4-(4-氟苯甲酰基)哌啶盐酸盐的制备

背景及概述

哌啶是最为普遍的含氮杂环，广泛存在于现有药物以及天然产物之中。以哌啶为母体的生物碱有着各种各样的生理活性，在抗癌，抗菌，抗病毒以及治疗糖尿病等方面有着潜在的应用价值。许多具有生物活性的天然和非天然物质的化学结构中，哌啶环是一类常见且重要的组成部分。其中，哌啶环4-位取代官能团的不同可极大影响分子的生物活性。4-(4-氟苯甲酰基)哌啶盐酸盐是哌啶基衍生物，可用于制备抗心律失常药以及用于循环系统疾病的α1-肾上腺素受体和s2受体拮抗剂。4-(4-氟苯甲酰基)哌啶盐酸盐英文名称：(4-fluorophenyl)-piperidin-4-ylmethanone,hydrochloride，中文别名：4-4-氟苯甲酰哌啶盐酸盐，CAS号：25519-78-2，分子式：C12H15ClFNO，分子量：243.705，密度：0.99g/cm3，沸点：155ºCat760mmHg，熔点：222-224°C。4-(4-氟苯甲酰基)哌啶盐酸盐是合成哌啶类药物的重要中间体，得到广泛的研究。

制备

综合文献报道和实验设计，我们采用4-哌啶酸为起始物料来合成4-(4-氟苯甲酰基)哌啶盐酸盐。方法：先合成硫酯中间体，再通过格氏反应合成N-Boc-4-(4-氟苯甲酰基)哌啶，最后经盐酸脱保护基制备得到4-(4-氟苯甲酰基)哌啶盐酸盐。硫酯中间体的合成可通过N-Boc-4-哌啶酸在三苯基膦的作用下与2，2'-二硫二吡啶发生亲核取代反应制得或与2-巯基吡啶在二环己基碳二亚胺(DCC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)作用下发生亲核取代反应制得[1]。合成反应式如下图：

图1 4-(4-氟苯甲酰基)哌啶盐酸盐合成反应式

主要仪器与试剂

300MHz型核磁共振波谱仪、Vertex70V型红外光谱仪(德国Bruker公司)；6540Q-TOF型质谱仪(美国Agilent公司)；B-545型熔点仪(瑞士BCHI公司)；Autopol-Ⅰ型旋光仪(美国Ｒudolph公司)；CombiFlashＲf型快速制备色谱仪(美国TELEDYNEISCO公司)。

4-哌啶酸(99%，ACROS)、二碳酸二叔丁酯(99%)；2，2'-二硫二吡啶(98%)、三苯基膦(99%)、2-巯基吡啶(99%)、碳酸铯(99%)、碘甲烷(分析纯)、N，O-二甲基羟胺盐酸盐(99%)、三甲基铝(分析纯)、N，N'-羰基二咪唑(98%)(百灵威科技有限公司)；二环己基碳二亚胺(95%，上海松江茶花胶粘剂厂)；4-二甲氨基吡啶(99%，美国Alfa Aesar公司)；其他溶剂均为分析纯。

实验操作

步骤一、

将3g(23.3mmol)4-哌啶酸溶于40mL二氯甲烷中，冷却至0℃，加入4.2mL(30.2mmol)三乙胺，搅拌30min后，缓慢滴入7.2g(32.6mmol)二碳酸二叔丁酯，混合物在室温下反应16h，加入饱和柠檬酸溶液，将溶液调至酸性，用二氯甲烷萃取(20mL×3)，有机相用饱和氯化钠水溶液(20mL×2)洗涤，收集有机相，减压蒸除溶剂，残余物用40mL乙酸乙酯溶解，再依次用饱和碳酸氢钠溶液萃取(20mL×2)，水萃取，收集水相并用3mol/L盐酸调至pH2.0，该水相再分别用乙酸乙酯(20mL×3)、1mol/L盐酸(20mL×1)洗涤，收集有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸除溶剂，烘干得4.5g白色固体，

步骤二、

将0.3g(1.31mmol)N-Boc-4-哌啶酸、237mg(1.97mmol)2-巯基吡啶、407mg(1.97mmol)二环己基碳二亚胺、50mg(0.41mmol)4-二甲氨基吡啶溶于20mL二氯甲烷中，室温搅拌24h。减压蒸除溶剂，用50mL乙醚溶解，过滤，用20mL乙醚洗涤滤饼。滤液浓缩后得到淡黄色油状液体。产物经快速制备色谱纯化，得223mg淡黄色油状液体，产率53%。

将100mg(0.44mmol)N-Boc-4-哌啶酸、145.4mg(0.66mmol)2，2'-二硫二吡啶、173.2mg(0.66mmol)三苯基膦溶于15mL乙腈中，在110℃下回流5h，冷却至室温，减压蒸除溶剂，得到棕黄色油状液体。产物经快速制备色谱纯化，得80mg淡黄色油状液体，产率57%。

步骤三、

在氮气保护下，将4.2g(13.1mmol)硫酯中间体溶于40mL四氢呋喃中，冷却至0℃，缓慢滴加4.8mL(14.4mmol)3mol/L的甲基溴化镁，反应2.5h后，加入30mL水，反应液用乙醚萃取(40mL×3)，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸除溶剂，柱层析分离(V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=2∶1)，得2.2g无色油状液体，产率75%。

步骤四、

取N-Boc-4-(4-氟苯甲酰基)哌啶0.53g(0.0014too1)溶于10mI二氯甲烷中，滴入1.2mL的浓盐酸，40℃下搅拌，TLC检测反应，反应完成后，蒸干溶剂，加入10mL二氯甲烷，旋蒸带出多余的盐酸，蒸干得化合物4-(4-氟苯甲酰基)哌啶盐酸盐。

参考文献

[1] Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters, , vol. 20, # 1 p. 341 - 345