CN110317164A

CN110317164A - 一种奥美拉唑中间体的制备方法

Info

Publication number: CN110317164A
Application number: CN201910622664.4A
Authority: CN
Inventors: 胡艾希; 陈阿欢; 谢步云; 俞农
Original assignee: FUZHOU SANHE PHARMACHEM Co Ltd
Current assignee: FUZHOU SANHE PHARMACHEM Co Ltd
Priority date: 2019-07-06
Filing date: 2019-07-06
Publication date: 2019-10-11
Anticipated expiration: 2039-07-06
Also published as: CN110317164B

Abstract

本发明涉及一种如化学结构式I所示的2‑氯甲基‑3，5‑二甲基‑4‑甲氧基吡啶的制备方法；其特征在于它制备反应如下：其中，催化氢化反应：催化剂选择雷尼镍或Pd/C；氯化反应：YCl_n选择：N‑氯代乙酰胺、N‑氯代丁二酰亚胺、1，3‑二氯‑5，5‑二甲基海因、二氯异氰尿酸或三氯异氰尿酸；n选自：3，2或1；m选自：0，1或2。

Description

一种奥美拉唑中间体的制备方法

技术领域

本发明涉及一医药中间体的制备新方法，具体是奥美拉唑的中间体-2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶的制备方法。

背景技术

奥美拉唑(Omeprazole)，化学名5-甲氧基-2-[(3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶基)甲亚硫酰基]-1H-苯并咪唑，是较早开发的苯并咪唑类质子泵抑制剂，用于消化性溃疡、食管反流病、胃泌素瘤综合症和幽门螺杆菌的治疗。2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶是制备奥美拉唑的关键中间体。2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶简称奥美氯化物。奥美氯化物及其盐酸盐的制备方法如下：

Junggren等[US 4255431]和Brandstrom等[US 4620008]描述了奥美拉唑及其中间体2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐的合成：

2001年，刘田春等[精细化工，2001，18(7)：388-390]在美国专利[US4472409，US5670526]基础上描述了以2，3，5-三甲基吡啶为原料，经氧化、硝化“一锅法”合成2，3，5-三甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物；2，3，5-三甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物经氯化得到2-氯甲基-4-硝基-3，5-二甲基吡啶-N-氧化物[应用化学，2009，26(2)：178-181]。

2004年，徐宝财等[精细化工，2004，21(1)：67-69]描述了2，3，5-三甲基吡啶先通过用过氧化氢/冰醋酸氧化生成吡啶-N-氧化物；2，3，5-三甲基吡啶-N-氧化物再硝化和甲氧基取代；然后经乙酸酐酯化和水解得到2-羟甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶，最后二氯亚砜氯代制备2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐，6步反应总收率37.4％：

2004年，戴桂元等[中国医药工业杂志，2004，35(5)：261-262]优化了反应条件及后处理工艺，制得奥美拉唑中间体2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐，总收率63.6％。

2004年，王井明等[化学世界，2004，45(4)：201-203]描述了2-氯甲基-3，5-二甲基-4-硝基吡啶的合成，总收率69％。但SOCl₂大量放热，必须严格控制反应温度，缓慢滴加，否则严重影响收率，SOCl₂也会自身分解。

2007年，马楠等[合成化学，2007，15(3)：385-387]描述了2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶-N-氧化物直接还原和氯化一步得到2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶合成工艺：使用POCl₃/CH₂Cl₂/Et₃N体系氯化2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶-N-氧化物，得到2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶，合成工艺总收率67.8％：

但是，五年后的2012年，英君伍在硕士论文中没有采用马楠等报道的2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶-N-氧化物直接还原和氯化一步法得到2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶的合成工艺；英君伍[双氧水催化氧化法合成奥美拉唑的研究[D].大连理工大学，2012]描述还是使用POCl₃作氯化剂，2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶-N-氧化物经乙酸酐取代、水解和POCl₃氯化等三步反应制得2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐，POCl₃氯化得到的2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐不经过分离处理直接与苯并咪唑中间体合成硫醚。描述的前五步反应收率如下：

李祖文等[山西化工，2005，25(4)：9-10]描述了以3，5-二甲基吡啶为起始原料的合成方法，4-位甲氧基化后，在2位引入羟甲基，再氯化合成2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐，总收率50.0％；合成路线如下：

该方法由于在硝化时，吡啶的2-和4-位均易硝化，生成副产物，甲氧基化分离困难，且重排反应收率低，总收率25～28％。

1987年，Jeromin等[ChemInform，1987，18(31)：367-368]描述了以三氯异氰尿酸制备2-氯甲基吡啶及衍生物的方法，由吡啶环上取代基不同，反应活性不同，选择性也不同；收率40％～66％。

a：R＝H，66％；b：R＝3-Me，42％；c：R＝6-Me，40％；d：R＝4，6-Me₂，41％

吡啶环上的甲基取代基增多，氯化的选择性降低，收率减小。

2007年，Morita等[JP 2009067682，2009-04-02]描述了以三氯异氰尿酸氯化2，3-二甲基吡啶制得2-氯甲基-3-甲基吡啶，收率68.0％。

2010年，何益民等[CN101906068A，2012-12-08]描述了三氯异氰尿酸氯化2-甲基吡啶制备2-氯甲基吡啶的方法：加入催化量的苯甲酰胺，回流制得2-氯甲基吡啶，收率95.0％。吡啶环上只有一个甲基，其氯化的选择性好，收率高(95.0％)。

但在2018年，Silvia等[Chemistry Select，2018，3，7991-7995]描述的在日光照条件下，三氯异氰尿酸氯化2-甲基吡啶，在室温下反应8h，2-氯甲基吡啶的收率不高(61.0％)。氯化2-甲基喹啉制得2-氯甲基喹啉，收率高(90.0％)。

2009年，万欢等[应用化学，2009，26(2)：178-181]选择2，3，5-三甲基为经N-氧化、4-硝化和三氯异氰尿酸(TCCA)氯化制得2-氯甲基-3，5-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物，该中间体与2-巯基-5-甲氧基-1H-苯并咪唑同时发生醚化与甲氧化反应，制得5-甲氧基-2-[(3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶-N-氧化物)-甲硫基]-1H-苯并咪唑；再选择三氯化磷还原吡啶N-氧化物，最后以四水合高硼酸钠将硫醚氧化为亚砜制得奥美拉唑，总收率48.7％；其中氯化反应的收率73.3％。

该方法合成步骤短，但是在三氯异氰尿酸的氯化反应中，选择三氯乙烯(TCE)溶剂，TCE具有致癌性质；虽然在甲基氯化反应中没有使用三氯化磷；但后续步骤中还要选用有强刺激性、强腐蚀性的三氯化磷进行还原。该法对设备要求较高，生产成本较高。

在2，3，5-三甲基吡啶为原料的2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐的合成工艺中，氯代反应的试剂主要是无机氯化剂如二氯亚砜、三氯化磷和三氯化氧磷等。以3，5-二甲基吡啶合成2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐，副产物多，难以分离。

二氯亚砜健康危害：吸入、口服或经皮吸收后对身体有害。对眼睛、粘膜、皮肤和上呼吸道有强烈的刺激作用，可引起灼伤。燃爆危险：具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。

三氯化磷在空气中可生成盐酸雾。对皮肤、粘膜有刺激腐蚀作用。短期内吸入大量蒸气可引起上呼吸道刺激症状，出现咽喉炎、支气管炎，严重者可发生喉头水肿致窒息、肺炎或肺水肿。皮肤及眼接触，可引起刺激症状或灼伤；严重眼灼伤可致失明。慢性影响：长期低浓度接触可引起眼及呼吸道刺激症状。可引起磷毒性口腔病。露于空气中能吸湿水解，成偏亚磷酸和氯化氢，发生白烟而变质。与有机物接触会着火，易燃，易刺激黏膜，有腐蚀性，有毒。

三氯化氧磷具有刺激性臭味，在潮湿空气中剧烈发烟。危险特性：遇水猛烈分解，产生大量的热和浓烟，甚至爆炸。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种奥美拉唑的中间体-2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶的制备方法。

为解决本发明的技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明技术方案的是提供了一种如化学结构式I所示的2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶的制备方法；其特征在于2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶-N-氧化物经催化氢化和有机氯化剂(YCl_n)氯化反应制得2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶，其制备反应如下：

催化氢化反应：催化剂选择雷尼镍或Pd/C；溶剂选择：乙酸C₁～C₄烷基酯、C₁～C₂醇、C₃～C₄直链醇或C₃～C₄支链醇；反应温度30℃～60℃；反应时间3～6h；溶剂优选乙酸乙酯、甲醇、乙醇或丙醇。反应温度优选：40℃～60℃；反应时间优选：4～6h。

氯化反应：有机氯化剂(YCl_n)选择：N-氯代乙酰胺、N-氯代丁二酰亚胺、1，3-二氯-5，5-二甲基海因、二氯异氰尿酸、三氯异氰尿酸或其混合物；n选自：3，2或1；m选自：0，1或2；优选YCl_n选择三氯异氰尿酸、二氯异氰尿酸或其混合物；n＝3或2；m＝0或1。

氯化溶剂选择：二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、1，2-二氯乙烷、1，1-二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷或它们的混合物，优选三氯甲烷、乙酸乙酯或三氯甲烷-乙酸乙酯。

2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶与有机氯化剂(YCl_n)投料比(摩尔比)为1∶0.35～2.5；反应温度30℃～60℃；反应时间3～6h；优选：反应温度40℃～60℃；反应时间4～6h。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明的一种奥美拉唑中间体-2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶的制备新工艺，新工艺反应条件温和，安全，环保和收率高。有机氯化剂(YCl_n)在2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶的制备中生成的YH_n-mCl_m经氯化可以循环使用：

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1

Raney Ni的制备

加5g(12.5mmol)NaOH，25ml水升温至50℃搅拌，10min后分批小量(0.2～0.4g)加入4.5g铝-镍合金至20％的氢氧化钠溶液中，1h内加完铝-镍合金后，搅拌反应4h；加20ml水搅拌30min，洗涤三次，乙醇(3×20ml)洗涤，制得Raney Ni，在空气中自燃(久置失活)，直接用于还原反应。

实施例2

2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶的合成

室温下，20.0g(0.12mol)2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶-N-氧化物，加实施例1所制备的2.0g(10wt.％)Raney Ni，200ml甲醇于反应瓶中；抽出空气后，通入氢气，升温至60℃搅拌反应6h。反应完毕后，抽滤，旋除甲醇，加50ml二氯甲烷，用饱和食盐水(3×50ml)萃取，有机层以无水硫酸钠干燥，脱溶，烘干得17.5g无色透明油状液体2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶，收率96.8％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ：2.15(s，3H，CH₃)，2.18(s，4H，CH₃)，2.42(s，4H，CH₃)，3.70(s，3H，OCH₃)，8.08(s，1H，吡啶环-H)。

实施例3

2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶的制备

90mmol 2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶-N-氧化物、1.5g雷尼镍和200ml乙酸乙酯加入500ml烧瓶中，通入氢气，40℃搅拌5.0h；TLC监测反应，反应毕，抽滤，脱溶，分离纯化得13.12g棕色液体2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶，收率96.4％。

实施例4

2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶的制备

30mmol 2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶-N-氧化物，0.5g雷尼镍，80ml甲醇，通氢气40℃搅拌6h；TLC监测反应完全，抽滤，旋蒸，分离纯化得4.4g淡黄色油状液体2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶，收率97.4％。

实施例5

2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶的合成

66mmol 2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶和200ml三氯甲烷中，分批加入23mmol三氯异氰尿酸，50℃搅拌反应4h，TLC监测反应完毕；冷却至室温，抽滤，滤液经饱和碳酸钾溶液(3×50ml)洗涤，有机层经无水硫酸钠干燥，脱溶，得10.7g透明油状液体(室温下析出无色针状晶体)2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶，收率87.3％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ：2.26(s，3H，5-CH₃)，2.35(s，3H，3-CH₃)，3.78(s，3H，OCH₃)，4.69(s，2H，CH₂)，8.22(s，1H，吡啶环-H)。滤渣经后处理，回收异氰尿酸和一氯异氰尿酸混合物。

实施例6

三氯异氰尿酸的制备

按中国发明专利[唐银华，CN1166647C，2004-09-15]制备三氯代异氰尿酸：以氯气通过固体碳酸盐或固体碳酸氢盐粉末后，将产生的混合气体引入到氰尿酸或氰尿酸一钠的悬浮液中反应生成三氯异氰尿酸及二氯异氰尿酸钠。混合气体反应方程式如下：

2Cl₂+CaCO₃＝Cl₂O+CO₂+CaCl₂

(1)取129g纯度98.5％的氰尿酸，加入2000ml圆柱形反应器II中，加水使悬浮液浓度达到10％；

(2)加500g纯度为98％的碳酸钙粉末，于圆柱形反应器I中，往反应其中通入215g氯气，4～6s后将反应器I中反应生成的混合气体通入反应器II中，反应器II搅拌反应20～30min后制得三氯异氰尿酸，收率100％，有效氯含量91％。

若选择的碳酸盐为CaCO₃，则制备三氯异氰尿酸的物料投料摩尔比为氰尿酸：Cl₂∶CaCO₃＝1∶1.643∶1.17；若选择的碳酸盐为Na₂CO₃，则制备三氯异氰尿酸的物料投料摩尔比为氰尿酸∶Cl₂∶Na₂CO₃＝1∶1.643∶1.24。

选择实施例5回收的异氰尿酸和一氯异氰尿酸混合物(YH_n-mCl_m)，按上述操作方法按相同的投料比制备三氯异氰尿酸。制备反应如下：

2Cl₂+CaCO₃＝Cl₂O+CO₂+CaCl₂

实施例7

2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶的合成

66mmol 2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶和210ml三氯甲烷-乙酸乙酯(1∶1)中，分批加入25mmol实施例6制得的三氯异氰尿酸，50℃搅拌反应4h后，TLC监测反应完毕；冷却至室温，抽滤，滤液经饱和碳酸钾溶液(3×50ml)洗涤，有机层经无水硫酸钠干燥，脱溶，得10.6g透明油状液体(室温下析出无色针状晶体)2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶，收率86.5％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ：2.26(s，3H，5-CH₃)，2.35(s，3H，3-CH₃)，3.78(s，3H，OCH₃)，4.69(s，2H，CH₂)，8.22(s，1H，吡啶环-H)。滤渣经后处理，回收异氰尿酸和一氯异氰尿酸混合物。

实施例8

2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐的合成

15℃下，加实施例5制备的10g(54.0mmol)2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶，60ml甲苯，通入干燥的氯化氢气体，搅拌6min，至固体全部析出后；抽滤，甲苯回收循环使用；滤饼加5ml丙酮室温搅拌15min，抽滤，烘干得白色固体11.3g，收率94.5％。熔点：123～125℃，纯度：98.89％。¹H NMR(400MHz，DMSO)δ：2.36(s，3H，5-CH₃)，2.39(s，3H，3-CH₃)，4.02(s，3H，OCH₃)，5.09(s，2H，CH₂)，8.62(s，1H，吡啶环-H)。

Claims

1.一种如化学结构式I所示的2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶的制备方法；其特征在于2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶-N-氧化物经催化氢化和有机氯化剂(YCl_n)氯化反应制得2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶，其制备反应如下：

催化氢化反应：催化剂选择雷尼镍或Pd/C；溶剂选择：乙酸C₁～C₄烷基酯、C₁～C₂醇、C₃～C₄直链醇或C₃～C₄支链醇；反应温度30℃～60℃；反应时间3～6h；

氯化反应：有机氯化剂(YCl_n)选择：N-氯代乙酰胺、N-氯代丁二酰亚胺、1，3-二氯-5，5-二甲基海因、二氯异氰尿酸、三氯异氰尿酸或其混合物；n选自：3，2或1；m选自：0，1或2；氯化溶剂选择：二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、1，2-二氯乙烷、1，1-二氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷或其混合物；2，3，5-三甲基-4-甲氧基吡啶与有机氯化剂(YCl_n)摩尔比为1∶0.35～2.5；反应温度30℃～60℃；反应时间3～6h。

2.权利要求1所述的制备方法，其特征在于催化氢化反应溶剂优选乙酸乙酯、甲醇、乙醇或丙醇。

3.权利要求1所述的制备方法，其特征在于催化氢化反应温度优选40℃～60℃。

4.权利要求1所述的制备方法，其特征在于催化氢化反应时间优选4～6h。

5.权利要求1所述的制备方法，其中n优选3或2；m优选0或1。

6.权利要求1所述的制备方法，其特征在于氯化反应中的有机氯化剂(YCl_n)优选三氯异氰尿酸、二氯异氰尿酸或其混合物。

7.权利要求1所述的制备方法，其特征在于氯化反应中的溶剂优选三氯甲烷、乙酸乙酯或其混合物。

8.权利要求1所述的制备方法，其特征在于氯化反应温度优选40℃～60℃。

9.权利要求1所述的制备方法，其特征在于氯化反应时间优选4～6h。