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微通道的硝化反应案例
来源: | 作者:佚名 | 发布时间: 2024-02-27 | 940 次浏览 | 分享到:
硝化反应在微通道反应器中高效进行,合成药物中间体的过程更加精准可控。微通道技术提升了反应速率和选择性,降低了能耗和废物产生。这种绿色合成方法,为药物研发和生产提供了有力支持,推动医药行业的可持续发展。硝化反应案例:一些合成药物和中间体在微通道反应器中的连续合成。

 

 

案例14-乙酰氨基-3-硝基苯甲酸的连续流合成

4-乙酰氨基-3-硝基苯甲酸,作为一种关键的精细化学品,在有机合成领域扮演着不可或缺的角色。它不仅是制备原料药3,4-二氨基苯甲酸的重要原料,还是抗癌药物及苯并咪唑类衍生物合成的关键中间体。此外,该化学品在肠胃药物、酰胺基苯甲酸衍生物以及流行性感冒唾液酸苷酶抑制剂等药物的生产中也发挥着重要作用,展现了其广泛的应用前景和重要的经济价值。

产品名称4-乙酰氨基-3-硝基苯甲酸。最佳工艺条件4-乙酰氨基苯甲酸与硝酸的摩尔比为1:4.2, 与硫酸的摩尔比为121.2 , 反应温度为20 ℃,停留时间为5.3min产量:收率61%

合成路线: 

 

 


 

案例2:间硝基苯甲酸甲酯和氟尼酸的合成

间硝基苯甲酸不仅是合成血管造影药胆影酸的核心原料,同时也广泛应用于感光材料和功能材料的制造中。在工业领域,它发挥着关键作用,用于生产胆影酸和醋碘苯酸等重要化合物。此外,通过甲醇对间硝基苯甲酸的羧基进行酯化处理,我们可以得到间硝基苯甲酸甲酯,这进一步丰富了其应用场景,展示了间硝基苯甲酸在化学合成中的多样性和实用性。

氟尼酸,也称作烟灭酸,是一种卓越的非甾体消炎镇痛药,它集消炎、止痛与消肿功能于一身。与其他同类药物相比,氟尼酸展现出了更为出色的治疗效果,尤其对于风湿性关节炎、术后炎症、静脉炎以及支气管炎等病症,其疗效显著。值得一提的是,此药物毒性低,患者耐受性好,且对肝功能无损害,因此备受青睐。此外,氟尼酸在医药领域还有另一重身份,它是合成莫尼氟酯和莫尼氟乙酯这两种重要医药中间体的关键原料。

产品名称:间硝基苯甲酸甲酯、氟尼酸。最佳工艺条件硝基甲酸甲酯:浓硝酸和苯甲酸的摩尔比为1.55:1 , 反应温度为40℃,停留时间为4min 间硝基三氟甲苯:浓硝酸和三氟甲苯的摩尔比为4.43:1,反应温度:30℃;停留时间:4min产量:氯苯单程转化率为81.24%,一硝基氯苯的选择性为93.77%

合成路线

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


案例32 ,6-二乙基-4-甲基溴苯的合成

2,6-二乙基-4-甲基溴苯是除草剂唑啉草酯的关键中间体。本工艺生产安全高效,不会有重氮盐累积,解决了釜式反应中体系黏度大的问题,产品收率和纯度高。

产物:2 ,6-二乙基-4-甲基溴苯。最佳工艺条件:2 ,6-二乙基-4-甲基苯胺与醇的摩尔比为1:13;醇与酸的摩尔比为1:132 ,6-二乙基-4-甲基苯胺与亚硝酸盐的摩尔比为1:252 ,6-二乙基-4-甲基苯胺与溴化试剂总用量中溴元素的摩尔比为1:26;亚硝酸盐与酸和醇混合区域温度为5℃,停留时间为3.2s2 ,6-二乙基-4-甲基苯胺的预热区域温度为5℃,与溴化试剂的混合区域温度为45℃,停留时间为1.2s。

合成路线:

 

 

案例42 ,6-二乙基-4-甲基苯胺重氮盐的连续合成

2,6-二乙基-4-甲基苯胺重氮盐是除草剂唑啉草酯的关键中间体,本工艺生产安全高效,不会有重氮盐累积,解决了釜式反应中体系黏度大的问题,产品收率和纯度高。

产品名称2 ,6-二乙基-4-甲基苯胺重氮盐。最佳工艺条件:停留时间6-8s,反应温度5℃。产量:收率85%

合成路线

 

 

 

案例5唑啉草酯中间体的合成

唑啉草酯是最近开发的新型除草剂,它能迅速被杂草叶片吸收,阻断脂肪酸合成,导致杂草死亡。该药物对大麦安全,降解快,对土壤活性低,对后茬作物无影响,且耐雨水冲刷。其除草效果受气候、杂草种类和生长条件影响,但通常施药后短时间内即可见效。

产品名称:唑啉草酯中间体。最佳工艺条件:停留时间14-15s,重氮化反应温度5℃,溴代反应温度80℃。步骤1,2,3的物料摩尔比分别为1:21:2.21.3.2:1,步骤1,2,3的反应温度分别为100℃100℃90℃,步骤1,2,3的停留时间分别为180s180s150s。产量:收率85%,纯度92%;步骤1,2,3的产品纯度分别为99.1%99%以及99%

合成路线:

 

案例6利奈唑胺的连续流合成

利奈唑胺是一种高效的细菌蛋白质合成抑制剂,用于治疗革兰阳性球菌引发的感染疾病。它通过阻止细菌起始复合物的形成,抑制蛋白质合成,具有独特的抗菌机制。利奈唑胺安全性高,不良反应少,对多种耐药菌也有效,是临床上重要的抗感染药物。

产品名称:利奈唑胺。产量:收率3%。

合成路线:

 

 

案例7依达拉奉的连续合成

依达拉奉是一种神经保护剂,主要用于治疗急性脑梗死等神经性疾病,通过清除自由基、保护神经细胞不受氧化损伤,从而减轻脑损伤、改善神经功能。其副作用较少,但需注意过敏反应和肝肾损伤等风险。依达拉奉为临床治疗提供了新选择,有助于改善患者的生活质量。

产品名称:依达拉奉。产量:收率达88.4%,纯度达99.95%。简介:与批量试验相比,该工艺效率更高,速度更快,更适合于工业生产。流动过程稳定,生产能力为11.328 kg/d。

合成路线:

案例8莽草酸乙酯的连续合成

莽草酸乙酯是一种具有特定化学结构的化合物,其化学式为C9H14O5,具有熔点高、易溶于部分有机溶剂等物理性质。它在医药、化工等领域有广泛应用,尤其在药物合成中发挥着重要作用。莽草酸乙酯的生产工艺成熟,市场需求稳定,是一种具有发展潜力的化合物。

产品名称:莽草酸乙酯。产量:莽草酸的转化率达93%,最终转化率达96-97%,反应时间缩短20倍以上。最佳工艺条件:合成温度120℃,停留时间8min。

合成路线:

 

案例9司他夫定的连续合成

司他夫定是一种用于治疗HIV感染的抗病毒药物,属于核苷类逆转录酶抑制剂。它通过抑制病毒对细胞内转录病毒核酸的合成,阻断病毒复制过程,有效降低病毒载量,从而减轻病情并阻止病毒传播,延长患者寿命。

产品名称:司他夫定。产量:总产率为 87%,总停留时间为 19.9 分钟,通量为 117 mg/h,无需中间纯化。

连续流合成路线:

 

1首先在PTFE 盘管反应器中使用MsCl 在三丁胺(TBA)存在下对5-甲基尿苷(2)进行甲基化, 且无需超声处理得到化合物3

最佳条件为 MsCl4.5 当量)、TEA6 当量)、室温和 15 s 停留时间,使用 DMF DCM 作为溶剂,以 6.4 g/h 的通量提供三甲磺酸酯 3,分离收率为 97%

 

三聚氰甲酸酯3的连续流合成

2通过1,8-二氮杂二环(DBU)2'-C 的分子间亲核进攻完成环化, 在固定床反应器中进行5'-OMs 5'-OBz 的置换得到化合物5

最佳条件是 120 ℃30 s 停留时间,通过 HPLC 得到化合物 4 的转化率为 100%,分离收率为 97%

 

化合物3到化合物5合成流程

Compound 3 to compound 5 synthesis process

 

分子间亲核攻击得到化合物4的机理

Proposed mechanism for intermolecular nucleophilic attack to afford compound 4.

 

合成路线

3加入过量的AcBr 进行2'-溴化.

 

5'-苯甲酰-5-甲基尿嘧啶(化合物5)到化合物6

Synthesis of compound 6 from 5'--benzoyl-5-methyluridine (5)

4随后过量的AcBr AcOH 进行淬灭, 并使用Zn/Celite 固定床反应器对2’-Br 3’-OMs 进行还原消除, 从而产生烯烃双键, 得到关键前体化合物7

 

化合物6到化合物7

Compound 6 to compound 7

 

5使用NaOMe 5 ' -苯甲酰-d4T7)进行Bz 脱保护。用Dowex H+树脂填充的反应器中和, 得到产物司他夫定1.

 

 

化合物7到化合物1

Compound 7 to compound 1

 

案例10洛莫司汀的连续合成

洛莫司汀是一种有效的化疗药物,主要用于治疗脑部肿瘤和其他实体瘤,如恶性淋巴瘤、肺癌等。它通过杀灭肿瘤细胞来达到控制或治愈肿瘤的目的。尽管化疗过程可能伴随一些副作用,但洛莫司汀在治疗肿瘤方面展现出了显著的疗效。

产品名称:洛莫司汀。产量:9 分钟的总保留时间内, 收率达63%。

1、环己胺(1)1--2-异氰酸乙烷(2)在反应器(50℃50μL)中进行氨甲酰化反应, 停留1min得到化合物3.

 

 

 

2、用混合溶液体系水和二氯甲烷(DCM)进行稀释, 进入第二个反应器与亚硝化试剂(NaNO2 t-BuONO)进行硝化过程, 最终得到洛莫司汀.

第二步用亚硝酸钠缩合两步合成洛莫司汀。

 

洛莫司汀缩合合成的第一步

 

第二步用NaNO2作为亚硝化试剂伸缩合成洛莫司汀

 

在反应开始前,用TBN作为亚硝化试剂合成伸缩洛莫司汀。

 

利用TBN合成伸缩洛莫司汀(避光)

 

利用TBN缩合合成洛莫司汀的第二步。

 

案例11伊马替尼及其类似物的连续合成

伊马替尼作为第一代靶向白血病治疗药物,开创了治疗新纪元。其类似物如达沙替尼和尼洛替尼,在继承伊马替尼疗效的同时,改善了耐受性问题。这些药物精准打击癌细胞,副作用小,为白血病等恶性肿瘤患者带来了新希望。

产品名称:伊马替尼及其类似物。结论:以取代甲基苯腈为起始原料,在第一个盘管反应器中通过Cs2CO3作用迅速水解转化为相应的酰胺中间体,然后与芳酰卤化物4--2-氛甲苯在Pd催化剂及K3PO4水溶液条件下,进入第二个反应器发生选择性酰胺化,终以58%的收率得到了目标化合物伊马替尼36,且总保留时间仅48分钟,大大提高了生产效率。

 

合成路线

 

优化后的合成路线

 

 

案例12苯佐卡因的两步连续合成

苯佐卡因是一种局部麻醉剂,具有阻断神经冲动和降低神经细胞膜对碘化钠的通透性的作用,已广泛应用于制药行业,主要用于创面、溃疡面、黏膜表面和痔疮麻醉,通过阻断神经冲动的传导来止痛止痒。它具有稳定性好、起效快、维持时间长和副作用小等优点。

产品名称:苯佐卡因。最佳工艺条件:在酸性条件下(浓硫酸或三氟乙酸), 将对硝基苯甲酸(3.12 g0.018 mol)和硫酸或三氟乙酸的乙醇(100 mL)溶液混合, 1 mL/min 的流速泵入微反应器. 将反应器温度设置为 50℃, 压力设置为 45 bar, 10% Pd/C催化下对原料进行加氢还原和酯化。。产率:收率和选择性均为99%,停留时间12s

 

合成路线

 

酸性条件下连续流加氢对硝基苯甲酸级联还原

案例13氨苯尼考抗生素的合成

氨苯尼考抗生素是一种广谱抗菌药物,对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌均表现出广泛的抗菌活性,如链球菌、葡萄球菌、巴氏杆菌等。它主要用于治疗畜禽呼吸道感染、肠道感染等疾病,具有疗效显著、安全性高的特点,是一类重要的人工合成抗生素。

产品名称:氨苯尼考抗生素:(−)-氯霉素、(−)-氮达霉素、(+)-硫霉素和(+)-氟苯尼考。产率:氯霉素38%总收率; 叠氮氯霉素39%总收率; 甲砜霉素69%总收率; 氟苯尼考58%总收率。

 

合成路线示意图

(−)氯霉素     a(−)氮达霉素 b

(+)硫霉素     c(+)氟苯尼考 d

ab合成流程

 

cd合成流程

 

案例14泊马度胺的连续合成

泊马度胺是一种高效且低毒的免疫调节剂,主要用于治疗复发难治的多发性骨髓瘤。它具有强大的抗肿瘤细胞增殖和诱导凋亡作用,能够显著延长患者的生存期。此外,泊马度胺还对来那度胺耐药的患者有效,为这类患者提供了新的治疗选择。虽然服用后可能出现一些不良反应,但在医生的指导下正确用药,可以确保安全和有效。总的来说,泊马度胺为多发性骨髓瘤患者提供了新的希望,具有广阔的临床应用前景。

产品名称:泊马度胺。结论:将起始原料Boc-L-谷氨酰胺(1)与N-羟基琥珀酰亚胺(2)混合, 0.1 mL/min 的流速与DMF 中的N,N-二异丙基碳二亚胺溶液(3)在第一个盘管反应器中进行环化, 71%收率得到化合物N-Boc戊二酰亚胺环(4),在酸性条件下脱保护,得到戊二酰亚胺部分(5)然后流出的反应液与邻苯二甲酸酐(6)在三氟乙醇/甲苯(2 : 1)条件下混合, 通过第二个盘管反应器完成缩合反应, 100分钟的保留时间内以68%收率得到4-硝基取代的沙利度胺衍生物(7. 最后, 在加热至80℃的固定床反应器中进行硝基的还原, 制备出泊马度胺(11, 总收率约45%

合成总路线

 

 

Boc-L-谷氨酰胺 1)的连续流动环化

 

环酰胺(4)的连续流动脱保护

 

戊二酰亚胺部分5的盐酸盐与4-硝基邻苯二甲酸酐6的连续流动缩合反应

 

44-硝基邻苯二甲酸酐(6)的连续流动缩合反应及同法制备的IMDs

 

使用Fe + 硅胶填充柱反应器连续流动还原4-硝基取代的沙利度胺衍生物(7)的硝基

案例15URAT1抑制剂Lesinurad的连续合成

URAT1抑制剂Lesinurad是一种创新的尿酸降低药物,它通过选择性抑制尿酸转运蛋白URAT1,有效增加近端肾小管尿酸盐的排泄,从而降低血尿酸水平。该药物在治疗高尿酸血症及痛风方面展现出显著疗效,尤其适用于黄嘌呤氧化酶抑制剂治疗不佳的患者。Lesinurad具有良好的药代动力学特征,不良反应相对较少,为痛风及高尿酸血症患者提供了新的治疗选择。

产品名称:URAT1抑制剂Lesinurad。结论:1、中间体氨基硫脲(12)的制备:将酰肼5(120mg2mmol)和异硫氰酸酯11(451mg2mmol)20mL 乙酸乙酯中在60℃搅拌4小时。蒸发混合物,白色固体无需进一步纯化即可用于下一步(570mg99%收率)。2、中间体(13)的制备:将氨基硫脲(12)(570 mg2 mmol)溶解在15 mL MeCN1 mL DMF中。将3mL NaOH溶液(3mmol1M)滴加到反应瓶中并将混合物在60℃搅拌2小时。将所得溶液冷却至室温,并用 1M HCl 酸化至 pH 6。滤出形成的沉淀,并通过快速色谱法(DCM/MeOH 2–5%)进一步纯化,得到硫醇 13,为白色固体(529毫克,产率 99%)。

 

3、三唑体系中间体(2)的制备:将硫醇 13 (267 mg1 mmol)、氯乙酸乙酯 8 (129 µL1.2 mmol) 碳酸钾 (166 mg1.2 mmol) 溶解在 2 mL DMF 中。将所得悬浮液在室温下搅拌2小时。将反应混合物溶解在10mLS7中并用乙酸乙酯(3×10mL)萃取。合并有机层并用水(4×10mL)和盐水(1×10mL)萃取。粗产物通过快速色谱法(己烷/乙酸乙酯 10-50%)进一步纯化,得到白色固体状的化合物2215 mg61%产率)。

 

案例16级联醚化/Smiles重排六步连续流合成双氯芬酸钠

双氯芬酸钠是一种非甾体类抗炎药,具有镇痛、抗炎和解热作用。它主要用于缓解各种关节炎的关节肿痛症状,如骨关节炎、类风湿关节炎等,也适用于治疗非关节性的软组织风湿性疼痛,如肩痛、肌痛等。此外,双氯芬酸钠对急性轻、中度疼痛如手术后疼痛、头痛等也有一定疗效。在双氯芬酸钠的合成中,采用级联醚化和Smiles重排这两个关键反应步骤,通过精心设计的反应条件和流程,实现了目标化合物的合成。

产品名称:非甾体抗炎药-双氯芬酸钠。产量:总收率达63%,纯度达99%

合成路线:

 

具有醚化/Smiles重排级联的连续流合成路线

 

化合物7的合成路线

 

一次醚化/Smiles重排级联及三次Smiles重排的二步法合成羟基乙酰二苯胺3

 

化合物5的合成路线

 

 

化合物1的合成路线

 

案例17塞来昔布(COX-2)抑制剂的连续合成

塞来昔布(Celecoxib)是一种非甾体类抗炎药(NSAID),同时也是一种选择性环氧化酶-2(COX-2)抑制剂。它通过抑制环氧化酶-2来阻断花生四烯酸合成前列腺素,从而发挥抗炎和镇痛效果。塞来昔布胶囊在治疗多种疼痛方面具有良好的疗效,如各种原因引起的疼痛,包括牙齿痛、关节疼痛、头晕头痛等。此外,它常用于治疗急性期或慢性期的骨关节炎和类风湿关节炎的症状和体征,以及缓解强直性脊柱炎的症状。

产品名称:苯选择性环氧合酶-2(COX-2)抑制剂。产量:总收率达85%,纯度达99%。最佳合成工艺:料液摩尔比(取代二酮:4-肼基苯磺酰胺盐酸盐:MeOH:H2O1:1:277:45)SS 管(内径:1 毫米,长度 10.2 米); 120 ℃,压力 32 bar。

合成路线:

 

 

含氟聚合物 PTFE 膜微分离连接在两个带有激光切割通道的 PTFE 膜之间的示意图; (A) 微分离器模型; (B) 微分离器的图像

案例18丙泊酚的流动合成

丙泊酚是一种常用的静脉全身麻醉药物,具有起效快、苏醒迅速且功能恢复完善等优点。它呈乳白色液体状,通过静脉通路注入患者体内后,能够迅速产生强大的镇静作用,使患者失去意识,但本身没有镇痛作用。丙泊酚广泛应用于麻醉诱导、麻醉维持以及ICU危重病人的镇静,同时也用于无痛人流手术等,并在手术和麻醉过程中为患者提供更为舒适的体验。

产物:麻醉药-丙泊酚。简介:连续流生产方案在 6 h 内合成了 5.74 g 丙泊酚, 达到 23.0 g/天的生产力。

合成路线:

 

 

 

间歇反应合成化合物2(最高收率达46%

Batch reaction synthesis of compound 2 (up to 46% yield)

 

连续流合成化合物2(最高收率达47.4%)

Continuous flow synthesis of compound 2 (up to 47.4% yield)

 

间歇反应合成化合物3(耗时24h,最高收率达91%

Batch reaction synthesis of compound 3 (time 24hup to 91% yield)

 

间歇反应合成化合物3(耗时16h,最高收率达89%

Batch reaction synthesis of compound 3 (time 16hup to 89% yield)


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