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23357-52-0 / (S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺的应用

背景及概述[1][2]

手性胺是众多具有重要生物活性化合物分子结构中的组成部分,在天然生物碱和氨基酸及其衍生物、药物、除草剂和杀虫剂等分子中都存在着这一结构片段。同时,光学纯的胺在现代药物中是一类重要的合成砌块,也是极具应用价值的拆分剂。(S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺及其衍生物是一类重要的药物合成中间体. (S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺CAS号23357-52-0,化学式C10H13N。分子量147.21700。密度1.01,沸点250ºC,闪点>110ºC,折射率1.565。目前制备光学纯(S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺的方法有两种:1)制备出外消旋的胺再拆分;2)采用不对称催化氢化反应直接获得。

应用[1-3]

(S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺及其衍生物是一类重要的药物合成中间体,一直以来在新药合成领域发挥着重要作用。其应用举例如下:

1. 合成酰基保护的4- 氨基-3,4- 二氢-1(2H)-萘酮类化合物,如图1所示:

(S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺的应用

图1(a)化合物是一类治疗肥胖症及精神性疾病药物的中间体,图1(b)化合物是一类酪氨酸激酶Jak3抑制剂,对器官移植、自身性免疫疾病及肥大细胞介导的疾病具有良好的治疗效果,图1(c)化合物是抗抑郁症的畅销药物舍曲林,这些化合物结构中都含有四氢萘胺结构片段。有研究采用光学纯的(s)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺和(R)-1,2,3,4- 四氢-1-萘胺为起始原料,与乙酸酐、苯甲酰氯和邻苯二甲酸酐进行酰化反应,再经氧化反应得到具有光学活性的氨基萘酮3和6,在后续的还原反应中,期望在分子中已有手性中心的诱导下,能够实现对羰基的立体选择性还原,从而构建新的手性中心.在不同酰基保护下的氨基萘酮3 和6中的羰基经硼氢化钠(NaBH4)或二异丁基氢化铝还原反应,结果显示,在空间位阻相对较大的邻苯二甲酰基保护下,经二异丁基氢化铝还原后得到的氨基醇4ca和7ba的非对映异构体过量百分比分别为92.6% 和98.2%,其构型经二维核磁共振氢谱的核磁欧沃豪斯效应推断皆为顺式构型,反应线路如式所示:

(S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺的应用

2. 合成(1S,3aR,6aS)-八氢环戊二烯并[c] 吡咯-1-羧酸叔丁酯。合成方法如下:用1-苄基-L-脯氨酸与2-氨基二苯甲酮缩合得手性助剂2-[N-(N'-苄基-L-脯氨酰) 氨基] 二苯甲酮(2)。2 与甘氨酸、六水合氯化镍络合可制得2 的甘氨酸席夫碱Ni( Ⅱ ) 配合物3。3 作为一种手性助剂,由于手性脯氨酸基团的空间效应,在强碱条件可通过醇醛缩合、Michael 加成、Mannich 反应等合成各种手性纯度高的氨基酸衍生物。由此,在无水甲醇钠作碱和DMF 为溶剂条件下,3 作为亲核试剂与1-环戊烯甲醛发生Michael 加成,立体选择性得Ni-(S)-2-[N-(N'-苄基-L-脯氨酰) 氨基] 二苯甲酮-(2-甲酰基) 环戊基甘氨酸络合物(4)。金属络合物4 在氯化氢的甲醇溶液中可发生水解,游离出羧基和亚胺,同时可实现2 的高效回收;该亚胺在酸性条件下极不稳定,可进一步形成游离氨基;游离氨基又与醛基发生分子内脱水,成环形成烯胺衍生物(3aR,6aS)-1,3a,4,5,6,6a-六氢环戊二烯并[c] 吡咯-1-羧酸(5),并保持热力学稳定的优势构象。5 在钯炭作用下氢化还原可得(3aR,6aS) -八氢环戊二烯并[c] 吡咯-1-羧酸(6),6 在水相中与二碳酸二叔丁酯反应实现氨基的Boc 保护,再通过(S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺的拆分,即可得光学纯(1S,3aR,6aS)-2-( 叔丁氧羰基) 八氢环戊二烯并[c]吡咯-1-羧酸(7)。以4-二甲胺基吡啶为催化剂,7与二碳酸二叔丁酯反应生成(1S,3aR,6aS)-2-( 叔丁氧羰基) 八氢环戊二烯并[ c] 吡咯-1-羧酸叔丁酯( 8)。8 再经甲磺酸脱氨基保护和成草酸盐制得1。本路线反应条件温和,无需特殊的低温无氧反应装置,仅需通过重结晶即可实现纯化;此外,中间体2 和拆分试剂(S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺均可反复回收套用,反应立体选择性和拆分效率高,成本较低,以3 计总收率可达40%,适用于工业化制备。1 的合成路线见图。

(S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺的应用

制备 [2,4-5]

步骤1:手性源合成得到外消旋的1,2,3,4-四氢-1-萘胺

由四氢萘酮合成3,4二氢化萘-1(2H)酮肟,然后进行氢化还原得到外消旋的1,2,3,4-四氢-1-萘胺,具体如下:

(S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺的应用

步骤2:催化氢化合成1,2,3,4-四氢-1-萘胺的酒石酸盐

文献报道光学纯的1,2,3,4-四氢-1-萘胺可以进行催化外消旋化,但并未用此方法大批量合成该胺,于是考虑将化学拆分和催化外消旋化的步骤加入催化氢化合成1,2,3,4-四氢-1-萘胺的方法。而且在酒石酸或脯氨酸存在下,反应速率大大加快,且产物为氨盐,不易变质。1,2,3,4-四氢-1-萘胺常温下为无色液体,空气中放置短时间变成白色固体。原因在于1,2,3,4-四氢-1-萘胺常温下为固体,非常纯的情况下为液态无法结晶为固体,且在空气中极易变质,由该物质的气质联用数据得知变质后产物主要为1,2,3,4-四氢-1-萘胺和二氢化萘的混合物。

步骤3:光学纯(S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺的合成

(S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺的应用

如图,如果第一步酮肪催化氢化是在D一酒石酸存在下进行反应的,则三次重结晶得到光学纯的(S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺的D-酒石酸盐,单步收率为29.7-40%。然后合并多次重结晶的滤液,并用碳酸钠溶液调至pH值为11,再用乙酸乙酯从水溶液中将1,2,3,4-四氢-1-萘胺萃取出来,浓缩除去乙酸乙酯,将粗产物溶于甲苯后按照摸索出的条件催化外消旋化。而将得到的外消旋1,2,3,4-四氢-1-萘胺制成D一酒石酸盐后继续拆分,单步收率为28.7-40%。继续合并滤液碱化、催化外消旋化,多次循环。最后合并所有1,2,3,4-四氢-1-萘胺的酒石酸盐碱化提纯出光学纯的(S)-1,2,3,4-四氢-1-萘胺,单步收率86.7-89%。

主要参考资料

[1] 王超, 黄焰根, 孟卫东. 酰基保护的 4-氨基-3, 4-二氢-1 (2H)-萘酮的立体选择性还原反应[J]. 东华大学学报: 自然科学版, 2013 (1): 70-76.

[2] 石予白, 马少华, 张玉琳, 等. (1S, 3aR, 6aS)-八氢环戊二烯并 [c] 吡咯-1-羧酸叔丁酯草酸盐的合成[J]. 中国医药工业杂志, 2014, 45(11): 1012-1015.

[3] 王超. 光学纯的 1, 2, 3, 4-四氢-1-萘胺及其胺醇衍生物的制备[D]. 东华大学, 2012.