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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710130561.7 (22)申请日 2017.03.07 (71)申请人 北京艾德旺科技发展有限公司 地址 102200 北京市昌平区科技园区超前 路5号4幢5层507室 (72)发明人 周伟华 (51)Int.Cl. C07C 27/02(2006.01) C07C 59/115(2006.01) (54)发明名称 一种合成2-羟基-2- (含氟甲基) 丙酸的方法 (57)摘要 本发明提供了一种合成2-羟基-2- (含氟甲 基) 丙酸的方法。 本发明以2-甲基乙酰乙酸。
2、酯为 起始原料, 经过-取代反应, Baeyer-Villiger 氧化反应, 皂化, 酸化反应, 得到2-羟基-2- (含氟 甲基) 丙酸。 此反应路线原料易得, 反应条件安全 温和, 适合工业化生产。 权利要求书2页 说明书3页 CN 108569949 A 2018.09.25 CN 108569949 A 1.一种合成2-羟基-2- (含氟甲基) 丙酸的方法, 其特征在于包含以下几个步骤: (a) 以2-甲基乙酰乙酸酯 () 为起始原料, 加入碱性原料及无水有机溶剂, 与含氟卤甲烷 在60度左右下发生 -取代反应, 生成2-甲基-2- (含氟甲基) 乙酰乙酸酯 ( ) ; (b) 在4。
3、0度左右下, 与过氧化物发生Baeyer-Villiger氧化反应, 生成2-乙酰氧基-2- (含氟甲基) 丙酸酯 ( ) ; (c) 最后皂化水解, 酸化得到2-羟基-2- (含氟甲基) 丙酸 ( ) ; 具体反应路线如式 (一) 所示: 式中R代表甲基、 乙基等基团。 2.根据权利要求1所述, 步骤a: 以2-甲基乙酰乙酸酯 () 为起始原料, 可以是2-甲基乙酰 乙酸甲酯、 2-甲基乙酰乙酸乙酯、 2-甲基乙酰乙酸丙酯、 2-甲基乙酰乙酸异丙酯、 2-甲基乙 酰乙酸叔丁酯、 2-甲基乙酰乙酸苄酯等; 最好是2-甲基乙酰乙酸甲酯或2-甲基乙酰乙酸乙 酯。 3.根据权利要求1所述, 步骤a:。
4、 加入的碱性原料可以是甲醇钠、 乙醇钠、 叔丁醇钠、 叔丁 醇钾、 氢化钠、 氢化钾、 二 (三甲基硅基) 氨基钾、 二 (三甲基硅基) 氨基钠、 二(三甲基硅基)氨 基锂等; 最好是甲醇钠、 乙醇钠; 醇钠与2-甲基乙酰乙酸酯的摩尔比是1-3: 1, 优选1.5:1。 4.根据权利要求1所述, 步骤a: 无水有机溶剂可以是甲醇、 乙醇、 异丙醇、 丁醇、 苯、 甲 苯、 异丙醚、 正丁醚、 甲基叔丁基醚、 四氢呋喃、 二甲基亚砜、 DMF、 环丁砜等中的一种或混合 溶剂; 优选醇钠所对应的无水甲醇或无水乙醇溶剂。 5.根据权利要求1所述, 步骤a: 含氟卤甲烷 (CFnX) 中, n代表氟原。
5、子个数, 可以是1, 2, 3, 分别代表一氟卤代甲烷、 二氟卤代甲烷、 三氟卤代甲烷; X代表卤原子, 可以是氯, 溴, 碘, 最 好是含氟碘甲烷。 6.根据权利要求1所述, 步骤a: 反应温度在0-70度, 优选60度左右。 7.根据权利要求1所述, 步骤b: Baeyer-Villiger氧化反应中氧化剂可以是双氧水、 间 氯过氧苯甲酸、 三氟过氧乙酸、 单过氧邻苯二甲酸镁、 过氧甲酸、 过氧乙酸、 过氧苯甲酸、 过 氧硫酸、 过氧硫酸氢钾、 尿素过氧化氢、 过氧硼酸钠等过氧化物; 最好是间氯过氧苯甲酸, 其用量与2-甲基-2- (含氟甲基) 乙酰乙酸酯的摩尔比是2-6: 1, 优选4:。
6、 1。 权利要求书 1/2 页 2 CN 108569949 A 2 8.根据权利要求1所述, 步骤b: 反应可以在缓冲溶液中, 也可以在酸性条件下进行; 缓 冲溶液可以由磷酸氢二钠、 碳酸氢钠、 醋酸钠、 碳酸锂等配制; 酸性条件可以由甲酸、 乙酸、 硫酸、 三氟甲磺酸等调节; 最好是酸性条件三氟甲磺酸, 其用量与2-甲基-2- (含氟甲基) 乙 酰乙酸酯的摩尔比是0.5-3: 1, 优选2: 1。 9.根据权利要求1所述, 步骤b: 反应温度在-20-100度, 优选40度左右。 10.根据权利要求1所述, 步骤c: 皂化反应可以使用氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢氧化锂、 氢 氧化钙等; 最好。
7、是氢氧化钠, 其用量与2-乙酰氧基-2- (含氟甲基) 丙酸酯的摩尔比是2-4: 1, 优选3: 1。 权利要求书 2/2 页 3 CN 108569949 A 3 一种合成2-羟基-2- (含氟甲基) 丙酸的方法 技术领域 0001 本发明属于化学领域, 涉及到一种合成2-羟基-2- (含氟甲基) 丙酸的方法。 背景技术 0002 2-羟基-2- (含氟甲基) 丙酸是一类具有潜在发展前景的医药中间体, 已知其中的 2-羟基-2- (三氟甲基) 丙酸在开发能增强丙酮酸脱氢酶 (PDH) 活性的药物中占有重要地位。 丙酮酸脱氢酶 (PDH) 活性的降低会导致温血动物(如人体)中葡萄糖的消耗减少,。
8、 从而影响 到乙酰辅酶A的生成, 再进而影响到组织中腺苷三磷酸 (ATP) 合成复杂分子的能量并产生肌 收缩, 这种机理被认为与很多疾病的发生有关。 通过提高PDH的活性, 将底物消耗的平衡向 有利于葡萄糖代谢的方向移动, 能够改善维持ATP水平的能力, 并由此改善其机能, 达到治 疗疾病的效果。 已知2-羟基-2- (三氟甲基) 丙酸或其拆分后的手性活性单体在开发治疗癌 症、 尿失禁、 糖尿病、 肥胖病、 外周血管病、 心力衰竭、 肌无力、 高脂血症、 动脉硬化、 老年痴呆 病等新药及农药中极具前景 (CN103951584, 2014.07.30; CN101417964, 2009.04。
9、.29; EP1422226,2004.05.26) 。 0003 目前, 对2-羟基-2- (三氟甲基) 丙酸的合成方法研究比较多, 主要有以下方面: 1.通过三氟丙酮与氰化钠发生加成反应, 然后再加入硫酸水解得到2-羟基-2- (三氟甲 基) 丙酸, 收率达到98% (JP2000281624,2000.10.10) 。 但是由于原料三氟丙酮沸点较低(22 度), 易挥发, 极端易燃, 强刺激性, 水合物容易爆炸, 还有要使用剧毒氰化钠的原因, 限制了 其工业化生产使用。 0004 2.以丙酮酸乙酯为原料, 通过与三氟碘甲烷的有机锌试剂反应, 水解后得到 2-羟基-2- (三氟甲基) 丙酸。
10、, 收率只有35%( Journal of the Chemical Society, Chemical Communications, (9), 642-3, 1987)。 或者与三氟甲基三甲基硅烷反应, 水解后 得到产品, 收率达到83%( Synlett, (9), 643-4, 1991)。 或者以三氟丙酮酸甲酯为原料, 与 甲基氯化镁在-20度下发生格式反应, 水解后得到产品 (JP 2003252831,2003.09.10) 。 这几 种反应都要求在无水无氧下进行, 反应条件苛刻, 原料昂贵, 不利于大规模生产。 0005 3. 以3, 3, 3-三氯-1, 1, 1-三氟丙酮为。
11、原料, 与甲基氯化镁发生格式反应, 水解后 得到产品 (Journal of Fluorine Chemistry, 125(4), 567-571, 2004) 。 这条路线原料昂 贵, 工业品难以购到, 且反应条件苛刻复杂。 0006 发明内容 0007 本发明的目的就是提供一种合成2-羟基-2- (含氟甲基) 丙酸的方法(如式一)。 此 反应路线原料易得, 反应条件温和, 适合工业化生产。 说明书 1/3 页 4 CN 108569949 A 4 0008 对于上述合成路线, 具体步骤是: (a) 以2-甲基乙酰乙酸酯 () 为起始原料, 加入碱性原料及无水有机溶剂, 与含氟卤甲 烷在6。
12、0度左右下发生 -取代反应, 生成2-甲基-2- (含氟甲基) 乙酰乙酸酯 ( ) 。 0009 (b) 在40度左右下, 与过氧化物发生Baeyer-Villiger氧化反应, 生成2-乙酰氧基- 2- (含氟甲基) 丙酸酯 ( ) 。 0010(c) 最后皂化水解, 酸化得到2-羟基-2- (含氟甲基) 丙酸 ( ) 。 0011 上述步骤中, 步骤a: 以2-甲基乙酰乙酸酯 () 为起始原料, 可以是2-甲基乙酰乙酸甲 酯、 2-甲基乙酰乙酸乙酯、 2-甲基乙酰乙酸丙酯、 2-甲基乙酰乙酸异丙酯、 2-甲基乙酰乙酸 叔丁酯、 2-甲基乙酰乙酸苄酯等。 最好是2-甲基乙酰乙酸甲酯或2-甲基。
13、乙酰乙酸乙酯。 加入 的碱性原料可以是甲醇钠、 乙醇钠、 叔丁醇钠、 叔丁醇钾、 氢化钠、 氢化钾、 二 (三甲基硅基) 氨基钾、 二 (三甲基硅基) 氨基钠、 二(三甲基硅基)氨基锂等。 最好是甲醇钠、 乙醇钠。 醇钠与 2-甲基乙酰乙酸酯的摩尔比是1-3: 1, 优选1.5:1。 溶剂可以是甲醇、 乙醇、 异丙醇、 丁醇、 苯、 甲苯、 异丙醚、 正丁醚、 甲基叔丁基醚、 四氢呋喃、 二甲基亚砜、 DMF、 环丁砜等无水溶剂中的 一种或混合溶剂。 优选醇钠所对应的无水甲醇或无水乙醇溶剂。 含氟卤甲烷 (CFnX) 中, n代 表氟原子个数, 可以是1, 2, 3, 分别代表一氟卤代甲烷、 。
14、二氟卤代甲烷、 三氟卤代甲烷。 X代表 卤原子, 可以是氯, 溴, 碘。 最好是含氟碘甲烷。 反应温度在0-70度, 优选60度左右。 0012 步骤b: Baeyer-Villiger氧化反应中氧化剂可以是双氧水、 间氯过氧苯甲酸、 三氟 过氧乙酸、 过氧甲酸、 过氧乙酸、 过氧苯甲酸、 过氧硫酸, 过氧硫酸氢钾、 尿素过氧化氢、 过氧 硼酸钠等过氧化物。 最好是间氯过氧苯甲酸, 其用量与2-甲基-2- (含氟甲基) 乙酰乙酸酯 ( ) 的摩尔比是2-6: 1, 优选4: 1。 反应可以在缓冲溶液中, 也可以在酸性条件下进行。 缓冲溶液 可以由磷酸氢二钠、 碳酸氢钠、 醋酸钠、 碳酸锂等配制。
15、。 酸性条件可以由甲酸、 乙酸、 硫酸、 三 氟甲磺酸等调节。 最好是酸性条件三氟甲磺酸, 其用量与2-甲基-2- (含氟甲基) 乙酰乙酸酯 的摩尔比是0.5-3: 1, 优选2: 1。 反应温度在-20-100度, 优选40度左右。 0013 步骤c: 皂化反应可以使用氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢氧化锂、 氢氧化钙等, 最好是氢 氧化钠, 其用量与2-乙酰氧基-2- (含氟甲基) 丙酸酯 ( ) 的摩尔比是2-4: 1, 优选3: 1。 说明书 2/3 页 5 CN 108569949 A 5 0014 本发明以2-甲基乙酰乙酸乙酯为起始原料, 生成2-羟基-2- (三氟甲基) 丙酸进行实验,。
16、 来验证合成方法的可靠性。 本发明的保护内容并不局限于以下实施案例。 0015 具体实施案例: 1.2-甲基-2- (三氟甲基) 乙酰乙酸乙酯 ( ) 的合成: 向500ml四口反应瓶中加入57.6克2-甲基乙酰乙酸乙酯 () , 175ml无水甲醇, 开动搅 拌, 在氮气保护下, 加入32.6克甲醇钠, 保温20-25度下, 先搅拌半小时, 再升温至60度左右, 向反应瓶内通入三氟碘甲烷气体, 直至反应结束。 降温至室温, 加入80ml水, 再分别用80ml 乙酸乙酯萃取两次, 饱和食盐水洗涤一次, 无水硫酸钠干燥, 减压蒸馏, 得到52.3克产品, 收 率71.9%。 00162.2-乙酰。
17、氧基-2- (三氟甲基) 丙酸乙酯 ( ) 的合成: 将45.5克2-甲基-2- (三氟甲基) 乙酰乙酸乙酯加入1000ml四口反应瓶中, 再加入130ml 二氯甲烷, 室温下, 滴加75克三氟甲磺酸, 搅拌10分钟后, 再滴加172.5克间氯过氧苯甲酸 (溶于250ml二氯甲烷中) , 然后控温40度下, 反应40小时。 降温到20度, 滴加饱和亚硫酸氢钠 水溶液100ml, 分液, 水洗二次, 减压蒸馏, 得到40.6克产品, 收率82%。 00173.2-羟基-2- (三氟甲基) 丙酸 ( ) 的合成: 将39.6克2-乙酰氧基-2- (三氟甲基) 丙酸乙酯加入500ml四口反应瓶中, 再加入100ml 三氯甲烷, 40克30%氢氧化钠的水溶液, 回流反应4小时, 降温至20度, 用浓盐酸酸化, 使PH= 3-4, 分液, 水相再用50ml三氯甲烷萃取一次, 合并有机相, 饱和食盐水洗一次, 浓缩, 降温至 0度析晶, 过滤, 干燥, 得到28.1克白色固体, 熔点87-90度, 收率89%。 说明书 3/3 页 6 CN 108569949 A 6 。