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维生素B1直线式路线中间体嘧啶环的合成

2022.5.18

  10是VB1直线式路线生产中的一个重要中间体。 该化合物合成方法较多,根据其起始原料的不同,可将路线概括为两大类:丙二腈路线和丙烯腈路线。

  Hoffmann-La Roche 公司开发的路线以丙二腈11为起始原料, 经Knoevenagel缩合得到12,再经胺化、环合、还原得到10。该合成路线简洁,总收率79%,但因其起始原料丙二腈以及在环合步骤使用的乙基乙酰亚胺盐酸盐价格昂贵,致使生产成本较高,限制了其在工业上的应用。

  有学者以氰乙酰胺16为起始原料,经过Vilsmeier-Haack 反应形成中间体17,该步反应以三氯氧磷作为脱水剂可使底物脱水形成丙二腈中间体形式再参与反应。17经环合、还原得到10,三步反应总收率65.2%。环合步骤使用了价廉的4代替14,较好的提升了路线的经济性。

  由UBE公司开发的路线以丙烯腈18为起始原料,甲氧基化后得到19,其α位在碱性条件下形成烯醇钠盐20,再经正丁基保护、环合、成肟以及还原反应后得到10。该法以廉价的丙烯腈为起始原料,成本低,但延长了反应步骤,总收率降至61.8%。

  目前,国内工业化路线是以丙烯腈为原料,其胺化产物形成烯醇钠盐25,再经邻氯苯胺保护、环合、碱性条件下水解后得到10。该路线工艺条件温和,总收率64.1%,但在环合步骤,盐酸乙脒需用碱中和进行预处理,得到了不稳定的乙脒和废盐,增加了额外的处理成本,且使用了具有致癌性的邻氯苯胺作为保护基团,毒性较大。

  传统方法中,使用未经游离的4作为合成子直接用于环合形成嘧啶类化合物,一般在反应体系中需要添加有机碱(DIPEA)做缚酸剂。 2013年,有学者在使用了有机碱作为缚酸剂效果不佳的情况下首次尝试性的筛选了路易斯酸催化剂用于催化环合反应,优选使用价廉易得的氯化锌做催化剂,反应产率高。 后处理通过添加NaOH溶液调pH的方法,过滤Zn(OH)2沉淀,实现路易斯酸与产物的分离,同时对金属残留进行了详细的追踪,小于100 ppm。 该路线两步收率75%,革除了保护基团的使用,提高了反应的原子经济性,工业化前景好。

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