利奈唑胺制備工藝的優(yōu)化研究

顧榮領(lǐng)，羅海榮

(1.銅仁學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，貴州 銅仁 554300；2.浙江海正藥業(yè)股份有限公司，浙江 臺(tái)州 318000)

利奈唑胺(Linezolid，1)作用于細(xì)菌50S核糖亞單位，為細(xì)菌蛋白質(zhì)合成抑制劑[1]，是全新類別的噁唑烷酮類合成抗菌藥物，由美國(guó)Phfizer公司研制，2000年獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市，商品名為斯沃(Zyvox?)，用于治療革蘭陽(yáng)性(G+)球菌引起的感染，包括由MRSA引起的疑似或確診院內(nèi)獲得性肺炎(HAP)、社區(qū)獲得性肺炎(CAP)、復(fù)雜性皮膚或皮膚軟組織感染(SSTI)以及耐萬(wàn)古霉素腸球菌(VRE)感染等[2]。文獻(xiàn)[3]綜述了1的合成方法，文獻(xiàn)[4]以嗎啉和3,4-二氟硝基苯為原料，經(jīng)縮合、還原、?；h(huán)合、堿性水解、甲磺?；?、疊氮基取代、還原和乙?；玫嚼芜虬?，該法用到鐵粉/氫氣還原硝基，以及劇毒試劑光氣，且路線較長(zhǎng)，收率不高。張福利等[5]利用鈀碳作催化劑，甲酸銨作氫源還原硝基，再和(S)-N-環(huán)氧丙基鄰苯二甲酰亞胺環(huán)合，再水合肼作用下肼解，最后醋酐的作用下?；玫疆a(chǎn)物，該工藝路線短，成本低，操作簡(jiǎn)單，收率高。本文對(duì)該合成路線的部分反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，首先，在還原反應(yīng)步驟，考慮到甲酸銨的用量較大，三廢處理成本較高，我們采用鈀碳作催化劑，氫氣作氫源還原硝基，并對(duì)反應(yīng)中產(chǎn)生的脫氟雜質(zhì)的控制與去除進(jìn)行了研究，其次，在環(huán)化反應(yīng)步驟，我們采用固體光氣替代光氣酰化，并對(duì)固體光氣參與反應(yīng)的反應(yīng)溫度及其用量進(jìn)行了優(yōu)化，合成路線如圖1所示。

圖1 利奈唑胺的合成路線

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

3,4-二氟硝基苯(上虞市謝氏化學(xué)工業(yè)有限公司)，嗎啉(中國(guó)石油吉林石化公司)，(S)-N-環(huán)氧丙基鄰苯二甲酰亞胺(4，浙江海正藥業(yè)股份有限公司)，其余所用的試劑均為分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 3-氟-4-嗎啉基硝基苯(2)的制備

在裝有攪拌器，溫度計(jì)，滴加漏斗的1 L三口圓底燒瓶中，加入3,4-二氟硝基苯(55.0 g，346 mmol)溶于乙醇200 mL中，加入碳酸鈉(22.0 g，0.6 eq)，再室溫下滴加嗎啉(40.0 g，459 mmol，1.3 eq)滴畢，加熱回流2 h。反應(yīng)畢，冰浴冷卻后抽濾，再用100 mL水洗滌，再真空抽干，得淡黃色晶體粉末77.0 g，收率98%，mp 112～113℃，1H NMR (400 MHz,CDCl3) δ: 7.99～8.02 (m,1H),7.90 (dd,1H,J=2.5,13.0 Hz),6.90 (t,1H,J=9.0 Hz),3.88 (t,1H,J=5.0 Hz),3.28～3.32 (m,4H)。

1.2.2 3-氟-4-(4-嗎啉基)苯胺(3)的制備

在裝有攪拌器，溫度計(jì)的1L三口圓底燒瓶中，依次加入2(40.0 g，176.8 mmol)，甲醇400 mL，氮?dú)庵脫Q空氣三次，再加入鈀碳(2.0 g，5%w/w)，冷卻至5℃，再用氮?dú)庵脫Q三次，然后用氫氣置換氮?dú)馊?，反?yīng)2 h。過(guò)濾濾除鈀碳，濃縮至干，用甲醇/水(1∶4，400 mL)重結(jié)晶，真空抽干，40℃烘干，得固體化合物30.8 g，收率89.0%，mp 122 ～ 123℃，1H NMR(400 MHz,CDCl3) δ: 6.79 (1H,m),6.41 (2H,m),3.84 (4H,m),3.55 (2H,br s),2.96 (4H,m)。

1.2.3 (S)-[[N-3-[3-氟-4-(4-嗎啉基)苯基]-2-氧代-5--噁唑烷基]甲基]鄰苯二甲酰亞胺(5)的制備

先將固體光氣(25 g，84.2 mmol)與乙酸異戊酯50 mL加入到反應(yīng)瓶中，室溫?cái)嚢柚寥芮?。然后滴加溶有化合? (27 g，137.6 mmol)的乙酸異戊酯350 mL溶液，滴畢，升溫至回流反應(yīng)4 h。再依次投入化合物4(27 g，133.0 mmol)，無(wú)水溴化鋰(2.5 g，28.8mmol)。繼續(xù)回流反應(yīng)0.5 h，反應(yīng)結(jié)束后，加入100 mL水，降溫至0℃，繼續(xù)攪拌2 h，過(guò)濾，抽干，得到固體化合物45 g，收率85%，mp 196 ～ 200℃，ESI-MS(m/z)：426(M+H),448(M+Na)，1H NMR (400 MHz,CDCl3) δ: 7.87 (m,2H),7.75 (m,2H),7.37 (dd,1H,J=3.5,11.0 Hz),7.10 (m,1H),6.90 (t,1H,J=8.4 Hz),4.95 (m,1H),4.08 (m,2H),3.95 (m,2H),3.84 (m,4H),3.04 (m,4H)。

1.2.4 1的制備

將化合物5(45 g，105.8 mmol)、甲醇400 mL及水合肼(50%)35 mL，加入到1 L反應(yīng)瓶中；加熱升溫至回流，保持回流反應(yīng)1h，冷卻至室溫，過(guò)濾，濾液減壓濃縮至無(wú)液體流出，加入二氯甲烷300 mL，降溫至30℃，攪拌30 min，過(guò)濾，有機(jī)相用100 mL飽和鹽水洗滌，靜置分層，二氯甲烷層待用。將上述二氯甲烷層轉(zhuǎn)至反應(yīng)瓶中，降溫至≤10℃，加入40 g三乙胺，控制溫度0～15℃，開(kāi)始滴入35 g醋酸酐/二氯甲烷50 mL溶液至反應(yīng)中，約30min滴畢，滴畢后，反應(yīng)30 min，加入飲用水100 mL洗2次，有機(jī)相濃縮，用乙酸乙酯/正庚烷(6∶1，700 mL)重結(jié)晶，得白色固體31.4 g，收率88%，mp 179 ～170℃，1H-NMR (400 MHz,CDCl3) δ: 7.43(dd,1H,J=1.5,14.0 Hz),7.07 (d,1H,J=8.0 Hz),6.96 (t,1H,J=8.5 Hz),6.64(s,1H),4.78(s,1H),4.02(t,1H,J=9.0 Hz),3.88(t,4H,J=4.5 Hz),3.77(t,1H,J=7.5 Hz),3.65(s,2H),3.06(t,4H,J=4.5 Hz),2.02(s,3H)。

2 結(jié)果與討論

2.1 鈀碳-氫氣對(duì)還原反應(yīng)的影響

在制備3的鈀碳催化還原反應(yīng)中，文獻(xiàn)采用鈀碳/甲酸銨的方法，考慮到甲酸銨的用量較多，增加三廢處理成本，而且甲酸銨受熱分解為甲酸和氨氣，兩者又會(huì)在回流冷凝管道內(nèi)重新生產(chǎn)甲酸銨，從而阻塞回流管，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。本論文采用氫氣代替甲酸銨反應(yīng)，同時(shí)考慮到鈀碳還原會(huì)有脫氟雜質(zhì)的生成。因此，先考察不同的反應(yīng)條件對(duì)3的影響(見(jiàn)表1)。從結(jié)果可以看出，反應(yīng)溫度對(duì)收率影響不大，但對(duì)脫氟雜質(zhì)的影響較大，溫度≤30℃，脫氟雜質(zhì)的量可以有效控制，但是鈀碳的濃度增大，使脫氟雜質(zhì)增加，考慮到脫氟雜質(zhì)對(duì)成品質(zhì)量的影響，最佳反應(yīng)工藝條件為：鈀碳5%，甲醇，≤30℃反應(yīng)2 h。

表1 不同的鈀碳加氫反應(yīng)條件對(duì)3的影響

2.2 環(huán)合反應(yīng)條件的優(yōu)化

表2 固體光氣反應(yīng)條件的優(yōu)化

在制備5的環(huán)合反應(yīng)步驟中，參考文獻(xiàn)方法，采用固體光氣的方法，考慮到工業(yè)化生產(chǎn)中存在光氣和氯化氫等氣體排放，需要對(duì)固體光氣的用量進(jìn)行優(yōu)化?？紤]到反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)收率影響較大，本文對(duì)固體光氣參與反應(yīng)時(shí)溫度及其用量進(jìn)行了優(yōu)化(見(jiàn)表2)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：固體光氣用量為0.6 eq，采用乙酸異戊酯作為反應(yīng)溶劑，120～140℃反應(yīng)收率最高。

3 結(jié)論

本文優(yōu)化了以嗎啉和3,4-二氟硝基苯為原料，通過(guò)縮合、還原、環(huán)合、肼解、和?；磻?yīng)工業(yè)化制備利奈唑胺的工藝，在還原反應(yīng)中，用氫氣還原代替甲酸銨做氫源，在環(huán)合反應(yīng)中，用固體光氣代替光氣反應(yīng)構(gòu)建噁唑烷酮，并優(yōu)化固體光氣參與反應(yīng)的反應(yīng)溫度及其用量，確定了最佳反應(yīng)條件，總收率達(dá)65.2%，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)經(jīng)1HNMR、ESI-MS確證。

參考文獻(xiàn)

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[5]張福利,楊春波,梁 斌,等.利奈唑胺中間體的制備方法:CN,103254148A[P].2013-08-21.