。
該路線需要用到催化加氫,不僅安全性較差,且用到價(jià)格昂貴的鈀碳催化劑,此外還用到對(duì)環(huán)境極不友好的氯化亞砜,這些不利條件限制了其應(yīng)用價(jià)值。
劉學(xué)鵬等人[4]提供了一種制備碘代酚類(lèi)化合物的方法。該方法是一種成本低、污染少、操作簡(jiǎn)單、選擇性好、高效的碘代酚類(lèi)化合物的制備方法。通過(guò)該專(zhuān)利的應(yīng)用,合成了5-羥基-2,4,6-三碘異酞酸,再以此為原料得到了碘化物。其具體合成過(guò)程如圖2所示。
以5-羥基異酞酸(以下稱(chēng)為I1)為原料,以三氯異氰尿酸為氧化劑,以碘化鉀為碘供體,在強(qiáng)堿催化下反應(yīng),經(jīng)純化處理后得到:5-羥基-2,4,6-三碘異酞酸(以下稱(chēng)為I2),再通過(guò)氨解得到:5-氨基-2,4,6-三碘異酞酸(以下稱(chēng)為I3),I3再與四甲基尿素在咪唑作催化劑,微波幅射下反應(yīng),生成:5-氨基-2,4,6-三碘-N,N'-雙(二甲基)-1,3-苯二甲酰胺(以下稱(chēng)為I4),得到的I4再進(jìn)行二次酰胺化反應(yīng)得到碘化物。
圖2
儀器與試劑:高壓反應(yīng)釜(山東威海自控反應(yīng)釜有限公司)、Bruker-400MHz型核磁共振儀(d6-DMSO,CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo))、格蘭仕微波爐、UV-Ⅲ三用紫外燈、HP2000高效液相色譜儀;實(shí)驗(yàn)中所用試劑均為化學(xué)純。
1.1 5-羥基-2,4,6-三碘異酞酸(I2)的合成
在裝有攪拌器、冷凝管和溫度計(jì)的三口瓶中,投入5-羥基異酞酸(I1)18.2g(0.1mol),180mL甲醇,加入碘化鉀50g(0.3mol),氫氧化鈉6.0g(0.15mol),在0℃下攪拌30min,慢慢滴加三氯異氰尿酸11.5g(0.05mol)和30mL甲醇混合液,約1h滴完,滴完后在0℃下反應(yīng)1h,將反應(yīng)液倒入500mL冷水中,過(guò)濾,濾液用醋酸調(diào)節(jié)pH至5,析出固體,再過(guò)濾,用水洗滌濾餅,烘干,乙酸乙酯-石油醚重結(jié)晶得到5-羥基-2,4,6-三碘異酞酸(I2)49.2g,收率88%。
1.2 5-氨基-2,4,6-三碘異酞酸(I3)的合成
500mL高壓釜中,投入5-羥基-2,4,6-三碘異酞酸(I2)56g(0.1mol),0.5g Al2O3-SiCl2催化劑,水100mL,密封好后充入液氨20g,升溫至180℃反應(yīng)5h。TLC檢測(cè)反應(yīng)完后,過(guò)濾除去催化劑,減壓濃縮,除去氨氣和部分水分,析出固體,過(guò)濾,烘干得到5-氨基-2,4,6-三碘異酞酸(I3)47.5g,收率85%。
1.3 5-氨基-2,4,6-三碘-N,N'-雙(二甲基)-1,3-苯二甲酰胺(I4)的合成
5-氨基-2,4,6-三碘異酞酸(I3)28g(0.05mol),四甲基尿素11.6g(0.1mol),咪唑0.1g,放置到微波爐中,300W下反應(yīng)20min,冷至室溫,先用水洗滌,再用少許甲醇洗滌,烘干,得到5-氨基-2,4,6-三碘-N,N'-雙(二甲基)-1,3-苯二甲酰胺(I4)26.4g,收率86%。
1.4 5-氨基-2,4,6-三碘-N,N'-雙(1,3-二羥基異丙基)-1,3-苯二甲酰胺(碘化物)的合成
在裝有攪拌器、冷凝管和溫度計(jì)的三口瓶中,投入5-氨基-2,4,6-三碘-N,N'-雙(二甲基)-1,3-苯二甲酰胺(I4)31g(0.05mol),150mLDMA,2-氨基-1,3-丙二醇11.8g(0.13mol),升溫至60℃,反應(yīng)6h,TLC檢測(cè)反應(yīng)完后,減壓回收DMA,加入100mL水,析出固體,過(guò)濾,干燥,乙醇重結(jié)晶,得5-氨基-2,4,6-三碘-N,N'-雙(1,3-二羥基異丙基)-1,3-苯二甲酰胺(碘化物)31.7g,收率90%,含量98%(HPLC)。
2.1 催化劑對(duì)合成的影響
氨解反應(yīng)采用Al2O3-SiCl2為催化劑,收率大幅提高,收率為85%(無(wú)催化劑時(shí)收率僅為45%),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Al2O3-SiCl2催化體系要優(yōu)于文獻(xiàn)[5]提到的采用CuCl2-NH4Cl或SnCl2-NH4Cl催化劑體系。
2.2 微波輻射條件的選擇
根據(jù)羧酸與尿素酰胺化的原理,引進(jìn)微波反應(yīng)[6],I3與四甲基尿素在咪唑催化下,MW(300W)、20min條件下進(jìn)行一次酰胺化,反應(yīng)時(shí)間短,收率高,無(wú)需任何有機(jī)溶劑,反應(yīng)完后用水及甲醇洗滌粗品,得到質(zhì)量較好的I4.
2.3碘化物結(jié)構(gòu)式的確認(rèn)
碘化物的核磁信息如下:1HNMR(DMSO-d6)δ:3.67(d,J=4.8Hz,8H,-CH2),3.97~3.99(m,2H,-CH),樣品與對(duì)照品核磁信息基本一致,結(jié)構(gòu)式得到確認(rèn)。
以5-羥基異酞酸為原料,經(jīng)過(guò)碘化、氨解、一次酰胺化、二次酰胺化四步反應(yīng)合成了碘化物,該方法反應(yīng)路線新穎,反應(yīng)條件溫和,對(duì)環(huán)境污染較小,具有較大的工業(yè)化應(yīng)用價(jià)值。氨解反應(yīng)采用Al2O3-SiCl2為催化劑,收率大幅提高;一次酰胺化以咪唑?yàn)榇呋瘎?,選用MW(300W)、20min微波輻射反應(yīng);經(jīng)過(guò)核磁鑒定,碘化物結(jié)構(gòu)式得到確認(rèn)。
[1]Anelli Pier Lucio,Brocchetta Marino,et a1.A process for the preparation of iopamidol and the new intermadiates therein:WO,0244132[P].2002-06-06.
[2]羅世能,謝敏浩,等.非離子型X-CT造影劑碘海醇的合成[J].中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志,1995,25(10):433-435.
[3]羅世能,鄒霈,等.非離子型X線造影劑碘佛醇的合成[J].中國(guó)新藥雜志,2004,13(4):338-340.
[4]劉學(xué)鵬,王紅亮,等.一種制備碘代酚類(lèi)化合物的方法:CN,101318881A[P].2008-12-10.
[5]錢(qián)超.醇羥基及酚羥基化合物的催化胺化[D].杭州:浙江大學(xué),2004.3.
[6]R Karl Dieter,Ram R Sharma,et al.Acylation of α-(N-carbamoyl)alkylcuprates and alkyl-oraryl(halo)cuprates[J].Tetrahedron,2003,59:1083-1094.