方惠珍,金庆平,杨建国,黄卫莲

浙江金华康恩贝生物制药有限公司新药研发部,浙江金华 321016

1-己胺甲酰基-5-氟尿嘧啶制备工艺改进

方惠珍,金庆平,杨建国,黄卫莲

浙江金华康恩贝生物制药有限公司新药研发部,浙江金华 321016

目的:探讨1-己胺甲酰基-5-氟尿嘧啶的合成并进行工艺改进。方法:以尿素为起始原料,经过醇解、氨解、热分解、最后缩合得到目标产物,反应过程采用薄层层析进行监控。结果:该反应总收率为83.4%。目标产物经紫外光谱、红外光谱、核磁共振及元素分析确证了其化学结构。结论:改进后的工艺原材料价廉易得,反应条件温和,溶剂可回收循环利用,环境污染小,适合工业化生产。

1-己胺甲酰基-5-氟尿嘧啶;尿素醇解;异氰酸己酯;5-氟尿嘧啶;化学合成

5 -氟尿嘧啶及其衍生物的合成是抗肿瘤药物中最活跃的领域之一,其中,1-己胺甲酰基-5-氟尿嘧啶是20世纪80年代初开发的氟尿嘧啶第三代产品,属于嘧啶类抗代谢口服抗肿瘤药,该药抗瘤范围广、治疗指数高、毒性低等优点,尤以直肠癌的有效率较为突出,是抗瘤医药市场上的一支奇葩[1]。

关于1-己胺甲酰基-5-氟尿嘧啶的合成方法,文献[2]由5-氟尿嘧啶和光气作为起始原料,该方法使用了剧毒的光气作酰化剂,毒性大且易对环境造成危害;文献[3]以庚酸酯与水合肼作为起始原料,该方法使用的水合肼毒性较大,收率也较低(总收率为63.4%);文献[4]中使用了叠氮化钠,碰撞易发生爆炸,危险程度高。这些合成路线使用了大量的溶剂,周期长,操作繁琐,不易大量生产。

本文参考文献[5]进行适当的改进,在氯化锌催化下用尿素、甲醇进行醇解反应,与正己胺取代反应“一锅法”制得中间体2,再与5-氟尿嘧啶反应得到3,总收率为83.4%。合成路线见图1。

1 仪器与试剂

WRR型熔点仪 (上海精密仪器仪表有限公司),2400‖元素分析仪(PerkinElmer公司);AVANCE AV-300核磁共振波谱仪(BRUKER公司);Avatar 360型傅里叶变换红外光谱仪(KBr压片,Nicolet公司);所用试剂均为分析纯。

2 方法与结果

2.1 异氰酸己酯(2)的制备

反应釜中加入尿素(1)(12.0 g,0.2 mol)、甲醇(480.0 ml,12.0 mol)、无水氯化锌(16.2 g, 0.12 mol)、嘧啶(63.0 ml,0.8 mol),升温至160℃,控制压力为0.3 Mp,保温反应搅拌1.5 h,反应结束后,冷却并减压反应釜,加入正己胺(13.6 g,0.134 mol),温度上升至120℃,恒温反应3 h,抽滤,滤液常压蒸去溶剂后,再减压蒸馏得到15.2 g有刺激性气味的无色液体异氰酸己酯(2),收率为 89.1%(文献值[5]:75.0%)。 bp:162℃(文献值[5]:162℃)。 IR(KBr),σ/cm-1:2 959.3,2 932.2,2 864.9,2 270.7,

1 466.2 ,1 356.2,729.1。 元素分析理论值 (%):C 66.10,H 10.30,N 11.01;实测值(%):C 66.17,H 10.35,N 10.99。

2.2 1 -己胺甲酰基-5-氟尿嘧啶(3)的制备

将 5-氟尿嘧啶(7.8 g,0.06 mol)、异氰酸己酯(2)(11.4 g,0.09 mol)、嘧啶 30 ml、少量 DMAP 混合,于 95℃下反应 2 h。反应结束后,蒸除大部分嘧啶,冷却至20~25℃后往剩余物中加入30 ml乙醇,冰浴降温至0~5℃析出产物,过滤,14.7 g粗品再用62.6 ml 95%乙醇重结晶,得到14.4 g白色晶体1-己胺甲酰基-5-氟尿嘧啶(3),收率为93.6%(文献[4]91.0%);mp 110℃(文献值[4]:110~111℃);IR(KB r)σ/cm-1:3 323,2 925,1 732,1 687,1 665,1 510,1 347,1 272,1 089,770。

1H NMR(CDCl3)δ:9.57(b,1H,N3-H);9.08(b,1H,N3-H);8.59(d,J=6.6 Hz,1H,C6-H);3.47(q,2H,C9-H);1.37(m,8H,C10~13-H);0.94(t,3H,C14-H)。 元素分析理论值(%):C 51.44,H 6.38,N 16.38;实测值(%):C 51.39,H 6.36,N 16.35。 MS (m/z):257[M+]。

2.3 结果

合成(2)时,尿素-甲醇-无水氯化锌-嘧啶的摩尔之比为 1∶24∶0.6∶4。尿素的用量为 12.0 g,甲醇的用量为 480 ml,反应压力为0.3 MPa,温度为160℃,反应时间3 h。

合成(3)时,5-氟尿嘧啶-化合物(2)-嘧啶的摩尔之比为1∶1.5∶6.3。 5-氟尿嘧啶的用量是 7.8 g,反应温度为 95 ℃,反应时间2 h。总收率为83.4%。

本文对合成的原料配比工艺参数进行摸索,见表1。甲醇的用量对反应收率的影响,以无水氯化锌为催化剂,在上述相同反应条件下改变甲醇用量,结果见表1。

表1 甲醇的用量对反应收率的影响Tab.1 Amount of methanol on the reaction yield

由表 1可知,随着甲醇用量的增加,收率有所提高,但其用量达到480 ml,尽管收率还会提高,但提高的幅度较小,且反应量增加的同时,反应容器的负荷也会相应的增加。故选择摩尔比尿素-甲醇=1∶24。

3 讨论

本实验以价格低廉、易得的尿素、甲醇为起始原料。在制备中间体(2)的反应中,甲醇既作为溶剂,又作为反应物参与反应,由于该反应的主要副产物为己基脲和甲醇,故增加甲醇的用量可减少副反应的发生,提高尿素的转化率和选择性;因为无水氯化锌是路易斯酸,具有亲电性,故使用无水氯化锌做催化剂可降低反应温度,缩短反应周期;利用嘧啶的亲核性,可以抑制尿素的分解,从而提高中间体(2)的收率;中间体(2)与5-氟尿嘧啶缩合反应,加入适量的DMAP并提高反应温度可使反应时间缩短,反应更趋于完全。

反应中回收了过量的甲醇,回收的甲醇经处理后可循环利用,大大减少了废液的产生,降低了成本,符合绿色环保的要求,易于大生产操作。

[1]Carter SK,Sakural Y.New Anticancer Drugs[M].New York:Springer-Verlag,1980:125.

[2]张庆伟,叶发青,郭平,等.固体光气“一锅法”合成卡莫氟[J].化学试剂,2009,31(4):301-302.

[3]古凤才,史云梅,王彦广,等.1-己胺甲酰基-5-氟尿嘧啶的新合成路线[J].化学工业与工程,2001,18(5):269-271.

[4]王玉民,曹晓群,张昌军,等.抗癌药物卡莫氟合成方法的改进[J].精细与专用化学品,2005,13(10):11-13.

[5]Castill MS.Isocyanate production procedure:EP,1160239[P].2003.

Improvent of synthesis process for 1-hexylamine formyl-5-fluorouracil

FANG Huizhen,JIN Qingping,YANG Jianguo,HUANG Weilian
Department of Drug Development,Zhejiang Jinhua Conba Bio-Pharm.Co.,Ltd.,Jinhua 321016,China

Objective:To improve the synthesis 1-hexylamine formyl-5-fluorouracil.Methods:1-hexylamine formyl-5-fluorouracil was high effectively synthesized from Urea by alcoholysis with methanol followed by aminolysis with n-hexylamine and by condensation with 5-Fu.Results:The overall yield was 83.4%.The chemical structures of target product were characterized by UV,IR,NMR and element analysis.Conclusion:This synthetic route is simple and suitable for industrialized production with lower cost,lower pollution and higher yield.

1-hexylamine formyl-5-fluorouracil;Urea alcoholysis;n-hexylisocyanate;5-Fu;Condensation

R914.5

A

1673-7210(2011)03(c)-062-02

方惠珍(1970-),女,浙江金华人,本科学历,药学专业,中级工程师,项目经理,从事药物合成研究。

2011-01-07)