1-巯甲基环丙基乙酸的制备及应用

2023/5/24 11:20:05

背景及概述

1-巯甲基环丙基乙酸是一种有机化合物,分子式为C6H10O2S。中文别名:2-(1-(巯基甲基)环丙基)乙酸,英文名称:1-(mercaptomethyl)cyclopropane acetic acid,CAS:162515-68-6,为白色或类白色结晶粉末,微溶于冷乙醇和水。

应用

1-巯甲基环丙基乙酸(1)是合成平喘抗炎和抗过敏药物孟鲁司特的关键中间体。孟鲁司特是由默克公司开发的一种强效白三烯受体拮抗剂,可与呼吸道中的白三烯受体选择性结合,阻断过敏介质的作用,改善呼吸道炎症,使气道畅通,是一种高效,低毒,安全性好的平喘抗炎和抗过敏药物。

制备

1-巯甲基环丙基乙酸的合成路线较多,但国内还无文献报道,本文参考文献[1],以1,1-环丙二甲醇为原料,如图1所示路线合成1-巯甲基环丙基乙酸,并对工艺过程进行了优化,①从环丙基亚磺酸酯合成1-羟甲基环丙基乙腈的反应温度由文献的70℃提高到90℃,使反应时间由文献的40h降低到18h,②用无毒无味的硫脲代替文献中有恶臭的硫代乙酸。五步反应总收率49.5%,含量稳定在99%以上[1]。

图1 1-巯甲基环丙基乙酸的合成路线.png

图1 1-巯甲基环丙基乙酸的合成路线

实验操作:

环丙基亚磺酸酯(3)

1,1-环丙二甲醇(102g,1mol),三乙胺(222g,2.2mol)及二氯甲烷(650mL)加至1000mL烧瓶中,冰盐浴冷却到0℃~5℃滴加氯化亚砜(130g,1.1mol),滴完继续于0℃~5℃搅拌2h,用水(200mL×2)洗涤,无水硫酸钠(30g)干燥后过滤,滤液于35℃水浴减压蒸干溶剂得白色固体3(133g,89.8%),GC:98.5%。

1-羟甲基环丙基乙腈(4)

3(133g,0.9mol),碘化钠(45g,0.3mol),DMF(500mL),氰化钠(48.5g,0.99mol)投入1000mL烧瓶中,缓慢升温到90℃保温反应18h,将反应液倾入甲苯(2000mL)中,再加入水(55g)搅拌1h,过滤,滤液先减压脱干溶剂,然后高真空(100Pa)蒸馏收集105℃~109℃之间馏分,得淡黄色油状物4(74g),GC:94%。

1-(甲磺酸酯基)环丙基乙腈((5))

4(74g,0.63mol),三乙胺(70g,0.69mol)及二氯甲烷(400raL)加至1000mL烧瓶中,冰盐浴冷却到0℃~5℃滴加甲磺酰氯(75.7g,0.66mol),滴完继续搅拌1h,用水(300mL×2)洗涤,无水硫酸钠(30g)干燥后过滤,滤液减压蒸干溶剂得淡黄色油状物5直接用于下步。

1-(异硫脲基)环丙基乙腈盐酸盐(6)

将上步油状物5及硫脲(48g,0.63mol),无水乙醇(250mL)投入500mL烧瓶中,升温到回流并回流1.5h,冷却到10℃以下,缓慢通入干燥氯化氢气体(46g,1.26mol),有大量白色固体析出,通毕,冷却到0℃保温1h,过滤,60℃烘干得6(116g,0.56mol)。

1-巯甲基环丙基乙酸(1)

在500mL烧瓶中投水(540mL)及片碱(150g,3.75mol),搅拌溶解后冷却到室温,氮气保护下投入6(116g,0.56mol),升温回流反应5h,检测反应完全后冷却到0℃,滴加盐酸调pH=2,用甲苯(300mL×2)萃取,合并甲苯层用无水硫酸钠(30g)干燥后过滤,滤液浓缩至干,加正庚烷(150mL)缓慢冷却到0℃结晶1h,过滤,干燥得1(72.5g),产率88.6%。

结构确证

GC:99.1%,mp 43℃~45℃(文献[1]mp 43.8℃)。1HNMR(CDCl3)8:11.73(s,1H),2.61(d,2H),2.51(S,2H),1.35(t,1H),0.57(m,4H).13CNMR(CDCl3)8:178.88(1c),39.08(1c),32.79(1c),19.89(1c),13.13(2C)。

结论

本研究以1,1-环丙二甲醇为起始原料通过5步反应合成了1-巯甲基环丙基乙酸,对各步反应进行了优化,并着重对氰化反应进行了研究,改进后的工艺路线具有以下优点:

(1)从环丙基亚磺酸酯合成1-羟甲基环丙基乙腈的反应温度由文献的70℃提高到90℃,使反应时间由文献的40小时降低到18小时,大大提高了生产效率,减少了能源的消耗。

(2)以无毒无味的硫脲代替文献中有恶臭的硫代乙酸,使生产工艺对环境非常友好。

(3)各步反应原料易得,操作简便,适合于工业化生产。

参考文献

[1] WO2008/35086 A2, ;

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