氨基引入方法大揭秘:硝基还原成氨基的多种途径及应用限制

2024-07-03 22:04:15发布    浏览43次    信息编号:77539

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氨基引入方法大揭秘:硝基还原成氨基的多种途径及应用限制

氨基是许多药物中常见的功能基团,而氨基的引入往往是先引入硝基,再将其还原来实现的。将硝基还原为氨基的方法有很多种,取决于化合物的性质和反应条件。常见的方法包括:

(1)铁酸还原法。用还原铁粉作还原剂,将硝基化合物溶于乙醇水溶液中,加酸(一般为盐酸或醋酸),加热反应,再加碱调节pH值至碱性,使氨基产物游离出来,经萃取或水蒸气蒸馏而得产品。但此法产生的铁泥不易过滤,废渣污染环境。

(2)硫化物还原法。常用的还原剂有Na2S、Na2S2(过硫化钠)、NaHS、(连二亚硫酸钠),但由于硫化剂本身的碱性及气味,限制了其在实际研究和生产中的应用。

(3)催化加氢法:将硝基化合物溶解于溶剂中,以雷尼镍、钯碳、铂碳等为催化剂,通入氢气作为还原剂,在一定压力下进行反应。

(4)水合肼还原法:例如采用水合肼与雷尼镍或路易斯酸进行还原,但由于水合肼有毒性而受到限制。

(5)金属氢化物盐法。如NaBH4,但其活性很大,大量使用时有很大的安全隐患;NaBH4使用过程中还可能放出氢气,而相应的副产物硼酸酯有时也很难分离除去。

(6)氯化亚锡还原法。氯化亚锡在酸性条件下发生反应。由于锡是一种重金属,其废水排放和产品中重金属残留限制了其应用。

上述方法各有优缺点,适用于不同的反应条件和化合物性质。选择还原硝基的方法时,需要考虑化合物的结构、对特定功能基团的耐受性以及后处理的难易程度。实际药物研发过程中都会用到这些方法:

1.盐酸替扎尼定(铁酸还原法)

在250ml烧瓶中加入20.0g还原铁粉和乙酸水溶液(36ml乙酸溶于64ml水),加热至50℃,保持搅拌30min,分批加入16.5g硝基化合物,加热至95℃,保持搅拌1h。趁热过滤,用少量热乙酸溶液洗涤滤饼,滤液冷却至室温,搅拌6h,过滤,用35ml异丙醇复溶滤饼,得黄色粉末氨基产物12.5g,收率为88.2%。

2.阿普司特(催化加氢法)

室温下,将硝基化合物(80.0 g)、10% Pd-C(2.4 g)、400 ml 乙醇加入高压反应釜中,氮气置换三次,氢气加压至2.0 MPa,30°C 搅拌9 h,无需进一步处理,可直接用于下一步反应。

3.替加环素(催化加氢法)

将50%甲醇水溶液(160ml)和硝基化合物(19.56g)加入500ml烧瓶中,冷却至5℃,加入5%Pd/C(0.8g),用氮气置换3次,再用氢气置换3次,5℃反应22h。过滤除去Pd/C,将滤液滴加到2~5℃的异丙醇-正庚烷混合溶液(异丙醇(40ml),正庚烷(100ml))中,保温搅拌约1.5h,氮气保护下过滤,滤饼40℃真空干燥,得氨基产物11.12g,纯度72.98%,收率约55%。

4.盐酸替扎尼定(水合肼/路易斯酸还原法)

在250ml烧瓶中加入4-氯-2-硝基苯胺(30.0g)和乙醇(80ml),搅拌溶解,搅拌下加入FeCl3(8.1g)和活性炭(3.0g),加热至回流,缓慢加入水合肼(40ml),加完后继续搅拌反应2h,冷却至室温,过滤,滤液减压蒸除溶剂,残渣用50%乙醇溶液(100ml)重结晶,得氨基产物23.3g,收率为93.2%。

5.阿法替尼

(1)Raney Ni/H2还原法

将硝基化合物(25.2g)、雷尼镍(12.6g)和DMF(150ml)加入烧瓶中,用氢气置换空气,常压下45-50℃搅拌6h。过滤雷尼镍,在搅拌下将滤液缓慢倒入水(100ml)中,搅拌2h,减压过滤,滤饼用水(50ml)洗涤,50℃真空干燥6h,得氨基产物20.1g,收率为86.1%。

(2)水合肼/路易斯酸还原法

将硝基化合物(25.2g)、六水合三氯化铁(2.1g)、活性炭(3.5g)、甲醇(200ml)、THF(200ml)加入烧瓶中,搅拌回流30min,冷却至室温,滴加80%水合肼(23ml),回流6h,冷却至室温,过滤,45℃减压蒸除溶剂,加水(200ml),用EA(200ml)萃取,有机相用无水硫酸钠(3.0g)干燥2h,过滤,滤液45℃减压回收溶剂至干,用异丙醚(50ml)打浆,减压过滤,滤饼50℃真空干燥,得氨基产物25.0g,收率为93.2%。

6. 2-氨基间苯二酚

(1)氯化亚锡-盐酸法

在500ml烧瓶中加入浓盐酸(230ml)和2-硝基间苯二酚(15.5g),搅拌10min,分批加入二水SnCl2(67.6g),约2h后加完,升温至70℃,不停搅拌反应5h。冷却至室温,搅拌2h,减压过滤,用水(50ml)洗涤滤饼,将滤饼溶解于10%稀盐酸水溶液(100ml)中,加入活性炭(3.0g),回流脱色30min,冷却至室温,搅拌1h,过滤,得产品14.5g,收率为89.8%。

(2)水合肼/路易斯酸还原法

将浓盐酸(230 ml)、2-硝基间苯二酚(15.5 g)、活性炭(5.0 g)、六水合FeCl3(2.0 g)、甲醇(160 ml)加入500 ml烧瓶中,搅拌加热回流30 min。缓慢滴加80%水合肼(19.0 g,约2 h滴加完毕),继续搅拌回流反应1 h。冷至室温,搅拌1 h,减压过滤。滤饼用甲醇(20 ml)洗涤,滤液在45 ℃减压蒸馏至干。向残余物中加入浓盐酸(10 ml)和水(100 ml),加入活性炭(3.0 g)。 回流脱色30min,冷却至室温,搅拌1h,过滤,得产品15.4g,收率为95.3%。

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