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1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇的合成工藝研究新進(jìn)展

2019-09-10 07:22王詩雅李敢黃雨石桂莉莉祁惠幗徐振宇
現(xiàn)代鹽化工 2019年5期
關(guān)鍵詞:咪唑收率甲醇

王詩雅 李敢 黃雨石 桂莉莉 祁惠幗 徐振宇

摘 ? 要:1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇是一種重要的抗真菌藥物中間體。參考近年來有關(guān)1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇合成的論文和專利,介紹了合成1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇的工藝條件,分析了各種工藝的優(yōu)缺點,并指出了1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇研究的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞:1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇;合成;進(jìn)展

1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇,英文名1-(2,4-dichlorophenyl)-2-(1-imidazolyl)-ethanol是合成硝酸咪康唑、硝酸益康唑、硝酸異康唑的重要中間體,用作抗真菌藥物和水果保鮮劑等咪唑類抗真菌藥物的中間體。查閱了1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇合成的論文和專利,綜述如下。

1 ? ?以甲醇和2,4,ω-三氯苯乙酮為原料

蔣彩珍等[1]以甲醇和2,4,ω-三氯苯乙酮(下稱酮化物)為原料,硼氫化鉀為催化劑,得到了1-(2,4-二氯苯基)-2-氯-乙醇(下稱還原物)。工藝條件:加入甲醇、酮化物,于室溫下慢慢加入硼氫化鉀,1 h加完,室溫反應(yīng)30 min,放置過夜。減壓蒸除甲醇后加苯,常壓蒸餾至糊狀,得粗品,加DMF溶解備用。另以甲醇與金屬鈉制成甲醇鈉溶液,于室溫加入咪唑,反應(yīng)1 h。減壓蒸除甲醇至干。加DMF,于110~115 ℃滴加還原物的DMF溶液,40 min加完,反應(yīng)30 min,減壓濃縮,冷至室溫,倒入冰水中。結(jié)晶析出后過濾,用水洗滌,干燥得淡棕色1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)乙醇(下稱咪唑乙醇),收率為82%,m.p.132~134 ℃。該工藝經(jīng)過多次蒸餾,反應(yīng)時間長,使用原料甲醇毒性大,金屬鈉不好保存,產(chǎn)品色澤不好。

2 ? ?以2,4-二氯苯甲醛為原料

王宇等[2]根據(jù)锍內(nèi)鎓鹽在堿性條件下與羰基化合物形成環(huán)氧化物原理,首次選擇以2,4-二氯苯甲醛為原料經(jīng)環(huán)氧化生成1-(2,4-二氯苯基)環(huán)氧乙烷后,再用咪唑使環(huán)氧乙烷開環(huán)得到,總收率54%。工藝條件為:2,4-二氯苯甲醛,锍內(nèi)鎓鹽溶液,攪拌控溫10 ℃,加入KOH,攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后用鹽酸中和至中性,常壓蒸餾回收溶劑。反應(yīng)液棄去水相得1-(2,4-二氯苯基)環(huán)氧乙烷。1-(2,4-二氯苯基)環(huán)氧乙烷、甲醇鈉、咪唑和正丁醇加熱回流反應(yīng)4 h,反應(yīng)結(jié)束后常壓蒸餾回收溶劑,反應(yīng)液加入稀鹽酸中和、過濾,濾餅用甲苯重結(jié)晶得咪唑乙醇,質(zhì)量分?jǐn)?shù)99.2%,總收率54%(以2,4-二氯苯甲醛計),m.p.134.4~135.6 ℃。該工藝在堿性條件下以2,4-二氯苯基環(huán)氧乙烷與咪唑反應(yīng)得到咪唑乙醇,使用的試劑多,產(chǎn)生的三廢多。

3 ? ?固-液相轉(zhuǎn)移催化法

王明慧等[3]用固-液相轉(zhuǎn)移催化法由還原物與咪唑在NaOH存在下進(jìn)行N烷基化反應(yīng)合成了咪唑乙醇。用TBAB、PEG400作催化劑,非質(zhì)子偶極溶劑四氫呋喃(THF)或丙酮作有機溶劑,固體NaOH作堿劑,收率在88%以上,而且副產(chǎn)物很少,產(chǎn)物容易分離,快速攪拌,THF在儲存時很容易變成過氧化物。THF為中等極性的非質(zhì)子溶劑,沸點為66 ℃。長期接觸四氫呋喃會對血液造成極大傷害,引起慢性中毒,引起神經(jīng)衰弱綜合癥。丙酮為易致毒化學(xué)品,沸點56 ℃,易揮發(fā)。

4 ? ?以無水乙醇和酮化物為原料

邵律成等[4]以無水乙醇和酮化物為原料,NaBH4為催化劑,得到了還原物。還原物再與咪唑在NaOH條件下以TEBA作相轉(zhuǎn)移催化劑、DMF作溶劑得到咪唑乙醇。工藝條件為:酮化物、無水乙醇,在60 ℃攪拌下分次加入NaBH4,回流反應(yīng)1.5 h,反應(yīng)結(jié)束后蒸干溶劑得到油狀物,用水洗,分出油狀物,減壓條件下蒸干,得到還原物粗品,收率79.29%。還原物,咪唑,TEBA,NaOH和DMF,于65 ℃攪拌反應(yīng)3 h,反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液倒入水中,析出固體,過濾,粗品用少量乙醇洗滌,過濾得到咪唑乙醇,總收率為63.82%。該工藝使用的二甲基甲酰胺(DMF)是高沸點的極性(親水性)非質(zhì)子溶劑,能促進(jìn)反應(yīng)按SN2反應(yīng)機理進(jìn)行,但在強堿或強酸的存在下是不穩(wěn)定的(尤其在高溫下),并水解為蟻酸與二甲基胺。

5 ? ?相轉(zhuǎn)移催化還原一鍋法

高歌等[5]將酮化物與咪唑進(jìn)行N-烷基化反應(yīng),得到α-(1-咪唑基)-2,4-二氯苯基乙酮,中間體不經(jīng)分離,用季銨鹽TEBA 做催化劑,硼氫化鉀做還原劑,進(jìn)行相轉(zhuǎn)移催化還原一鍋法得到咪唑乙醇,收率達(dá)85%。工藝條件為:甲苯、咪唑,攪拌冷卻至0~5 ℃,滴加酮化物與甲苯溶液,滴加時控制溫度0~5 ℃。加畢,保溫反應(yīng)2 h,升至室溫,攪拌反應(yīng)(18.0±0.5)h。TLC檢測反應(yīng)完全后,加入水500 mL,攪拌15 min,緩慢升溫至70 ℃,保溫靜置,分出有機層。有機層加入水、TEBA,攪拌分批加入硼氫化鉀。加畢,室溫攪拌反應(yīng)6 h,升溫至70 ℃,分去水相。甲苯層冷卻析晶,過濾得粗品,用甲苯重結(jié)晶,得白色結(jié)晶性粉末98 g,收率85%,m.p.134.2~136.1 ℃。

6 ? ?以PEG-400為相轉(zhuǎn)催化劑

金萬祥等[6]以PEG-400為相轉(zhuǎn)催化劑合成咪唑乙醇,工藝為:甲苯、咪唑、還原物、聚乙二醇-400、氫氧化鈉溶液質(zhì)量濃度為50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),反應(yīng)溫度為70 ℃,反應(yīng)時間為6 h,收率可達(dá)84.6%。反應(yīng)條件溫和,操作方便。

7 ? ?將咪唑懸于二氯甲烷中

王小華[7]將咪唑懸于二氯甲烷中,加入酮化物攪拌30 min,然后加熱回流反應(yīng)5 h。反應(yīng)完成后在-0.06~-0.08 MPa下蒸出二氯甲烷,在劇烈攪拌下將剩余物加入到水中,過濾析出的沉淀經(jīng)水洗后即得1-(2,4-二氯苯基)-2-(1H-咪唑基)乙酮粗品。用甲醇重結(jié)晶后測得1-(2,4-二氯苯基)-2-(1H-咪唑基)乙酮,收率93%。加1-(2,4-二氯苯基)-2-(1H-咪唑基)乙酮至甲醇溶劑中攪拌,分3批加入KBH4(每20~30 min一批),加料完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)30 min。反應(yīng)完成后,用鹽酸調(diào)節(jié)pH至中性,再攪拌20~30 min,然后蒸出80%~85%的甲醇,加水,攪拌,過濾析出的固體得咪唑乙醇粗品,粗品用甲苯重結(jié)晶后測得咪唑乙醇,m.p.134~138 ℃,收率86.00%,總收率為79.98%。

8 ? ?以酮化物為原料,異丙醇鋁為催化劑

黃永明等[8]以酮化物為原料,異丙醇鋁為催化劑,異丙醇為溶劑得到了還原物。工藝條件為:酮化物、異丙醇、異丙醇鋁。加熱回流反應(yīng)4~5 h。減壓蒸餾,稍冷后加入30%硫酸水解反應(yīng)物10 min。分出下層的油層,母液用30~60 ℃石油醚萃取,將油層與萃取液合并,用冰水冷卻,即有結(jié)晶析出。過濾,得淡黃色棱狀結(jié)晶還原物,熔點46~50 ℃,收率80%。甲醇中分批加入切成小塊的金屬鈉,此時反應(yīng)較激烈,必要時用水浴冷卻。待全部金屬鈉作用完后,加入咪唑及甲醇配成的溶液,攪拌15 min。然后在減壓下蒸除甲醇至干。在殘留物中加入DMF,升溫至124 ℃,然后冷卻至112~116 ℃時,開始滴加含還原物的DMF溶液。邊滴加邊有沉淀產(chǎn)生,約10 min加畢,最后再保溫10 min。冷卻反應(yīng)液至10 ℃,加入清水,即有沉淀析出,冷卻后過濾。粗產(chǎn)物用95%乙醇重結(jié)晶,活性炭脫色,得白色結(jié)晶咪唑乙醇,m.p.133~135 ℃,收率70.3%??偸章蕿?6.24%。該工藝需用30~60 ℃石油醚萃取,結(jié)晶,收率低。金屬鈉是易燃易爆化學(xué)品,危險性大,生產(chǎn)不安全,需將金屬鈉切成小塊,反應(yīng)劇烈,反應(yīng)溫度高。

9 ? ?以酮化物為原料,硼氫化鈉為催化劑

李再峰等[9]以酮化物為原料,硼氫化鈉為催化劑,甲醇為溶劑得到了還原物。工藝條件為:酮化物溶于甲醇中,冷卻0~5 ℃,邊攪拌邊分批加入硼氫化鈉,加完后反應(yīng)0.5 h,再逐漸升溫至50 ℃反應(yīng)1 h,再加熱回流反應(yīng)1 h,降至室溫,加入80 mL水以分解過量硼氫化鈉,蒸去甲醇,用稀酸酸化,分離有機層,水層用乙醚萃取,合并有機相,加入無水Na2SO4干燥,蒸去乙醚,得粗還原物固體,用95%乙醇重結(jié)晶,得白色固體,收率88.0%,m.p.46~50 ℃。還原物和碘化四丁銨溶于DMF中,攪拌下滴入含咪唑和粉狀氫氧化鉀的DMF溶液,滴完后緩慢升溫至70 ℃左右,反應(yīng)5 h后加入水,冷卻,靜置后抽濾,固體干燥后用無水乙醇重結(jié)晶,得針狀晶體,收率73%,m.p.132~134 ℃。

汪千琪等[10]將DMF、咪唑、片堿、PEG-600加入到反應(yīng)容器中,攪拌混合均勻,緩慢加熱升溫到110~115 ℃,保溫1 h,之后降溫到50~55 ℃;滴加還原物的DMF溶液,邊滴加邊攪拌,滴加時溫度控制在50~55 ℃,滴加結(jié)束后,保溫1 h,升溫到110~115 ℃,反應(yīng)4 h后,降溫至60 ℃,加水,繼續(xù)降溫至室溫;離心過濾,得產(chǎn)物咪唑乙醇粗品。粗品烘干,用甲苯重結(jié)晶得干品,收率為92%。

總之,通過對現(xiàn)有工藝的研究發(fā)現(xiàn),1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇的合成宜選氫氧化鈉為堿劑,甲苯為溶劑,TEBA或PEG400為相轉(zhuǎn)移催化劑?,F(xiàn)有技術(shù)對該藥物的研究多集中在實驗室水平,對于藥品的規(guī)模化生產(chǎn)而言,現(xiàn)有技術(shù)提供的1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇生產(chǎn)工藝缺乏對雜質(zhì)的有效控制,導(dǎo)致純化等后處理步驟復(fù)雜、成本較高,且缺乏連續(xù)性,難以滿足工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的需要。需要研究解決目前工藝上存在的問題,簡化操作工藝,降低能源消耗,減少三廢的產(chǎn)生,促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展,為環(huán)保事業(yè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[參考文獻(xiàn)]

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[3]王明慧,吳堅平,楊立榮,等.固-液相轉(zhuǎn)移催化法合成1-(2,4-二氯苯基)-2-(1-咪唑基)-乙醇[J].高?;瘜W(xué)工程學(xué)報,2006,20(6):909-914.

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