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一种合成2-羟基-2-(含氟甲基)丙酸的方法.pdf

  • 上传人:g****
  • 文档编号:9100381
  • 上传时间:2021-02-06
  • 格式:PDF
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201710130561.7

    申请日:

    20170307

    公开号:

    CN108569949A

    公开日:

    20180925

    当前法律状态:

    有效性:

    审查中

    法律详情:

    IPC分类号:

    C07C27/02,C07C59/115

    主分类号:

    C07C27/02,C07C59/115

    申请人:

    北京艾德旺科技发展有限公司

    发明人:

    周伟华

    地址:

    102200 北京市昌平区科技园区超前路5号4幢5层507室

    优先权:

    CN201710130561A

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    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‑甲基乙酰乙酸酯为起始原料,经过α‑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

    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α-取代反应,生成2-甲基-2-(含氟甲基)乙酰乙酸酯();(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();(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: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(CFX)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、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4:1。 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

    技术领域

    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

    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,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, 2009.04.29; EP1422226,2004.05.26)。

    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。

    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,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。

    3. 以3,3,3-三氯-1,1,1-三氟丙酮为原料,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。

    发明内容

    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。

    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60度左右下发生α-取代反应,生成2-甲基-2-(含氟甲基)乙酰乙酸酯()。

    (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()。

    (c)最后皂化水解,酸化得到2-羟基-2-(含氟甲基)丙酸()。

    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、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。

    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。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。

    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。

    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,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。

    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%。

    2.2-乙酰氧基-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%。

    3.2-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%。

    关 键  词:
    一种 合成 羟基 甲基 丙酸 方法
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