氯硝西泮及其代谢产物的化学合成

氯硝西泮及其代谢产物的化学合成

刘辉

苏州华道生物药业股份有限公司     江苏常熟 215500

摘要：以2-氰基-2-硝基苯胺为原料，经氧化偶联、酰胺化、亲核取代反应、分子内反应、还原反应等过程实现了代谢产物7-氨基氯硝西泮的化学合成，在反应完成后可以直接过滤淋洗即可得到产物，无需其他纯化，操作简便。

关键词：氯硝西泮；氧化偶联；分子内反应；合成

1氯硝西泮的概念

氯硝西泮属于苯二氮卓类药物，1975年美国食品药物管理局(FDA)批准上市，其作用与地西泮(安定)相似，但抗惊厥作用较地西泮强5～10倍,在催眠、抗焦虑、癫痫、惊厥方面作用明显且迅速。关于氯硝西泮的合成报道多见于年代较早的文献以及专利，而这些报道在具体的操作以及应用方面有较大的局限，步骤繁琐、操作复杂、收率较低、成本较高。因此设计开发氯硝西泮及其代谢产物的合成路线具有重要的意义。鉴于其在药物方面的研究具有重要意义，研究氯硝西泮及其代谢产物化学合成方法，具有重要的现实意义。

2研究背景

氯硝西泮属于苯二氮卓类药物，是一种抗惊厥药，其抗惊厥作用较地西泮或硝西泮强５倍左右。氯硝西泮适用于控制和型癫痫，对失神小发作，婴儿痉挛、肌阵挛性和运动不能性发作疗效较好，是一种广谱抗癫痫药。近年来，因该类药物引发的投毒、自杀、误服等刑事案件时有发生，且所涉药物具有单次用药、剂量小、作用强、体内含量低、代谢速度快等问题，同时国内缺少内标物，给法医毒物鉴定带来极大挑战。鉴于此，合成高纯度的氯硝西泮及其代谢产物7-氨基氯硝西泮作为内标物用于法庭毒物分析具有非常重要的实际意义。然而，目前涉及到氯硝西泮和7-氨基氯硝西泮的方法很少，且国内尚无专门生产此类涉案毒物厂家，因此开发针对该化合物的新合成方法迫在眉睫。

1962年，Sternbach等报道了对位取代的苯胺，经过傅克酰基化反应成中间体M1，该方法如果对位取代基为卤原子取代时，能够正常发生反应，但如果对位为硝基取代时反应，首先中间体M1的合成进行困难，温度高达200℃，而且在后续关环成中间体M4时会伴随六元环副产物的出现。Steiger等报道了对产物直接硝化然后再对其进行还原，但涉及选择性的问题，具体操作步骤较为复杂。通过文献调研可以发现，关于氯硝西泮的合成报道多见于年代较早的文献以及专利，而这些报道在具体的操作以及应用方面有较大的局限，因此设计开发新的合成路线具有重要的意义。

本文从起始原料2-氰基-2-硝基苯胺出发经氧化偶联得到中间体M1；M1经酰胺化得到中间体M2；M2经亲核取代反应得到M3；M3发生分子内反应得到关环产物氯硝西泮M4。最后M4经还原反应得到了合成其代谢产物7-氨基氯硝西泮M5。合成的中间体及产物的结构经1HNMR和13CNMR进行表征。

3实验部分

3.1仪器与试剂

显微熔点仪；核磁共振仪（CDCL3为溶剂，TMS为内标）；质谱仪。所用试剂均为分析纯。

3.2合成工艺

将435g(2485mol)2-氯苯甲酰氯和209g(153mol)无水氯化锌的混合物加热至230-240C，并在小部分中在300分钟内添加166g(12mol)4-硝基苯胺。完全添加后，搅拌将混合物加热至280-295C(使用合金的金属浴加热烧瓶)1000小时。冷却至180℃后，小心地加入298毫升水和425毫升甲苯的混合物，并搅拌，然后加入553毫升20%硫酸。将混合物加热、回流和搅拌48小时并冷却至30C。将62毫升氯化镁溶液(26%)与冰一起加入，并在重新冷却至室沮后，将固体萃取至6份250毫升的温(60C)甲苯中。所有的甲苯萃取物用六份250毫升(60℃)的盐酸(3N)，六份250毫升温(60C)50%氢氧化钠溶液彻底清洗，将有机层干燥(硫酸钠)并在真空中蒸发至干燥。残渣从石油醚/苯重结晶得到约60g(15-20%）7-氨基氯硝西泮。

3.3合成流程

（１）M1的合成

称取Pd（TFA)2，（276mg，1.5mmol），L（276mg，1.5mmol）于封管中，Ｎ２保护下加入2-甲基四氢呋喃50ml，搅拌30min后，加入S1（1.63g，10mmol）、S2（3.12g，20mmol）、水（25ml），冰水浴冷却，注入MSOH（9.6g，10ml），加毕，吹N2封管加热至100℃，反应36h。冷却至室温，加水50ml，用乙酸乙酯（3×50ml）萃取，合并有机相，依次用饱和NaHCO3溶液和饱和NaCL溶液洗涤，无水Na2SO4干燥，减压浓缩，残余物经硅胶柱层析（洗脱剂：PE/EA=8/1~5/1）纯化得淡黄色固体M11.7g，产率48%。核磁共振（300兆赫，DMSO-d6）参数分别为： 8.55（s，1H），8.10（m，1H），7.91（m，1H）,7.64（m，1H），7.61（m，1H），7.51（m，1H） ，7.31（m，1H），7.01（m，1H）； 有机波谱分析（75 兆赫，DMSO-d6）参数： 185.6，155.3，148.2，127.8，117.8，105.4，92.6，71.6。

(2)M2的合成

称取中间体M1（4.15g，15mmol），碳酸钠（3.18g，30mmol），加入二氯甲烷50ml，冰水浴下逐滴滴加S3（3.63g，18mmol）的10ml二氯甲烷溶液，加毕10min后撤去冰水浴，反应完毕后，加水30ml淬灭反应，分液，收集有机相，水相用二氯甲烷（2×30ml）萃取，合并有机相，饱和ＮａＣｌ溶液洗涤一次，无水Na2SO4干燥，减压浓缩，残余物经硅胶柱层析（洗脱剂：PE/EA=6/1）纯化得白色固体M25.57g，产率93%。核磁共振（300兆赫， CDCL3）参数： 12.24（s，1H），8.93（m，1H），8.42（m，1H），8.27（m，1H），7.58（m，1H），7.52（m，1H），4.21（m，1H）； 有机波谱分析（ 75兆赫，DMSO-d6）参数： 196.4，172.8，146.3，142.1，138.2，123.1，110.2，105.1，31.2。

(3)M3的合成

称取中间体M2（5.57g，14mmol），加入二甲亚砜50ml，搅拌状态下缓慢分批加入NaN3（2.28g，30mmol），加毕体系为黄透明溶液，检测反应完毕（5~10min），加水50ml淬灭反应，乙酸乙酯（3×50ml）萃取合并有机相，水（3×50ml）洗涤有机相，最后用饱和NaCl溶液洗涤一次，无水Na2SO4干燥，减压浓缩，残余物经硅胶柱层析（洗脱剂：PE/EA=3/1）纯化得淡黄色固体M33.65g，产率96%。核磁共振（300兆赫， DMSO-d6） 参数：11.26（s，1H）,7.56-7.95（m，1H）, 8.10（m，1H）, 7.36（m，1H）, 7.66-7.51（m，1H）, 4.56（m，1H）；有机波谱分析（75兆赫，DMSO-d6 ） 参数：1.90,165.6,7.155,8，132.3,152.0,152.5,129.6,128.7,125.6,133.1。

(4)氯硝西泮M4的合成

称取中间体M3（3.6g，10mmol），加入无水甲苯60ml，搅拌状态下缓慢分批加入PPh3（3.15g，12mmol），此时有大量气泡冒出，待气体放出完毕，封管加热至100℃，反应5h，冷却至室温，有固体析出，过滤洗涤得淡黄色固体M42.79g，产率93%。； 核磁共振（300兆赫，DMSO-d6） 参数：11.52（s，1H）,8.67（m，1H）,35.6（m，1H）,7.56（m，1H）,7.69（m，1H）～7.60（m，1H），8.30（m，1H）,7.55（m，1H）,4.65（m，1H）； 有机波谱分析（75兆赫，DMSO-d6） 参数：159.6，168.1，145.6，143.2，135.6， 131.5，132.5，135.3，128.6，126.9，128.0，132.3，125.1，166.3，56.9。

(5)7-氨基氯硝西泮M5的合成称取还原铁粉（10g，过量），加入乙酸60ml加热至50℃，逐滴滴加中间体氯硝西泮M4（1.2g，3.8mmol）的20ml乙酸溶液，体系变为褐色继而变为黄色浑浊，20min左右TLC检测反应完毕，加水50ml淬灭反应，体系由黄色浑浊转为红棕色，此时铁粉被磁子吸附，将反应液倾倒入烧杯中二氯甲烷（5×50ml）萃取，合并有机相，有机相用饱和NaHCO3溶液洗涤至无气泡冒出，无水Na2SO4干燥，减压浓缩，残余物经硅胶柱层析（洗脱剂：PE/EA=5/1）纯化得黄色固体M5 1.02g产率94%。核磁共振（300兆赫， DMSO-d6）参数：11.12（s，1H），7.36（m，1H），6.89（m，1H），6.56（m，1H），6.36（m，1H），5.22（m，1H），4.20（m，1H）； 有机波谱分析（75兆赫，DMSO-d6）参数：170.1，170.3，143.6，144.2，132.3，131.5，129.6，127.4，112.6，113.2，59.6。

4结果与讨论

合成M1时采用了氧化偶联的方法，避免了傅克酰基化反应涉及的过高温度。合成氯硝西泮M4时，硝基的强吸电子作用导致关环时会得到六元环的副产物，因此采用分子内的反应，反应完毕后直接过滤得产物，分离过程较简单。最后采用乙酸为溶剂，使用铁粉还原M4即可得氯硝西泮的代谢产物7-氨基氯硝西泮M5。

5结论

以2-氰基-4-硝基苯胺为起始原料，经氧化偶联、酰胺化、亲和取代反应、分子内反应、还原反应等反应完成了氯硝西泮的合成。该方法不仅为氯硝西泮提供了一条全新的合成路线，还仅需一步简单的还原反应即可得到代谢产物7-氨基氯硝西泮，合成方法步骤短，操作安全，后处理简便，在整个反应过程中仅用到常规的酸碱和溶剂，成本低廉。

参考文献

[1]范小虎.浅谈医药化学合成企业火灾隐患及防火对策[J].新安全东方消防.2008(08)

[2]余雪娇,刘建军,于迎春,左胜利.化学合成荧光量子点在指纹显现中的应用[J].应用化学.2012(08)刘辉 男 1986.02.21江苏沛县215500苏州华道生物药业股份有限公司 本科 助理工程师 化学合成