专利名称：2－酰基噻吩化合物的制备方法
技术领域：
本发明涉及2-酰基噻吩化合物的制备方法。2-酰基噻吩化合物可用作制备药物等的原材料和中间体。
背景技术：
在药物合成中，考虑到提高作为最终产品的药物的安全性，强烈需要降低杂质的含量。具体而言，在制备药物过程中实施的反应步骤中作为副产物的异构体在物理性质方面彼此相似，因此不易分离提纯。因此，在原材料和中间体中由先前的反应步骤产生的异构体可在制备药物时所实施的后续反应中引发各种副反应，从而导致最终产品含有高含量的各种反应副产物杂质。所以，用于制备药物的原材料的异构体含量通常严格以0.1wt％的单位进行控制。
同样，对于可用作制备药物等时的原材料和中间体的2-酰基噻吩化合物的制备，同样期望具有低异构体含量的制备方法。而且，基于环境问题和生产成本的考虑，强烈期望不采用溶剂尤其是有机溶剂的制备方法。
传统上，已知有多种方法用于在不存在溶剂的情况下制备2-酰基噻吩化合物。这些公知方法的实例包括包括在回流下采用活性粘土使噻吩和酸酐反应的方法(J.Am.Chem.Soc.，69，1014，(1947))和包括在75℃～125℃下采用离子交换树脂使噻吩与乙酸酐反应的方法(美国专利No.2,711,414)。
但是，通过制备2-酰基噻吩化合物的传统方法得到的产物含有相对高含量的副产物3-异构体，也就是说，异构体的含量为约1wt％，而且，不易分离。因此，当该化合物用作制备药物等的原材料或中间体时，有必要采用多板蒸馏柱等进行提纯。
例如，在制备2-乙酰基噻吩中，当在后期制备过程中采用蒸馏法分离3-异构体从而提纯产物时，简单的蒸馏实质上是无效的，有必要采用多板蒸馏柱等。例如，即使在提纯蒸馏过程中采用理论塔板数为50的蒸馏柱，以将3-异构体含量为0.9wt％的2-乙酰基噻吩提纯到3-异构体含量为0.5wt％的2-乙酰基噻吩，其提纯产率也只有大约70％。因此，同样由于所产生的3-异构体不易分离，从而期望副产物3-异构体含量低的制备方法。
发明内容
本发明所要解决的问题本发明的目的是提供制备具有低含量3-异构体的2-酰基噻吩化合物的方法，其中所述3-异构体作为副产物而产生。
解决问题的手段本发明如下所述提供了制备2-酰基噻吩化合物的方法。
1.2-酰基噻吩化合物的制备方法，所述方法包括在存在固体酸催化剂以及不存在溶剂的情况下，在低于75℃的温度下，使式(1)所示的噻吩化合物与至少一种选自式(2)所示的酸酐和式(3)所示的酰卤的物质进行反应， 其中R1为氢原子、C1-6烷基、苯基或卤原子； 其中R2为C1-6烷基或苯基； 其中R2的定义同上，X是卤原子，从而得到式(4)所示的2-酰基噻吩化合物
其中R1和R2的定义同上。
2.根据第1项所述的方法，其中固体酸催化剂是选自沸石、活性粘土和阳离子交换树脂的至少一种物质。
3.根据第1或2项所述的方法，其中固体酸催化剂的使用量为0.1～50重量份/100重量份的噻吩化合物。
下文将对本发明详细加以描述。
本发明所用的噻吩化合物是上式(1)所示的化合物。式(1)中，R1为氢原子、C1-6烷基、苯基或卤原子。
C1-6烷基的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正己基等。
卤素的实例包括氯、溴、碘等。
上述式(1)所示噻吩化合物的实例包括噻吩、2-甲基噻吩、2-乙基噻吩、2-正丙基噻吩、2-异丙基噻吩、2-正丁基噻吩、2-叔丁基噻吩、2-正戊基噻吩、2-正己基噻吩、2-苯基噻吩、2-氯代噻吩、2-溴代噻吩、2-碘代噻吩等。
这些噻吩化合物可用公知的方法制备。在上述式(1)所示的噻吩化合物中，例如可以由包括还原相应酰基噻吩的方法来制备其中R1为C1-6烷基的那些噻吩化合物。在上述式(1)所示的噻吩化合物中，例如可以由包括利用钯催化剂使2-卤代噻吩与苯基硼酸反应的方法来制备其中R1为苯基的化合物。此外，在上述式(1)所示的噻吩化合物中，例如可以由包括使噻吩与分子卤素、N-卤代琥珀酰亚胺或类似物质反应的方法来制备其中R1为卤原子的那些噻吩化合物。
本发明所用的酸酐为上述式(2)所示的化合物。式(2)中，R2为C1-6烷基或苯基。
C1-6烷基的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、叔戊基、正己基等。
上述式(2)所示酸酐的实例包括乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、异丁酸酐、戊酸酐、异戊酸酐、2-甲基丁酸酐、新戊酸酐、己酸酐、2，2-二甲基丁酸酐、庚酸酐、苯甲酸酐等。这些酸酐例如可通过在脱水剂存在的条件下加热相应的酸而制备。
本发明所用的酰卤为上述式(3)所示的化合物。式(3)中，R2定义同式(2)的定义，X为卤原子。
卤原子的实例包括氟、氯、溴等。
上述式(3)所示的酰卤的实例包括乙酰氟、乙酰氯、乙酰溴、丙酰氯、正丁酰氯、异丁酰氯、戊酰氯、异戊酰氯、2-甲基丁酰氯、新戊酰氯、正己酰氯、2，2-二甲基丁酰氯、正庚酰氯、苯甲酰氯等。这些酰卤例如可通过使相应的酸与亚硫酰卤化物反应制得。
本发明中，所述酸酐或酰卤可以单独使用，或者可以组合使用式(2)和(3)的酸酐和酰卤，其中式(2)和(3)中的R2相同。
为了降低未反应的残留噻吩化合物的量和实现与用量相称的效果，相对于每摩尔噻吩化合物，如上所述选自酸酐和酰卤的至少一种物质的用量优选为0.4-10mol，更优选为0.5-3mol。
本发明所用的固体酸催化剂没有特别限制，其实例包括沸石、活性粘土和阳离子交换树脂。可用的阳离子交换树脂没有特别限制，其实例包括全氟磺酸聚合物、磺酸聚合物等。这些固体酸催化剂可单独使用，或者两种或更多种组合使用。
为使反应顺利进行和实现与用量相称的效果，相对于100重量份的噻吩化合物，固体酸催化剂的用量优选为0.1-50重量份，更优选为1-30重量份。
反应温度为低于75℃，优选至少为-10℃但低于75℃，更优选为10℃-60℃。当反应温度低于-10℃，反应速度变慢，需要很长时间来完成反应。当反应温度为75℃或更高，会产生大量异构体。反应时间优选为1-100小时，但是难以统一，这是由于反应时间根据反应温度而变化。在本发明中，由于反应是在不存在溶剂的情况下进行的，因此没有必要使用溶剂。
将所期望的目标产物2-酰基噻吩化合物从反应混合物中分离的方法的实例包括蒸馏法；包括加入水并分离反应混合物、然后浓缩由分离得到的有机层、再将溶剂加入到已沉淀晶体中以进行重结晶的方法；和类似方法。
如此得到的2-酰基噻吩化合物是上述式(4)所示的化合物。式(4)中，R1的定义与式(1)中的定义相同，R2的定义与式(2)和(3)中的定义相同。
上述式(4)所示2-酰基噻吩化合物的实例包括2-乙酰基噻吩、2-丙酰基噻吩、2-丁酰基噻吩、2-异丁酰基噻吩、2-戊酰基噻吩、2-异戊酰基噻吩、2-(2-甲基)丁酰基噻吩、2-新戊酰基噻吩、2-己酰基噻吩、2-(2，2-二甲基)丁酰基噻吩、2-庚酰基噻吩、2-苯甲酰基噻吩、2-乙酰基-5-甲基噻吩、2-乙酰基-5-乙基噻吩、2-乙酰基-5-正丙基噻吩、2-乙酰基-5-异丙基噻吩、2-乙酰基-5-正丁基噻吩、2-乙酰基-5-叔丁基噻吩、2-乙酰基-5-正戊基噻吩、2-乙酰基-5-正己基噻吩、2-乙酰基-5-苯基噻吩、2-乙酰基-5-氯代噻吩、2-乙酰基-5-溴代噻吩、2-乙酰基-5-碘代噻吩等。
本发明的效果根据本发明，可以容易地在工业上以低成本得到副产物3-异构体含量不高于0.5wt％的2-酰基噻吩化合物。
具体实施例方式
下面给出本发明的实施例和对比实施例，以更详细地描述本发明，但本发明的范围不限于这些实施例。
实施例1将80g活性粘土(Nacalai Tesque，Inc.产品)和347.1g(3.4mol)乙酸酐引入到配备有搅拌器、冷凝器、温度计和滴液漏斗的1升四颈烧瓶中。在25-35℃下，用1个小时逐滴加入286.1g(3.4mol)噻吩。逐滴加入后，使反应在30℃下进行96小时。反应后，通过过滤分离活性粘土，得到茶褐色滤液。蒸馏滤液，除去未反应的噻吩、乙酸酐以及副产物乙酸，从而得到278.8g(2.2mol)2-乙酰基噻吩。2-乙酰基噻吩的产率为65％，基于噻吩。
用高效液相色谱法测定3-异构体，即3-乙酰基噻吩的含量。得到的2-乙酰基噻吩产物中3-乙酰基噻吩的含量为0.3wt％。实施高效液相色谱法所采用的条件如下柱TSKgel ODS-80TS 4.6mmφ×250mm(Tosoh Corporation产品)；流动相0.05wt％的磷酸二氢钾水溶液(磷酸PH＝3.7)/乙腈＝75/25(V/V)，流动速率1ml/min；柱恒温温度30℃；检测器UV220nm。
实施例2将2.5g阳离子交换树脂全氟磺酸聚合物(N.E.Chemcat Corporation产品，商品名SAC-13)和25.5g(0.25mol)乙酸酐引入到配备有搅拌器、冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml四颈烧瓶中。在25-30℃下，用30分钟逐滴加入21.0g(0.25mol)噻吩。逐滴加入后，使反应在30℃下进行40小时。反应后，通过过滤分离全氟磺酸聚合物，得到茶褐色滤液。蒸馏滤液，除去未反应的噻吩、乙酸酐以及副产物乙酸，得到24.3g(0.19mol)2-乙酰基噻吩。2-乙酰基噻吩的产率为77％，基于噻吩。用与实施例1相同的方法测定3-异构体的含量。得到的2-乙酰基噻吩产物中3-乙酰基噻吩的含量为0.5wt％。
实施例3将2.5g阳离子交换树脂磺酸聚合物(SIGMA-ALDRICH产品，商品名DOWEX-DR2030)和25.5g(0.25mol)乙酸酐引入到配备有搅拌器、冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml四颈烧瓶中。在20-25℃下，用1个小时逐滴加入21.0g(0.25mol)噻吩。逐滴加入后，使反应在40℃下进行45小时。反应后，通过过滤分离磺酸聚合物，得到茶褐色滤液。蒸馏滤液，除去未反应的噻吩、乙酸酐以及副产物乙酸，得到26.4g(0.21mol)2-乙酰基噻吩。2-乙酰基噻吩的产率为84％，基于噻吩。用与实施例1相同的方法测定3-异构体的含量。得到的2-乙酰基噻吩产物中3-乙酰基噻吩的含量为0.4wt％。
实施例4将5.9g沸石(Tosoh Corporation产品，商品名HSZ-360HUA)和25.5g(0.25mol)乙酸酐引入到配备有搅拌器、冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml四颈烧瓶中。在25-35℃下，用1个小时逐滴加入21.0g(0.25mol)噻吩。逐滴加入后，使反应在30℃下进行96小时。反应后，通过过滤分离沸石，得到茶褐色滤液。蒸馏滤液，除去未反应的噻吩、乙酸酐以及副产物乙酸，得到19.4g(0.15mol)2-乙酰基噻吩。2-乙酰基噻吩的产率为62％，基于噻吩。用与实施例1相同的方法测定3-异构体的含量。得到的2-乙酰基噻吩产物中3-乙酰基噻吩的含量为0.5wt％。
实施例5将5.9g活性粘土(Nacalai Tesque，Inc.产品)和21.0g(0.25mol)噻吩引入到配备有搅拌器、冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml四颈烧瓶中。在25-35℃下，用2个小时逐滴加入19.6g(0.25mol)乙酰氯。逐滴加入后，使反应在30℃下进行48小时。反应后，通过过滤分离活性粘土，得到黑色滤液。蒸馏滤液，除去未反应的噻吩和乙酰氯，得到18.3g(0.15mol)2-乙酰基噻吩。2-乙酰基噻吩的产率为58％，基于噻吩。3-异构体的含量用与实施例1中相同的方法测定。得到的2-乙酰基噻吩产物中3-乙酰基噻吩的含量为0.4wt％。
实施例6将5.9g活性粘土(Nacalai Tesque，Inc.产品)和56.6g(0.25mol)苯甲酸酐引入到配备有搅拌器、冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml四颈烧瓶中。在55-65℃下，用1个小时逐滴加入21.0g(0.25mol)噻吩。逐滴加入后，使反应在60℃下进行72小时。反应后，通过过滤分离活性粘土，得到茶褐色滤液。蒸馏滤液，除去未反应的噻吩、苯甲酸酐以及副产物苯甲酸，得到26.0g(0.14mol)2-苯甲酰基噻吩。2-苯甲酰基噻吩的产率为55％，基于噻吩。用与实施例1相同的方法测定3-异构体的含量。得到的2-苯甲酰基噻吩产物中3-苯甲酰基噻吩的含量为0.5wt％。
实施例7将5.9g活性粘土(Nacalai Tesque，Inc.产品)和25.5g(0.25mol)乙酸酐引入到配备有搅拌器、冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml四颈烧瓶中。在25-35℃下，用1个小时逐滴加入24.6g(0.25mol)2-甲基噻吩。逐滴加入后，使反应在30℃下进行48小时。反应后，通过过滤分离活性粘土，得到黑色滤液。蒸馏滤液，除去未反应的2-甲基噻吩、乙酸酐以及副产物乙酸，得到23.5g(0.17mol)2-乙酰基-5-甲基噻吩。2-乙酰基-5-甲基噻吩的产率为67％，基于2-甲基噻吩。用与实施例1相同的方法测定3-异构体的含量。得到的2-乙酰基-5-甲基噻吩产物中3-乙酰基-5-甲基噻吩的含量为0.5wt％。
实施例8将5.9g活性粘土(Nacalai Tesque，Inc.产品)和25.5g(0.25mol)乙酸酐引入到配备有搅拌器、冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml四颈烧瓶中。在45-55℃下，用1个小时逐滴加入29.6g(0.25mol)2-氯代噻吩。逐滴加入后，使反应在50℃下进行72小时。反应后，通过过滤分离活性粘土，得到茶褐色滤液。蒸馏滤液，除去未反应的2-氯代噻吩、乙酸酐以及副产物乙酸，得到20.9g(0.13mol)2-乙酰基-5-氯代噻吩。2-乙酰基-5-氯代噻吩的产率为52％，基于2-氯代噻吩。用与实施例1相同的方法测定3-异构体的含量。得到的2-乙酰基-5-氯代噻吩产物中3-乙酰基-5-氯代噻吩的含量为0.5wt％。
对比实施例1将11.3g 85wt％的磷酸和273.6g(2.7mol)乙酸酐引入到配备有搅拌器、冷凝器、温度计和滴液漏斗的1升四颈烧瓶中。在25-35℃下，用30分钟逐滴加入225.5g(2.7mol)噻吩。逐滴加入后，使反应在30℃下进行60小时。反应后，逐滴加入100g10wt％的氨水并搅拌，分离反应混合物，得到黑色油状层。蒸馏油状层，除去未反应的噻吩、乙酸酐以及副产物乙酸，得到172.4(1.4mol)2-乙酰基噻吩。2-乙酰基噻吩的产率为51％，基于噻吩。用与实施例1相同的方法测定3-异构体的含量。得到的2-乙酰基噻吩产物中3-乙酰基噻吩的含量为1.0wt％。
对比实施例2将5.8g活性粘土(Nacalai Tesque，Inc.产品)和25.5g(0.25mol)乙酸酐引入到配备有搅拌器、冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml四颈烧瓶中。在75-85℃下，用10分钟逐滴加入21.0g(0.25mol)噻吩。逐滴加入后，使反应在100℃下回流进行5小时。反应后，通过过滤分离活性粘土，得到黑色滤液。蒸馏滤液，除去未反应的噻吩、乙酸酐以及副产物乙酸，得到22.1g(0.18mol)2-乙酰基噻吩。2-乙酰基噻吩的产率为70％，基于噻吩。用与实施例1相同的方法测定3-异构体的含量。得到的2-乙酰基噻吩产物中3-乙酰基噻吩的含量为0.9wt％。
权利要求
1.制备2-酰基噻吩化合物的方法，包括在存在固体酸催化剂以及不存在溶剂的情况下，在低于75℃的温度下，使式(1)所示的噻吩化合物与至少一种选自式(2)所示的酸酐和式(3)所示的酰卤的物质进行反应， 其中R1为氢原子、C1-6烷基、苯基或卤原子； 其中R2为C1-6烷基或苯基； 其中R2的定义同上，X是卤原子；从而得到式(4)所示的2-酰基噻吩化合物 其中R1和R2的定义同上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中固体酸催化剂是选自沸石、活性粘土和阳离子交换树脂的至少一种物质。
3.根据权利要求1所述的方法，其中固体酸催化剂的用量为0.1～50重量份/100重量份的噻吩化合物。
全文摘要
本发明涉及作为副产物产生的3－酰基异构体含量降低的2－酰基噻吩化合物的制备方法。所述方法的特征在于在存在固体酸催化剂以及不存在任何溶剂的情况下，在低于75℃的温度下，使通式(1)所示的噻吩化合物与至少一种选自通式(2)所示的酸酐和通式(3)所示的酰卤的物质进行反应，(其中R
文档编号A61K31/381GK1886396SQ20048003512
公开日2006年12月27日 申请日期2004年12月13日 优先权日2003年12月17日
发明者坂东诚二, 佐竹秀三, 加贺野宏和 申请人:住友精化株式会社