1-(2-甲氧苯基)哌嗪的合成研究

背景及概述

1-(2-甲氧苯基)哌嗪及其盐（如盐酸盐与氢溴酸盐）是重要的医药中间体，尤其是生产调节神经类药物和抗病毒类药物的关键原料。1-( 2-甲氧基苯基) 哌嗪是合成强心药沙特力农( saterinone) , 安定药恩西拉嗪( enciprazine), 抗高血压药乌拉地尔(urapidil) 的主要中间体。

制备

1-(2-甲氧苯基)哌嗪在国内尚无规模化工业生产，所以研究开发具有明显的实用价值和学术意义。关于1-(2-甲氧苯基)哌嗪的合成文献报道很少, 我们对 1-( 2-甲氧基苯基)哌嗪的制备作了一些改进[1]。 二乙醇胺与氢溴酸反应生成的双(β,β′-溴乙基) 胺氢溴酸盐, 毒性较大, 文献需要分离, 而我们经分馏后直接在乙醇中同邻氨基苯甲醚进行环合, 实行“ 一锅煮”。 回收的部分氢溴酸可循环套用从而降低了氢溴酸的单耗。 1-( 2-甲氧基苯基) 哌嗪, 文献用水重结晶, 因其在水中溶解度大, 收率低, 我们改用 95%乙醇重结晶, 收率较好。1-(2-甲氧苯基)哌嗪合成反应式如下图：

图1 1-(2-甲氧苯基)哌嗪的合成反应式

实验操作：

方法一、

1-(2-甲氧基苯基)哌嗪氢溴酸盐的制备

将 189g二乙醇胺和 2000ml 40%氢溴酸置于装有搅拌、回流冷凝器和温度计的三口瓶中, 加热回流 12h, 反应毕, 将冷凝器改成维格罗分馏柱进行分馏至无馏出物为止。 初馏份弃去, 续馏份回收套用。 冷却, 加 670ml 乙醇, 除掉分馏柱, 装上冷凝器, 缓缓加入 243g 邻氨基苯甲醚, 加热回流 10h, 加 90g 无水碳酸钠, 再继续回流 10h, 趁热倾入烧杯中, 冷却, 滤出结晶, 用乙醇重结晶, 得白色鳞片状结 晶, 得量 155g, 熔点 232.4 ～ 234.6℃, 产率31.6%。

1-(2-甲氧基苯基) 哌嗪的制备

将 155g 1-( 2-甲氧基苯基) 哌嗪氢溴酸盐悬浮于 150ml 水中, 加 40%氢氧化钠溶液, 中和至呈强碱性, 静置, 分取油层, 减压蒸馏除去水后, 收集 129～ 134℃ 0.1mmHg 馏份, 得量103.2g, 含量 97.5%～ 98.2%。 为无色油状液体, 产率95%。 以二乙醇胺计算总产率 30%。

方法二、

合成双（2-氯乙基）胺盐酸盐

将二乙醇胺与氯化亚砜在氯仿中进行氯化反应来制备双（2-氯乙基）胺盐酸盐。为了使反应能够顺利进行，进行了三点改进：1.用氯仿分别将两个反应原料稀释，使反应平衡进行；2.研究改进了加料方式，如果将氯化亚砜向二乙醇胺中滴加，反应特别剧烈且反应体系粘稠到无法搅拌，经研究改进为反滴加，解决了反应剧烈与体系粘稠问题；3.研究了氯仿回收套用，不仅可以节省原料降低成本减少污染而且还可缩短反应周期提高生产效率。对合成工艺条件进行了优化研究后，确定了如下合成工艺条件：

料比 二乙醇胺：氯化亚砜：氯仿=1：2.78：3。其中氯仿分别为与二乙醇胺和氯化亚砜混合的氯仿量。反应温度室温和回流。滴加时间为2.5小时，滴完料后持续1小时；加热回流并保持回流30分钟。

后处理的方法如下：冷却、过滤，并用氯仿淋洗烘干。母液作为氯仿套用至下次反应。产品为白色晶体。产品经光谱鉴定符合预想结构，所得产品直接用作下步合成原料。

合成1-(2-甲氧基苯基) 哌嗪盐酸盐

将双（2-氯乙基）胺盐酸盐于正丁醇溶剂中在碳酸钾催化下进行缩合环化反应，催化剂用量分两次加入，而且为了加快环化反应速度在第二次加入催化剂前将反应体系进行浓缩，以便增加反应物浓度，促进环化进行。经合成工艺条件的优化研究确定了如下工艺条件，投料比：邻甲氧基苯胺：双（2-氯乙基）胺盐酸盐：碳酸钾：正丁醇=1：1.6：1.1：4.85。反应温度是回流。反应时间为20小时。精制溶剂是乙醇。

1-(2-甲氧基苯基) 哌嗪的制备

将1-( 2-甲氧基苯基) 哌嗪氢溴酸盐悬浮于水中, 加氢氧化钠溶液, 中和至呈强碱性, 静置, 分取油层, 减压蒸馏除去水后, 收集 129～ 134℃ 0.1mmHg 馏份,为无色油状液体。

方法三、

将二乙醇胺与40%以上的氢溴酸加热反应，利用氢溴酸与水共沸蒸馏的原理，将反应生成的水不断带出，以促进反应顺利进行。实验确定了反应液蒸出速度和温度控制，技术关键是在 120℃范围反应必须保持6小时以上，当温度达150℃;时禁止继续加热，以防产品炭化。我们对投料比例进行了工艺优化。当二乙醇胺与氢溴酸摩尔比为1：4和1：5时反应得不到固体产物，当比例为1：6时反应收率随摩尔比的增加而逐渐提高，当投料比增加至1：8时，收率基本维持不变。将双-（2-溴乙基）胺氢溴酸盐与邻甲氧基苯胺于溶剂中在碳酸钾催化下进行缩合环化反应。对溶剂进行了优选，采用丁醇原料贵，消耗高，采用乙醇，反应产物容易析出，且与副产物混在一起，给后处理带来麻烦，采用甲醇可克服这些缺点，且降低了生产成本，所以确定采用甲醇作反应溶剂。对催化剂用量和分次加入进行了优化，发现在所选择量范围是否分次加入对反应收率影响不大，故一次加入以便简化操作。

结论

结合我国工业原料和生产工艺工业化可行性，确定了以双（2-卤乙基）胺盐和邻甲氧基苯胺缩合环化合成1-( 2-甲氧基苯基) 哌嗪的工艺路线。完成了双（2-氯乙基）胺盐酸盐，双（2-溴乙基）胺氢溴酸盐两个中间体及1-( 2-甲氧基苯基) 哌嗪盐酸盐和氢溴酸盐两个产品的小试合成研究，所得产品纯度达.56%以上，满足使用要求。为了降低生产成本溶剂（甲醇、乙醇、丁醇、氯仿等）及氯化亚砜和氢溴酸必须套用，尤其是回收的较低浓度氢溴酸，采用氢溴酸工业生产方法，可提高浓度，达到套用目的。

参考文献

[1] WO2012/3418 A2, 2012 ;