摘 要:s- (+)-2-氨基丙醇是一類重要的手性砌塊也是左氧氟沙星的關(guān)鍵中間體。從氨基酸酯化還原法、直接還原法、催化加氫法以及生物催化法等幾個(gè)方面系統(tǒng)介紹了手性s-(+)2-氨基丙醇合成研究進(jìn)展。
關(guān) 鍵 詞:手性化合物; s-2-氨基丙醇;中間體
中圖分類號(hào):TQ 226.34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1671-0460(2015)09-2175-02
Abstract: Chiral s-(+)2-aminopropanol is pharmaceutical intermediate of levofloxacin. In this paper,seveal synthetic routes of s-(+)-2 –aminopropanol were described。
Key words: Chiral compounds;S-2-Aminopropanol;Pharmaceutical intermediate
手性藥物由于其獨(dú)特的療效,具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值而越來越受到重視,其中手性醇作為重要中間體在藥物合成中有著重要地位[1,2]。S-(+)-2-氨基丙醇是合成抗菌藥左氧氟沙星的重要中間體[3]。左氧氟沙星是喹諾酮類抗菌藥,具有廣譜、口服有效、副作用較少等優(yōu)點(diǎn)。在生產(chǎn)制備S- (+)-2-氨基丙醇的技術(shù)中有化學(xué)法和生物法兩種?;瘜W(xué)法生產(chǎn)S-2-氨基丙醇生產(chǎn)工藝多采用氨基酸酯還原法來得到,例如采用KBH4還原L-丙氨酸乙酯,生物法多采用微生物或生物酶來生產(chǎn)。
1 氨基酸酯化還原法
先將丙氨酸酯化生成氨基酸酯,再利用強(qiáng)還原劑還原氨基酸酯制取相應(yīng)氨基醇是目前國內(nèi)化學(xué)合成2-氨基丙醇主要途徑(圖1)。
陳天豪[4]采用 L-丙氨酸為原料,先與鹽酸成鹽,產(chǎn)物減壓濃縮除去水份,殘留物用工業(yè)乙醇溶解,加入苯-乙醇混合液回流酯化,然后利用苯-水-乙醇三元共沸去除水層。酯化完全后 ,將得到的L-丙氨酸乙酯鹽酸鹽的乙醇液冷卻,再用Na2CO3作除酸劑中和所含鹽酸,最終產(chǎn)物為收率81.9% 。陳坤[5]采用L-丙氨酸,冰鹽浴冷卻 ,5 ℃以下滴加氯化亞砜進(jìn)行酯化反應(yīng)生成L-2-氨基丙酸乙酯鹽酸鹽,再用硼氫化四甲基銨作還原劑,還原 L-2-氨基丙酸乙酯鹽酸鹽制取S-2-氨基丙醇,在最佳反應(yīng)溫度45 ℃下,反應(yīng)3~4 h, 產(chǎn)物收率為98.6 %。王曉影[6]采用圖1合成路線,以R-2-氨基丙酸為原料,先與乙醇酯化生成R-2-氨基丙酸乙酯,再用Na2CO3中和多余硫酸,過濾取上清液,再與NaBH4反應(yīng)5 h,經(jīng)過處理得到收率大于80%,光學(xué)純度100%的R-2-氨基丙醇。楊運(yùn)旭[7] 首先采用L-氨基丙酸為原料,與甲醇反應(yīng)得到淺黃色粘稠狀物L(fēng)-氨基丙酸甲酯,然后加入KBH4在45 ℃反應(yīng)3 h,最終得到產(chǎn)率70%。的產(chǎn)物。這類方法工藝路步驟較多采用較為昂貴的強(qiáng)還原劑NaBH4、LiAlH4等,生產(chǎn)成本較高,另外反應(yīng)所需要的安全條件,產(chǎn)物的分離難度也嚴(yán)重限制了在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
2 直接還原法
直接還原法是將相應(yīng)光學(xué)活性的丙氨酸或其衍生物進(jìn)行還原,工業(yè)生產(chǎn)使用還原劑主要有LiBH4、NaBH4、KBH4等強(qiáng)還原劑。但是此方法具有試劑價(jià)格昂貴并且危險(xiǎn)性高、后處理過程復(fù)雜等缺陷。王訓(xùn)道等[8]在反應(yīng)瓶中依次加人乙二醇二甲醚、無水氯化鋅和硼氫化鉀,室溫l h后,加入2-氨基丙酸,回流反應(yīng)5 h,冷至室溫,將反應(yīng)液傾入工業(yè)液堿中于40 ℃反應(yīng)1 h后,冷至室溫分層,水層以正丁醇萃取后與有機(jī)層合并,減壓蒸出大部分溶劑后,再精餾得粘稠狀無色液體 S-2-氨基丙醇。
3 催化加氫法
催化加氫法是以丙氨酸、羥基丙酮、硝基丙醇等為底物在催化劑作用下進(jìn)行氫還原得到S-2-氨基丙醇的方法。此類方法具有反應(yīng)條件較為苛刻,產(chǎn)率低,光學(xué)純度差等缺點(diǎn),但是具有底物濃度高,是實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。蔣錦等[9]采用乙酸鈉與氯丙酮先生成1-乙酰氧基丙酮,然后水解得到羥基丙酮,再在Raney Ni催化下氫還原以及胺化制得S-2-氨基丙醇。反應(yīng)歷程如圖2。
以乙酸鈉與氯丙酮為原料在KI為催化劑作用下反應(yīng),得1-乙酰氧基丙酮,其收率為 83.2%,產(chǎn)物水解后得羥基丙酮,最后在氨氣飽和后進(jìn)行催化加氫得2-氨基丙醇,收率為52.8%。王毅[10] 采用L-丙氨酸為原料,溶于一定量的水中,加入磷酸,在最佳反應(yīng)條件413 K、壓力7.0 MPa下,以釕/碳催化劑作用下進(jìn)行加氫還原反應(yīng),丙氨酸的轉(zhuǎn)化率可達(dá)60.5%,氨基丙醇的收率可達(dá) 59.8%。許偉翔[11]采用L-丙氨酸為原料經(jīng)過催化得到了光學(xué)產(chǎn)率達(dá)到大于99%的產(chǎn)物。在整個(gè)反應(yīng)過程中采用水為反應(yīng)介質(zhì),避免了有機(jī)溶劑的使用,減少廢棄物的排放,反應(yīng)環(huán)境友好,過程簡單,到達(dá)了綠色化工的要求。王菊仙[12]采用圖3所示合成路線,先采用硝基乙烷和甲醛溶液在離子交換樹脂催化作用下進(jìn)行反應(yīng),然后通過減壓蒸餾得2-硝基丙醇,然后將2-硝基丙醇在甲醇溶液中,以Pd/C催化劑進(jìn)行催化加氫,最終得到收率為66.3%的產(chǎn)物。
4 生物催化法
生物催化法由于反應(yīng)條件溫和、選擇性高、綠色環(huán)保等特點(diǎn)而受到越來越多的關(guān)注。但是,生物合成法的關(guān)鍵在于高效生物催化劑的獲得。孫澤宇[13]等通過篩選,得到菌株Moraxella sp.CY 34,并以此為生物催化化劑,以丙酮醇為底物,異丙胺為氨基供體,利用微生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)氨酶合成2-氨基丙醇(圖4)。韋麗紅等[14] DL-2-氨基丙醇與氯甲酸乙酯反應(yīng)生成DL-2-[N-(乙氧羰基 )氨基 ]-1-丙醇,在乙酸乙酯溶液中采用胰脂酶催化劑進(jìn)行去消旋得到s型異構(gòu)體,然后用氯仿抽提,有機(jī)提取液用無水硫酸鈉脫水,然后蒸發(fā)至干,再減壓蒸餾產(chǎn)物,S-2-氨基丙醇異構(gòu)體收率達(dá) 48 %,光學(xué)純度≥96%。
5 總 結(jié)
S-2-氨基丙醇是手性藥物合成的重要手性砌塊,尤其是合成左氧氟沙星合成的重要中間體,雖然S-2-氨基丙醇制備方法有很多種,并且有了巨大發(fā)展,但是還需進(jìn)一步提高收率、提高光學(xué)純度以及尋求合適的途徑降低成本。
參考文獻(xiàn):
[1]GUETT A , REBUFFAT C, PRIGENT S, et al.Ⅳ.An11-residue lipopeptaibol from trichoderma longibrachiatum[J].J Am Chem Soc, 1992, 114(6):2 170-2 174.
[2] 杜剛. 藥物氟西汀中間體3-氯-1-苯基丙醇的生物催化合成研究[J].當(dāng)代化工,2014,46(6):913-914.
[3] 顧海寧, 蔣永祥, 葛海泉.左旋氧氟沙星合成的新工藝研究[J] .高?;瘜W(xué)工程學(xué)報(bào), 2005, 19(5):708-711.
[4] 陳天豪,胡延維.(S )-(+ )-2-氨基丙醇合成工藝改進(jìn)[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,2001,32(7):322;335.
[5] 陳坤,龔平.(S)-(+)-2-氨基丙醇合成工藝改進(jìn)[J].精細(xì)化工,2004, 21(3):188-190.
[6] 王曉影, (R)-(-)-2-氨基丙醇的制備研究[D]. 天津:天津大學(xué)碩士論文,2006-06.
[7] 楊運(yùn)旭,敬永生.(S)-(+)-2-氨基丙醇的 KBH4還原合成法[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,2003,34(2):65.
[8] 王訓(xùn)道,陳衛(wèi)航,趙文蓮.S ( + )-2-氨基丙醇的合成[J].化學(xué)試劑,2003,25(6):370.
[9] 蔣錦,王玉成,郭慧元. (R,S)-2-氨基丙醇的制備[J]. 中國醫(yī)藥工業(yè)雜志, 2006, 37(1):8-9.
[10] 王毅.α-丙氨酸催化加氫工藝研究[D].天津:天津大學(xué)碩士論文,2007.
[11] 許偉翔,馬磊.L-丙氨酸催化加氫制備L-氨基丙醇反應(yīng)優(yōu)化[J].浙江化工,2012,43(8):29-31.
[12] 王菊仙,郭強(qiáng),郭慧元. 2-氨基丙醇的制備[J]. 中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,2007, 38(8):551.
[13] 孫澤宇,汪釗,陳東之,等.利用微生物轉(zhuǎn)氨基生產(chǎn)氨基丙醇過程中產(chǎn)酶條件的初步研究[J].生物加工過程,2006,4(2):24-26.
[14] 韋麗紅,李志遠(yuǎn),孫閣,等.( S) -(+ ) -2-氨基丙醇的酶促合成方法[J].承德醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2001,18(4):322-323.