5-二苯并环庚烯酮的合成

2023/8/23 15:27:03

介绍

5-二苯并环庚烯酮,又名5H-二苯并[a,d]环庚三烯-5-酮,分子式为C15H10O。外表为灰白色至褐色晶体。不溶于水,可溶于苯。盐酸环苯扎林(cyclobenzaprine hydrochloride),化学名为5-二苯并环庚烯盐酸盐,是美国Merck公司研发的肌肉松驰剂,现已在多国上市,商品名Flexeril,临床用于缓解肌肉痉挛及伴随的骨骼肌剧烈疼痛。本品起效快,解痉作用好,不良反应小,是该类病痛的首选药物。5-二苯并环庚烯酮作为合成盐酸环苯扎林的关键中间体,直接影响该药品的生产、市场供应和质量问题。

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图一 5-二苯并环庚烯酮

合成

先前合成方法的缺点

以二苯并[a,d]环庚-5-酮为起始物料,在CCl4中经溴素溴代回流反应18h,随后加入三乙胺再继续回流16h后经后处理制得目标产品。但该反应需要用到毒性较大的四氯化碳以及溴素,操作安全性较低;此外制备反应周期也较长,不适合工业化放大。美国专利US3409640A则采用NBS进行溴代后经叔胺处理制得。

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图二 5-二苯并环庚烯酮的合成方法1

此外,美国专利US3409640A还采用Friedel-Crafts酰基化反应,以AlCl3为催化剂制备目标产品,但是无水AlCl3应用危险性较大,同时后处理后铝离子也容易包裹进产品。

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图三 5-二苯并环庚烯酮的合成方法2

文献ACS Catal.2014,4,11,4034-4039中则以反式二溴代物为底物,在氩气保护及α-硒代噻吩、四甲基乙二胺作用下,经Schlenk管装置在光辐射下反应制得目标产物。但相关底物仍需经毒性较大的溴素取代制备,同时有机硒催化剂也不易获得,此外目标产品的制备在毫克级,并且需要柱层析提纯,难于量产。文献Bull.Korean Chem.Soc.34(2013)7,1951-1952则采用NbCl5/In体系选择性地将vic-二溴化物脱溴成烯烃,但该催化剂成本较高。

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图四 5-二苯并环庚烯酮的合成方法3

文献ACS Catal.2018,8,4,3030-3034则用醇氧化策略制备目标产品,该反应需要在CO2环境下90℃反应48h,但操作需要在手套箱操作下严格无水进行,同时反应周期较长,目标产品同样需要柱层析操作,难于量产。文献Tetrahedron Letters,55(2014)6895-6898则采用Swern-type氧化制备,一方面反应不仅需要在-30℃下进行,对设备要求较高,而且反应后容易产生恶臭的二甲硫醚有毒气体,同时制备也在毫摩尔级别,难于量产。文献Nat.Commun.10,2796(2019)中则采用微通道连续流反应器制备,生产成本较高,收率较低为90%。

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图五 5-二苯并环庚烯酮的合成方法4

综上,目前5H-二苯并[a,d]环庚三烯-5-酮的制备方法在工艺安全、操作繁琐,收率不高,生产成本较高等方面存在许多不足,因此,研究寻找一条操作过程简便,产品收率高、纯度高,生产成本低的适合工业化生产5H-二苯并[a,d]环庚三烯-5-酮的反应路线仍是目前需要解决的问题。

新合成方法

针对目前现有5H-二苯并[a,d]环庚三烯-5-酮制备技术存在的问题,张贵民等人[1]提供了一种新的5-二苯并环庚烯酮的新制备方法。方法为以3-(2-苯甲酰基苯基)丙烯酸为起始物料,在银系催化剂及氧化剂的作用下分子内脱羧偶联制得目标产品。

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图六 5-二苯并环庚烯酮新合成方法

具体步骤为:室温,将3-(2-苯甲酰基苯基)丙烯酸(25.23g,0.1mol)、AgNO3(3.40g,0.02mol)、K2S2O8(108.12g,0.4mol)、乙腈(250ml)加入反应器中,置于微波反应装置中,控温回流,微波辐射功率为400W至反应结束后,将反应液降温至室温,过滤,滤液加入饱和碳酸氢钠水溶液(500ml)中,二氯甲烷(250ml×3)提取,有机层无水硫酸钠干燥,过滤,滤液减压浓缩至干即为目标产品,收率97.5%,纯度99.89%。

相较于现有技术,该方法缩短工艺路线、操作简便、安全,无需隔绝水和空气、反应条件温和、反应速率快等特点,适合工业化生产。

参考文献

[1]张贵民,鲍广龙,张乃华等. 一种5H-二苯并[a,d]环庚三烯-5-酮的制备方法[P]. 山东省:CN113929566A,2022-01-14.

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