武錟洋,王朝明,付 奔,柴曉云
(1.第二軍醫(yī)大學(xué) 藥學(xué)院 有機化學(xué)教研室,上海 200433;2.第二軍醫(yī)大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院學(xué)員六隊,上海 200433;3. 煙臺大學(xué) 藥學(xué)院,山東 煙臺 264005)
疼痛是最為常見、最為困擾的痛苦之一。各種疾病或因素都可能造成或大或小的疼痛,甚至外科手術(shù)之后都會引起疼痛。臨床上常用強阿片類鎮(zhèn)痛藥嗎啡鎮(zhèn)痛,尤其是外科手術(shù)后和癌癥的鎮(zhèn)痛[1-6],但嗎啡的成癮性和依賴性對人危害重大。非阿片類和弱阿片類鎮(zhèn)痛藥副作用較小,且無成癮性和依賴性,多用于輕中度疼痛或者外科手術(shù)后和癌癥疼痛的輔助治療劑[7-8]。
非阿片類鎮(zhèn)痛藥鹽酸丙帕他莫(Propacetamol hydrochloride),化學(xué)名:二乙胺基乙酸4-(乙酰胺基)苯酯鹽酸鹽,簡稱丙帕他莫,是對乙酰氨基酚的前體藥物,易溶于水,穩(wěn)定性好,其水溶液較為穩(wěn)定。靜脈注射或肌內(nèi)注射后可迅速被血漿酯酶水解并釋放出對乙酰氨基酚,且水解速度快,鎮(zhèn)痛效果顯著且作用時間長,副作用小,克服了對乙酰氨基酚的不穩(wěn)定性,可以有效替代嗎啡作為鎮(zhèn)痛藥。近年來,丙帕他莫在外科手術(shù)后和癌癥疼痛對癥治療中應(yīng)用廣泛。
目前文獻報道的丙帕他莫合成路線基本都是以對乙酰氨基酚為原料[9-12]。吉愛國等人[9]報道了以N,N-二甲基甲酰胺為反應(yīng)溶劑,不加任何催化劑和縛酸劑,對乙酰氨基酚氯乙?;缓蟛唤?jīng)碘代直接氨化,反應(yīng)時間長,收率低(16%)。在此基礎(chǔ)上,唐渝等人[10]以丙酮為反應(yīng)溶劑,碳酸鉀為催化劑和縛酸劑進行氯乙酰化,中間體不經(jīng)純化,用碘化鉀作催化劑直接進行氨化,收率達47%。唐玲等人[11]以丙酮為反應(yīng)溶劑,碳酸鉀為催化劑和縛酸劑進行氯乙酰化,然后用碘化鉀作為催化劑進行氨化,兩步反應(yīng)均加熱回流,而后酸化成鹽,用乙醇重結(jié)晶得目標(biāo)產(chǎn)物,收率達68%,可能溫度對反應(yīng)收率存在一定影響。陳曉英等人[12]以丙酮為反應(yīng)溶劑,吡啶為催化劑和縛酸劑進行氯乙?;弥虚g體氯乙酸-(4-乙酰氨基)苯酯,然后不經(jīng)碘化,將反應(yīng)中間體分批加入二乙胺反應(yīng)液中,反應(yīng)畢,乙醚萃取,丙酮溶解后通入氯化氫酸化成鹽,用乙醇重結(jié)晶得目標(biāo)產(chǎn)物,收率達52%。文獻報道的方法收率均較低。我們通過改變反應(yīng)溫度,催化劑,反應(yīng)溶劑,分解反應(yīng)步驟,改變后處理方法等進一步提高反應(yīng)收率。
本文以對乙酰氨基酚為起始原料,丙酮為反應(yīng)溶劑,吡啶作催化劑和縛酸劑進行氯乙?;磻?yīng)得到中間體,然后以丙酮為反應(yīng)溶劑,碘化鉀為催化劑,與二乙胺反應(yīng),反應(yīng)畢酸化成鹽并純化得鹽酸丙帕他莫終產(chǎn)物。
熔點用YRT-3熔點測定儀(溫度未校正)測定,質(zhì)譜用安捷倫1100型質(zhì)譜儀,1H NMR用Bruker spectmspin AC-P300(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo))測定。
對乙酰氨基酚(分析純,上海泰坦科技股份有限公司),丙酮(分析純,太倉滬試試劑有限公司),吡啶(分析純,上海麥克林生化科技有限公司),氯乙酰氯(分析純,上海百靈威化學(xué)技術(shù)有限公司),碘化鉀(分析純,上海泰坦科技股份有限公司),無水乙醇(分析純,上海泰坦科技股份有限公司),二乙胺(分析純,上海泰坦科技股份有限公司)。
圖1 鹽酸丙帕他莫的合成路線
1.2.1 氯乙酸-(4-乙酰氨基)苯酯的合成
稱取對乙酰氨基酚200 g(1.325 mol,1 eq)加入3 L三頸瓶中,量取丙酮1.2 L加入,加入吡啶129 mL(1.600 mol,1.2 eq),冰浴下,機械攪拌并緩慢滴加氯乙酰氯126 mL(1.600 mol,1.2 eq),約1 h滴完,冰浴下繼續(xù)反應(yīng)0.5 h,室溫反應(yīng)6 h。反應(yīng)畢,將反應(yīng)液倒入1.5 L冰水中,攪拌,有白色固體析出。靜置0.5 h至無固體析出,過濾,溫水(30~40℃)洗滌(500 mL*3),干燥得白色粉末狀固體氯乙酸-(4-乙酰氨基)苯酯280 g,收率93%。
1.2.2 鹽酸丙帕他莫粗品制備
稱取氯乙酸-(4-乙酰氨基)苯酯 100 g(0.44 mol,1 eq)加入3 L三頸瓶中,量取丙酮1.2 L加入,另稱取碘化鉀3.6 g(0.022 mol,0.05 eq)加入反應(yīng)液,40 ℃下加入二乙胺227 mL(2.2 mol,5 eq),反應(yīng)約2h,過濾,蒸干,用1 L丙酮溶解,向溶液中滴加氯化氫丙酮溶液,有白色粉末析出,滴至pH值1~2,放置半小時至無固體析出,過濾,丙酮洗滌(100 mL*3),干燥得淡黃色鹽酸丙帕他莫粗品119 g。
1.2.3 鹽酸丙帕他莫精制
將119 g鹽酸丙帕他莫粗品加入3 L三頸瓶中,加入1.5 L(1 g/12.5 mL)無水乙醇,加熱回流至完全溶解,稱取活性炭6 g加入,繼續(xù)回流15 min,趁熱過濾,無水乙醇洗滌(100 mL*3),干燥得白色粉末狀固體丙帕他莫110.2 g,收率83%。
文獻[9]以N,N-二甲基甲酰胺為反應(yīng)溶劑制備鹽酸丙帕他莫的反應(yīng)收率較低,這可能是由于N,N-二甲基甲酰胺為極性溶劑,溶解性較好,在加水時產(chǎn)物析出不完全。另外,N,N-二甲基甲酰胺的沸點較高,殘留溶劑難以去除完全,因此我們選取丙酮作為反應(yīng)溶劑。文獻[10-11]以丙酮為反應(yīng)溶劑,以碳酸鉀為催化劑和縛酸劑,由于碳酸鉀為無機物,不溶于丙酮,兩相反應(yīng)效果不佳,且碳酸鉀的堿性太強,生成的中間體氯乙酸-(4-乙酰氨基)苯酯和終產(chǎn)物丙帕他莫均可部分的水解,導(dǎo)致收率較低。文獻[12]以吡啶為催化劑和縛酸劑,氨化一步未經(jīng)過碘代催化,因此收率較低,并且反應(yīng)畢采用了萃取的方式來提純化合物,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。我們選用吡啶進行氯乙?;磻?yīng),吡啶既可以做為?;磻?yīng)的縛酸劑,又可作為?;磻?yīng)的催化劑(這是因為吡啶與氯乙酰氯形成吡啶氯乙酰基活性中間體,增強了氯乙?;孽;芰?,然后用冰水處理得中間體。該方法收率高,后處理簡單,吡啶可通過水洗除去。中間體為白色粉末狀固體,1H NMR (300MHz,DMSO-d6) δ 10.03 (s,1H),7.59 (d,J = 8.9 Hz,1H),7.07 (d,J = 8.9 Hz,1H),4.65 (s,2H),2.02 (s,3H);13C NMR (75MHz,DMSO-d6) δ 168.76,167.00,145.72,137.80,122.05,120.36,41.76,24.38; MS (ESI) m/z calcd。For C10H10ClNO3228.03,Found,228.07 [M+H]+。
碘化鉀在此反應(yīng)中用作催化劑,氯經(jīng)碘代后可加快親核取代反應(yīng)的進程。終產(chǎn)物丙帕他莫的合成是一個親核取代反應(yīng),此反應(yīng)生成等量的鹽酸,一般我們通過加入堿做縛酸劑的方法來除去生成的鹽酸,從而加快反應(yīng)進程,促進反應(yīng)的進行。文獻[9-11]使用了碳酸鉀做縛酸劑,后處理難以除去??紤]到該反應(yīng)恰巧用到二乙胺,屬于有機堿,且廉價易得,所以我們將二乙胺用5倍量,既可作為反應(yīng)原料,又可作為縛酸劑,避免了其他堿的引入,反應(yīng)畢通過蒸餾的方法將其除去,從而提高了反應(yīng)收率。在酸化成鹽的步驟中,我們最初是通過向丙帕他莫的丙酮溶液中通入氯化氫的方法來成鹽,但是氯化氫的量難以控制,氯化氫量多了之后產(chǎn)物就會變得粘稠,導(dǎo)致產(chǎn)物純度較低;后來我們將氯化氫制備成氯化氫的丙酮溶液,然后逐漸加入到產(chǎn)物的丙酮溶液,通過調(diào)節(jié)pH值來確定滴加終點,從而得丙帕他莫粗品,丙帕他莫粗品的精制選用無水乙醇作溶劑,無水乙醇的加入比例通過摸索最后確定為1∶12.5,析出產(chǎn)物收率高,純度好。鹽酸丙帕他莫為白色粉末狀固體,1H NMR (300MHz,DMSO-d6) δ 10.01 (s,1H),7.60 (d,J = 8.9 Hz,1H),7.04 (d,J = 8.9 Hz,1H),3.55 (s,2H),2.63 (q,J = 7.1 Hz,4H),2.04 (s,3H),1.01 (t,J = 7.2 Hz,3H);13C NMR (75MHz,DMSO-d6) δ 170.46,168.68,145.86,137.39,122.27,120.29,53.98,47.47,24.34,12.89;MS (ESI) m/z calcd。For C14H20N2O3265.15,Found,265.18 [M+H]+。
改進后鹽酸丙帕他莫的合成操作簡單,所用試劑廉價經(jīng)濟,反應(yīng)收率高,大大降低了生產(chǎn)成本,更易于工業(yè)化生產(chǎn),具有較大的工業(yè)價值和潛在的社會經(jīng)濟效益。