李常青,陳曉濤
(青島泰諾信科技有限公司,山東 青島 266043)
托芬那酸,英文通用名為:tolfenamic acid,商品名為Clotam,化學(xué)名稱為2-[(3-氯-2-甲基苯基)氨基]苯甲酸,結(jié)構(gòu)式為:
托芬那酸是由丹麥GEA藥物有限公司開發(fā)的一種應(yīng)用廣泛的非甾體抗炎藥物,其主要作用機(jī)理是通過抑制環(huán)氧化酶(COX)減少花生四烯酸(AA)向炎癥介質(zhì)前列腺素(PGs)轉(zhuǎn)化而起到消炎鎮(zhèn)痛作用,藥物在體內(nèi)幾乎完全作為托芬那酸的甘氨酸及葡萄醛酸結(jié)合物形式通過尿液排泄,沒有嚴(yán)重的特異性的毒性反應(yīng)[1-2]。因抑制環(huán)氧酶COX-1/COX-2的IC50為15.0,對(duì)COX-2有較強(qiáng)的選擇性,所以具有較強(qiáng)的抗炎鎮(zhèn)痛作用和較小的副作用[3]。
1983年5月日本東菱藥品工業(yè)以Clotam的商品名作為治療關(guān)節(jié)痛和偏頭痛人用藥上市,也被廣泛應(yīng)用于痛風(fēng)、滑囊炎和痛經(jīng)等疾病的治療。1994年由Vetoquinol公司上市用于獸醫(yī)臨床,作為寵物藥用于狗、貓緩解骨關(guān)節(jié)相關(guān)的發(fā)炎和疼痛,還可用于豬、牛等家禽上呼吸道疾病的輔助治療。該藥物可同時(shí)應(yīng)用于人用和獸用市場(chǎng),具有非常廣闊的市場(chǎng)潛力[4-5]。
文獻(xiàn)報(bào)道的托芬那酸合成路線主要有3條,具體如下[5-7]:
路線1:鄰氯苯甲酸與堿金屬氫氧化物加入到甲基異丁基酮中,加熱升溫,然后加入3-氯-2-甲基苯胺、縛酸劑和催化劑,回流反應(yīng),經(jīng)萃取、酸化、過濾、重結(jié)晶得到精制品。
路線2:鄰溴苯甲酸與3-氯-2-甲基苯胺在戊醇中反應(yīng),粗品用苯和環(huán)己烷的混合溶劑進(jìn)行精制。
路線3:鄰氯苯甲酸轉(zhuǎn)化成鉀鹽,在N,N-二甲基甲酰胺中與3-氯-2-甲基苯胺反應(yīng),粗品用苯和N,N-二甲基甲酰胺混合溶劑精制。
儀器:高效旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RE-52C);恒溫加熱磁力攪拌器(GS-2);冷凝反應(yīng)裝置;數(shù)顯可控烘箱(101A-2型);島津高效夜相色譜分析儀(IR-435);BRUKER核磁共振儀(AVANCE500MHz);Yanaco熔點(diǎn)儀(MP-500);循環(huán)水式真空泵(SHZ-D);機(jī)械攪拌等。
試劑:鄰氯苯甲酸(工業(yè),98%);3-氯-2-甲基苯胺(工業(yè),98%);氧化亞銅(化學(xué)純,99%);銅粉(化學(xué)純,99%);碳酸鉀(化學(xué)純,98%);氫氧化鈉(化學(xué)純,98%);鹽酸(化學(xué)純,36.5%);無(wú)水乙醇(化學(xué)純,98%)。
250 mL三口燒瓶中,依次加入15.6 g鄰氯苯甲酸、70.0 g 3-氯-2-甲基苯胺、1.0 g氧化亞銅、1.0 g銅粉和20.0 g碳酸鉀,攪拌升溫至125~130℃,保溫反應(yīng)6~8 h,TLC跟蹤檢測(cè)至鄰氯苯甲酸反應(yīng)完全。
反應(yīng)結(jié)束后,減壓蒸餾出過量的3-氯-2-甲基苯胺,加入4%氫氧化鈉溶液100 mL,攪拌15 min,抽濾,濾液用5%稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值3~4,抽濾得托芬那酸粗品。50%乙醇重結(jié)晶,得托芬那酸成品,總收率73.2%,純度99.76%。熔點(diǎn)212~213℃(標(biāo)準(zhǔn)值210~214℃);1H NMR(500MHz,DMSO):δ13.082(s,1H),δ9.591(s,1H),δ7.902~7.916(d,1H),δ7.355~7.380(t,1H),δ7.313~7.319(d,1H),δ7.198~7.266(q,2H),δ6.688~6.749(d,1H),δ6.771~6.790(t,1H),δ2.398~2.496(d,3H),表明該化合物為托芬那酸。
托芬那酸標(biāo)樣的配制及標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作:準(zhǔn)確稱取25 mg托芬那酸標(biāo)樣(精確到0.0001 g)于25 mL容量瓶中,用甲醇溶解定容,再配制成1000、500、250、125、62.5 mg/mL 的濃度梯度,待HPLC 測(cè)定后以峰面積對(duì)濃度進(jìn)行回歸,作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
托芬那酸樣品的 HPLC分析:準(zhǔn)確稱取20 mg托芬那酸成品(精確到0.0001 g)于25 mL容量瓶中,用甲醇定容配制成800 mg/mL溶液,超聲波溶解樣品,過微孔濾膜后待HPLC測(cè)定,以峰面積定量,外標(biāo)法計(jì)算樣本濃度,進(jìn)而計(jì)算含量。
由于鄰氯苯甲酸與3-氯-2-甲基苯胺間分子作用力的影響,反應(yīng)需要高溫條件,反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)(48 h)且轉(zhuǎn)化率很難達(dá)到終點(diǎn)。為解決高溫長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響,通過采用銅系催化劑加速C-N鍵的形成,減少副反應(yīng)發(fā)生,提高收率和改善產(chǎn)品品質(zhì)。
由表1可以看出,催化劑種類的不同,使反應(yīng)時(shí)間、原料轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品收率等方面產(chǎn)生了較大的影響。復(fù)合銅系催化劑能弱化分子間作用力影響,顯著改善鄰氯苯甲酸轉(zhuǎn)化率和提高反應(yīng)收率,較單一銅系催化劑效率更高。
表1 不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響Table 1 Influences of different catalyst on the reaction
目前大部分文獻(xiàn)為溶劑法合成工藝,采用N,N-二甲基甲酰胺、戊醇或甲基異丁基酮為溶劑,反應(yīng)完畢后高溫蒸干溶劑,操作困難且濃縮過程中產(chǎn)生更多的雜質(zhì),導(dǎo)致收率和純度降低,后續(xù)產(chǎn)品精制過程繁瑣。
為克服上述工藝缺點(diǎn),本工藝采用無(wú)溶劑條件,3-氯-2-甲基苯胺既做溶劑又做反應(yīng)物,反應(yīng)完畢后,蒸出過量的3-氯-2-甲基苯胺,下次可繼續(xù)使用。避免了溶劑體系與原料產(chǎn)生額外的副產(chǎn)物,節(jié)約溶劑,收率較高,所得產(chǎn)品純度高,經(jīng)一次重結(jié)晶即可達(dá)到質(zhì)量要求。
本步反應(yīng)副產(chǎn)物為氯化氫氣體,通常需要加入縛酸劑促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行完全。
由表2可以看出,縛酸劑的堿性強(qiáng)弱對(duì)反應(yīng)影響較大。由于兩種原料的取代基團(tuán)較多,氫氧化鈉做縛酸劑時(shí),反應(yīng)時(shí)間最短,但是副產(chǎn)物較多;有機(jī)堿做縛酸劑的效果類似;碳酸鉀作為弱堿性鹽,反應(yīng)時(shí)間和轉(zhuǎn)化率相對(duì)平衡,體系相容性好,產(chǎn)品質(zhì)量較好。
表2 不同縛酸劑對(duì)反應(yīng)的影響Table 2 Influences of different tie acid on the reaction
本文完成了托芬那酸的合成方法研究,以3-氯-2-甲基苯胺和鄰氯苯甲酸為原料,采用無(wú)溶劑條件,經(jīng)重結(jié)晶,得托芬那酸成品,產(chǎn)品經(jīng)HPLC檢測(cè)純度99.76%,總收率73.2%。該方法反應(yīng)條件溫和,成本低,環(huán)境友好,適合規(guī)模化制備。