劉志瑞,李曉利,呂 佩,程卯生,沙 宇

(沈陽(yáng)藥科大學(xué) 基于靶點(diǎn)的藥物設(shè)計(jì)與研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽(yáng) 110016)

·制藥技術(shù)·

伐地那非的合成工藝改進(jìn)

劉志瑞,李曉利,呂 佩,程卯生,沙 宇*

(沈陽(yáng)藥科大學(xué) 基于靶點(diǎn)的藥物設(shè)計(jì)與研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽(yáng) 110016)

以2-乙氧基苯腈為原料，依次經(jīng)Pinner反應(yīng)和肼解反應(yīng)制得中間體2-乙氧基苯甲亞胺酸酰肼(3)；3經(jīng)兩步環(huán)合，氯磺化和氨化反應(yīng)制得伐地那非，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR和MS(ESI)確證，總收率31.6%。

2-乙氧基苯腈；伐地那非;Pinner反應(yīng);藥物合成;工藝改進(jìn)

伐地那非(8)，化學(xué)名為2-[2-乙氧基-5-(4-乙基-哌嗪-1-磺胺基)-苯基]-5-甲基-7-丙基-3H-咪唑[5，1-f]-[1，2，4]三聯(lián)氮-4-酮，是德國(guó)Bayer公司研發(fā)的一種選擇性PDE5抑制劑，主要用于治療男性勃起功能障礙，2003年在美國(guó)批準(zhǔn)上市[1]。8作為新一代的高選擇性PDE5抑制劑具有用量小、起效快、副作用小、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為臨床治療男性勃起功能障礙的一線藥物[2]。

文獻(xiàn)報(bào)道了合成8的多種方法[3-6]，其中Nowakowski等[3]所報(bào)道的方法最常見。即以2-乙氧基苯腈為起始原料，與鹽酸羥氨發(fā)生加成反應(yīng)，再經(jīng)還原、肼解，兩步環(huán)合、磺化、氯代、胺化等8步反應(yīng)合成8，總收率25.8%。原路線中Pd/C催化的氫氣還原反應(yīng)需加壓設(shè)備，故成本較高，而且Pd/C在后處理時(shí)易發(fā)生火災(zāi)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，使其在工業(yè)應(yīng)用上受到限制。并且在合成關(guān)鍵中間體3-正丁酰胺基丁酸乙酯-2-酮(5)時(shí)采用一鍋法，副產(chǎn)物較多[7，13]，產(chǎn)品純度的穩(wěn)定性無(wú)法保證。因此該路線存在諸多弊端。

本文結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[7-11]，對(duì)原路線進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。以2-乙氧基苯腈(1)為起始原料，經(jīng)Pinner反應(yīng)[7，9]合成2-乙氧基苯甲亞胺酸乙酯(2)，再進(jìn)行肼解[7-8]，兩步環(huán)合，氯磺化[10-11]，以及胺化等6步反應(yīng)得到8(Scheme 1)，總收率31.6%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR和MS(ESI)確證。

Scheme 1

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

B-540型數(shù)字熔點(diǎn)儀；Bruker ARX-400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS內(nèi)標(biāo))；Agilent 1260-6120型單四極桿液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀；Waters 2489型液相色譜儀。

1，國(guó)藥集團(tuán);2-乙氧基苯腈(4)按文獻(xiàn)[12]方法合成；其余所用試劑均為分析純或化學(xué)純。

1.2 合成

(1) 2的合成

在三頸瓶中加入1 110.0 g(0.75 mol)和氯化氫的無(wú)水乙醇溶液250 mL(4.7 mol·L-1)，于室溫反應(yīng)12 h。旋蒸除溶，殘余物倒入冰水中，用乙酸乙酯萃取，取水相，于0～5 ℃，向水相緩慢滴加3.0 mol·L-1的氫氧化鈉溶液，調(diào)至pH>10，用乙酸乙酯(3×500 mL)萃取，合并有機(jī)相，用飽和食鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，旋干溶劑得橘黃色固體2 140.9 g，用混合溶劑[V(環(huán)己烷)：V(乙酸乙酯)=4：1]重結(jié)晶得淡黃色固體2 127.3 g，收率87.9%；MS(ESI)m/z:194.2{[M+H]+}。

(2) 2-乙氧基苯甲亞胺酸酰肼(3)的合成

在三頸瓶中加入2 9.7 g(50.0 mmol)和無(wú)水甲醇200 mL，于0～5 ℃滴加水合肼2.8 g(55.0 mmol)，滴畢，于室溫反應(yīng)12 h。旋蒸除溶，剩余物溶于乙酸乙酯100 mL，用無(wú)水硫酸鈉干燥過(guò)夜。旋蒸除去有機(jī)相得淡黃色油狀液體3 10.3 g；1H NMRδ:1.43(t,J=7.0 Hz,3H),4.09(q,J=7.0 Hz,2H),4.09(br s,2H),5.14(br,2H),6.90(d,J=8.3 Hz,1H),6.96(dt,J=7.6 Hz,0.84 Hz,1H),7.30(dt,J=8.4 Hz,1.8 Hz,1H),7.74(dd,J=7.7 Hz,1.7 Hz,1H);MS(ESI)m/z:179.1{[M+H]+}。

(3) 5的合成

在三頸瓶中依次加入3 10.3 g(58.0 mmol)，4 18.4 g(85.0 mmol)和無(wú)水甲醇500 mL，升溫回流反應(yīng)1 h。旋蒸除溶，剩余物加乙酸乙酯，用水洗滌，水相用乙酸乙酯(3×200 mL)萃取，合并有機(jī)相，用飽和食鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥。旋蒸除溶得橘黃色固體22.1 g，用混合溶劑[V(環(huán)己烷)：V(丙酮)=4：1]重結(jié)晶得淡黃色粉末5 9.7 g，兩步總收率58.6%；1H NMRδ:0.85(t,J=7.4 Hz,3H),1.31～1.35(m,6H),1.46～1.55(m,2H),2.04～2.15(m,2H),4.15(q,J=6.9 Hz,2H),5.06(t,J=6.7 Hz,1H),7.10(t,J=7.5 Hz,1H),7.21(d,J=8.4 Hz,1H),7.56(dt,J=7.9 Hz,1.5 Hz,1H),7.65(d,J=7.6 Hz,1H),8.17(d，J=7.6 Hz,1H),13.56(brs,1H);MS(ESI)m/z:331.1{[M+H]+},661.2{[2M+H]+},683.2{[2M+Na]+}。

(4) 2-(2-乙氧基苯基)-5-甲基-7-丙基-3H-咪唑并[5,1-f][1,2,4]三嗪-4-酮(6)的合成

在三頸瓶中加入5 9.7 g(29.3 mmol)和氯仿100 mL，于室溫滴加三氯氧磷4.0 mL(44.1 mmol)，滴畢，升溫回流反應(yīng)3 h。冷卻至室溫，將反應(yīng)液緩慢倒入冰水200 mL中淬滅反應(yīng)，分液,水相用氯仿(3×200 mL)萃取，合并有機(jī)相，依次用飽和碳酸氫鈉溶液和飽和氯化鈉溶液洗滌至中性，用無(wú)水硫酸鈉干燥，旋蒸除溶得灰褐色粉末6 8.8 g，收率96.2%；1H NMRδ:0.92(t,J=7.4 Hz,3H),1.31(t,J=6.9 Hz,3H),1.69～1.78(m,2H),2.48(s,3H),2.83(t,J=7.4 Hz,2H),4.11(q,J=6.9 Hz,2H),7.06(d,J=7.4 Hz,1H),7.16(d,J=8.1 Hz,1H),7.49～7.54(m,2H),11.50(s,1H);MS(ESI)m/z:313.1{[M+H]+}；GC-MSm/z:312.2,297.2,284.2, 269.2,256.2,166.2,67.1。

Scheme 2

(5) 2-(2-乙氧基-5-氯磺?；交?-5-甲基-7-丙基-3H-咪唑并[5,1-f][1,2,4]三嗪-4-酮(7)的合成

在三頸瓶中加入6 8.8 g(28.2 mmol)和氯仿500 mL，滴加氯磺酸5.8 mL(85.0 mmol)，滴畢，升溫回流反應(yīng)1 h。冷卻至室溫，將反應(yīng)液緩慢滴入冰水中淬滅反應(yīng)，分液。水相用氯仿(3×200 mL)萃取，合并有機(jī)相，依次用飽和碳酸氫鈉溶液與飽和氯化鈉溶液洗滌至中性，用無(wú)水硫酸鈉干燥，旋蒸除溶得淡黃色粉末7 10.4 g，收率88.7%；MS(ESI)m/z:411.1{[M+H]+}。

(6) 8的合成

在三頸瓶中加入7 10.4 g(25.3 mmol)，三乙胺3.8 g(38.0 mmol)和氯仿100 mL，攪拌下滴加1-乙基哌嗪4.8 mL(38.0 mmol)，滴畢，反應(yīng)30 min。有機(jī)相用飽和碳酸氫鈉溶液與飽和氯化鈉溶液洗滌至中性，用無(wú)水硫酸鈉干燥，用混合溶劑[V(石油醚)：V(乙酸乙酯)=5：1]重結(jié)晶得類白色晶體8.9 g，收率72.0%，純度99.6%[HPLC(流動(dòng)相:水/乙腈=65/35,V/V)，pH=6.0，面積歸一化法]，m.p.191.0～191.7 ℃;1H NMRδ:1.02(s,3H),1.08(t,J=7.3 Hz,3H),1.60(t,J=7.0 Hz,3H),1.82～1.91(m,2H),2.48(br s,2H),2.61(br s,4H),2.64(s,3H),2.99(t,J=7.7 Hz,2H),3.14(br s,4H),4.34(q,J=7.0 Hz,2H),7.16(d,J=8.8 Hz,1H),7.88(dd,J=8.8 Hz,2.3 Hz,1H),8.45(d,J=2.3 Hz,1H),9.68(s,1H);13C NMRδ:160.7,155.5,146.6,144.8,138.1,132.6,130.6,126.4,121.4,114.1,113.7,65.4,51.7,51.5,46.4,27.6,20.7,14.7,14.6,14.2,12.3;MS(ESI)m/z:245.1{[M+2H]+},489.2{[M+H]+},977.3{[2M+H]+};HR-MS(ESI)m/z:489.230 4{[M+H]+}。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

(1) 5的合成

5是合成8的關(guān)鍵中間體。文獻(xiàn)[13]報(bào)道的合成方法以1為起始原料，首先與鹽酸羥胺加成生成2-乙氧基-N-羥基苯甲咪(9)，然后9在鈀碳催化下經(jīng)氫氣還原生成2-乙氧基苯甲咪(10)；10再與水合肼發(fā)生肼解反應(yīng)生成3；3與中間體4環(huán)合生成5(Scheme 2)。

該路線中從化合物1制備5需要四步反應(yīng)，從10到5用一鍋法制備，不僅收率低而且副反應(yīng)較多。本文由1通過(guò)Pinner反應(yīng)制備2，純化后的2與水合肼幾乎是定量反應(yīng)生成3；3與4反應(yīng)制備5，化合物1經(jīng)三步反應(yīng)制備化合物5。綜上所述，該文所用路線較短，且產(chǎn)品純度高，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

(2) 8的合成

原路線中，6首先經(jīng)濃硫酸磺化，然后與氯化亞砜反應(yīng)生成7；7與1-乙基哌嗪胺化生成8，中間經(jīng)歷了三步反應(yīng)，無(wú)形中增加了設(shè)備成本和時(shí)間成本。本文所用路線直接用6與氯磺酸反應(yīng)，一步生成7；7與1-乙基哌嗪胺化生成8。這樣本文路線由6合成8減少為兩步反應(yīng)，收率相當(dāng)，但產(chǎn)品質(zhì)量得到提高，生產(chǎn)成本降低。

對(duì)伐地那非的合成工藝進(jìn)行了改進(jìn)。以2-乙氧基苯腈為起始原料，經(jīng)過(guò)Pinner反應(yīng)、肼解、兩步環(huán)合、氯磺化、以及胺化等6步反應(yīng)合成伐地那非。本文所用路線較短，原料廉價(jià)易得，反應(yīng)條件溫和，副反應(yīng)少，后處理簡(jiǎn)單，總收率為31.8%，高于文獻(xiàn)[2]報(bào)道的25.8%。產(chǎn)品純度大于99.6%，單雜均小于0.1%，符合中國(guó)藥典對(duì)原料藥的質(zhì)量要求。

[1] Sorbera L A,Martín L,Rabasseda X,etal.Treatment of erectile dysfunction phosphodiesterase 5 Inhibitor[J].Drugs of the Future,2001,26(2):141-144.

[2] Dunn P J,Synthesis of commercial phosphodiesterase(V) inhibitors[J].Organic Process Research &Development.2005,9(1):88-97.

[3] Nowakowski M,Gehring R,Heilman W,etal.Preparation of 2-(sulfonamidophenyl)imidazotriazinones:WO 200250076[P].2002.

[4] Teresa O,Ewa P，Gajewska,etal.Alternative method for the synthesis of imidazo[5,1-f][1,2,4]triazin-4(3H)-one——a substrate for the preparation of phosphodiesterase (5) inhibitors[J].Tetrahedron,2013,69(2):474-480.

[5] Helmut H,Ulrich N,Thomas Schenke,etal.Imidazo[5,1-f][1,2,4]triazin-4(3H)-ones,a new class ofpotent PDE-5 inhibitors[J].Bioorganic &Medicinal Chemistry Letters,2002,33(30):865-868.

[6] Alexander H R,Jason H.A novel method for the synthesis of imidazo[5,1-f][1,2,4]-triazin-4(3H)-ones[J].J Org Chem,2005,70(18):7331-7337.

[7] Wamhoff H,Tzanova M.Novel 6-azapteridines from bifunctional 1,2,4-triazines[J].Collect Czech Chem Commun,2003,34(34):965-974.

[8] Dward C,Taylor,Stephen F,etal.Synthesis of some 7-aryl-6-azapteridines from 1,2,4-triazine intermediates[J].J Org Chem,1972,37(24):1972-3959.

[9] Olivier B,Sharon W,Jean F D,etal.Reverse-benzamidine antimalarial agents:Design,synthesis,and biological evaluation[J].Bioorganic &Medicinal Chemistry Letters,2010,20(19):5815-5817.

[10] Detlef G,Raafat S,Farid S,etal.Synthesis of new series of pyrazolo[4,3-d]pyrimidin-7-ones,and pyrido[2,3-d]pyrimidin-4-ones for their bacterial and cyclin-dependent kinases (CDKs) inhibitory activities[J].Med Chem Res,2010,20(4):408-420.

[11] Hyun S,Lee J Y,Dae K K.Synthesis of 5-ethyl-2-{5-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-ylsulfonyl]-2-n-propoxyphenyl}-7-n-propyl-3,5-dihydro-4H-pyrrolo[3,2-d]-[2-14C]pyrimidin-4-one.2HCl(14C-SK3530·2HCl)[J].J Label Compd Radiopharm,2006,49(13):1141-1149.

[12] Zhao Z L,Anne C O V,Girish S,etal.Novel peptidylα-keto amide inhibitors of calpains and other cysteine proteases[J].J Med Chem,1996,39(20):4089-4098.

[13] Isabel C,David W,Latham,etal.Application of the dakin-west reaction to the synthesis of imidazo -[5,1-f]-1,2,4-triazin-4(3H)-ones[J].J Chem Soc,1980,11(27):1139-1146.

Process Improvement on the Synthesis of Vardenafil

LIU Zhi-rui,LI Xiao-li,Lü Pei,CHENG Mao-sheng,SHA Yu*

(Key Laboratory of Structure-Based Drug Design &Discovery,Ministry of Education, Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110016,China)

An intermediate，2-ethoxybenzohydrazonamide(3),was prepared by the reaction of Pinner and hydrazinolysis from 2-ethoxybenzonitrile.Vardenafil was synthesized by two successive cyclizations,chlorosulfonation,and amination from 3.The structure was confirmed by1H NMR,13C NMR and MS(ESI).The total yield was 31.6%.

2-ethoxybenzonitrile;vardenafil;Pinner reaction;drug synthesis;process improvement

2016-04-19；修改日期：2016-09-16

劉志瑞(1988-)，男,漢族，山東臨沂人，碩士研究生，主要從事化學(xué)原料藥和醫(yī)藥中間體的合成工藝研究。 E-mail:liuzhiruirui@163.com

沙宇，副教授，Tel.024-23986418,E-mail:shayu@syphu.edu.cn

R914.5；O621.3

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2016.12.16108