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复旦大学硕士学位论文 美普他酚的合成、拆分及前体药物研究 摘要 研究强效镇痛药物美普他酚( m e p t a z i n 0 1 ) 的合成工艺，确立了以廉价的 己内酰胺为起始原料，用硫酸二甲酯甲基化、与3 - 异丙氧基2 一环己烯酮缩合、 脱氢芳香化、碘乙烷乙基化、氢化锂铝还原和成盐制备盐酸美普他酚合成路线， 总收率为1 8 8 。经元素分析、i r 、u v 、1 h n m r 、”c n m r 、m s 和d s c 等 分析测试确定盐酸美普他酚结构，该路线具有工业化生产的实用价值。 美普他酚光学活性体国外尚未开发研究，我们试验采用二对甲苯甲酰酒石 酸为拆分试剂和使用混合溶剂重结晶的拆分方法，获得成功。 设计与合成了美普他酚的七个酚羟基成酯的前体药物，经光谱确证这些未 知化合物的结构，先用小鼠热板法后用小鼠扭体法( s c 和i g 两种给药途径) 进行药理研究，结果有三个化合物具有药效相仿及时效更长等优点。 关键词：镇痛药秒j 美黄i 心；拆分；前体药物 。 复旦大学硕士学位论文 s t u d yo n t h es y n t h e s i s ，r e s o l u t i o na n d p r o d r u g so fm e p t a z i n o l a b s t r a c t m e p t a z i n o li s an e w o p i o i d t y p ea n a l g e s i cw i t ha g o n i s t a n t a g o n i s t p r o p e r t i e s w eh a v es t u d i e dt h es y n t h e t i cp r o c e s so fm e p t a z i n o la n d f i n a l l y e s t a b l i s h e dar o u t i n ew h i c hb e g i n sw i t hal o wc o s t s t a r t i n g m a t e r i a lc a p r o l a c t a m a f t e r6s t a g e sw ec o u l dg e tm e p t a z i n o lw i t ha t o t a ly i e l da b o u t18 w ea l s oh a v es t u d i e dt h er e s o l u t i o na n d p r o d r u g s o f m e p t a z i n 0 1 t h e ( + ) a n d ( 一) m e p t a z i n o ! c a r lb eo b t a i n e di nm i x e d s o l v e n tu s i n g d i b e n z o y l t a r t a r i ca c i da st h er e s o l u t i o nr e a g e n t a n d t h i sm e t h o dh a st h ea d v a n t a g eo f h i g hy i e l d s a tt h es a m et i m ew e d e s i g n e d a n d s y n t h e s i z e d 7 p r o d r u g s o f m e p t a z i n 0 1 p r i m a r y p h a r m a c o l o g i c a le x p e r i m e n t si n d i c a t et h a ta t l e a s t3 c o m p o u n d s a m o n g t h e7h a v et h ea d v a n t a g e so f l o n g e re f f e c tt h a nm e p t a z i n o l w i t ht h es a m e s t r o n ge f f e c t k e y w o r d s ：a n a l g e s i c ，m e p t a z i n o l ，r e s o l u t i o n ，p r o d r u g 2 复旦大学硕士学位论文 月u 舌 疼痛是 临床常见症状，已引起人们广泛关注。在三级止痛阶梯治疗中，阿 片类麻醉性镇痛药物疗效确实可靠，不能替代。鉴于我国使用落后的情况，在 使用量和品种方面还不如印度，发展该类药物己成当务之急。而吗啡、度冷丁、 美沙酮等常用镇痛药存在成瘾性和呼吸抑制等副作用，限制了它们的使用范 围，故新药开发的热点是寻找副作用小的有效镇痛药。美普他酚( m e p t a z i n 0 1 ) 就是一个成功的药物，8 6 年上市，由于疗效肯定，得到市场认可，9 8 年英国 药典收载，化学名3 一( 3 乙基六氢一1 甲基一1 氢一氮杂卓3 基) 苯酚，商品名 m e p t i d ( w y e t h u k ) 以及m e p t i d ( g e r ) 和m e p t i d o l ( a u s t ) 。国内尚未开发，是目前 使用的强效镇痛药物的替代产品，市场需求量大。我国加入w t o 后，它的单 一光学活性药物( 西药二类) 和前体药物( 西药一类) 设计与合成研究，理论 和临床意义突出。而且产业化前景明显，将产生经济效益和社会效益。 3 - ( 3 - e t h y i h e x a h y d r o - 1 一m e t h y l 一1h - a z e p i n - 3 y 1 ) - p h e n o ( 一) 美普他酚的研究 l 、公认有效的强效镇痛药 美普他酚是国外推荐使用的6 个激动拮抗镇痛药物之一【1 1 ，另有喷他佐 辛( p e n t a z o c i n e ) ，布托啡诺( 环丁羟吗喃，b u t o r p h a n 0 1 ) ，纳布啡( 环丁甲羟吗 喃，n a l b u p h i n e ) ，地佐辛( d e z o c i n e ) 和丁丙诺啡( 叔丁啡，b u p r e n o r p h i n e ) ， 国内很多药物专著和药物手册均作为镇痛药收录【3 】。 2 、副作用小的替代性产品 阿片类药物作用于阿片受体，阿片受体又分为u 、6 、k 等亚型，介导不 同生理作用。“1 次亚型与镇痛有关，u2 与呼吸抑制、成瘾( 欣快) 、便秘等 副作用有关。美普他酚是ul 的选择性激动剂，同时还具有中枢抗胆碱能活性 功能，参与部分镇痛作用，并抑制阿片类药物的不良副作用 4 - 6 ，故成瘾性低， 且呼吸抑制的副作用最小。 美普他酚相对镇痛强度为：单剂量肌注1 0 0 m g 相当于6 0 m g 喷他佐辛、 1 0 0 m g 度冷丁、1 0 - 1 5 m g 吗啡、1 0 0 m g 曲马多，平均作用时间4 2 h ，与同类药 品药效相当时，副作用较小，是吗啡、度冷丁、曲马多等的替代产品。 3 、适用面广、有特色的产品 适用于急慢性疼痛，如创伤、术后、产科和癌症疼痛等，4 # j 3j j n 于分娩镇 痛安全有效，又不影响新生儿健康，所以是一个有特色的镇痫新药，近年来仍 有新剂型( 缓释) 1 7 1 新应用( 治疗偏头痛) 【8 峙艮道。 复旦大学硕士学位论文 4 、市场需求大，社会效益好，适合制药企业开发的产品 为了提高病人的生活质量，镇痛治疗越来越受到重视。我国长期以来对麻 醉性镇痛药严格管理，致使目前强效镇痛药的品种不多，而常用的吗啡和度冷 丁又不能满足供应，特别是县级医院和广大农村缺少有效药物更为特出，故吗 啡和度冷丁的替代药物美普他酚有宽广应用前景，必然有极大的市场需求，上 市销售后将减轻病人痛苦，造福人类，产生社会效益。 ( 二) 美普他酚单一光学活性药物的研究 药物的立体结构与生物活性密切相关，而构成生命体系的生物大分子的大 多数重要的构件仅以一种对映形态存在，因此药物与受体也以手性的方式相互 作用，药物的两个对映体以不同的方式参与作用有可能导致不同的作用效果【9 l 。 在临床应用方面，使用光学纯药物可减少剂量和代谢负担，对药动学和剂量能 有更好的控制；在剂量选择时更有信心，减少与其他药物的相互作用，提高专 一性并降低其对映体可能引起的毒副作用 1 0 】；从专利保护的角度看，在外消旋 体药物专利未到期之前，在原来外消旋体专利的基础上再获得单一对映体的专 利，可使该药的专卖期延长l l “。 对于作用于中枢神经系统的镇痛药物，对映体往往在生物活性上有较大的 差异，如：苯并吗啡烷的( 一) 一异构体的镇痛活性与吗啡相似，但没有成瘾性，而 ( + ) 异构体的镇痛活性仅为吗啡的1 6 ，却具有高度的成瘾性【1 2 】；美沙酮的左旋 体和右旋体都有很强的镇咳作用，但镇痛作用仅由左旋体产生【1 2 】。为此我们觉 得有必要对美普他酚进行单一光学活性药物研究。 国外上市的美普他酚是一外消旋体药物。为获得疗效更好，毒副作用更小 的单一对映体药物，进行外消旋转换( r a c e m i cs w i t c h ) 是目前受重视的研究 方向，也是省钱省时，有效的新药开发途径。有关光学活性体国外的药理研究 仅有初步报导：美普他酚以及左旋和右旋体在u 阿片受体上都表现部分激动作 用，差异在于( - ) 一美普他酚的拮抗作用比右旋体更强。左旋体抑制胆碱酯酶作用 是消旋体的2 倍，预计产生的镇痛增强作用和副作用抑制能力更佳；已有文献 报导，它在代谢上具有立体选择性差异，左旋体比右旋体更稳定。至今尚无毒 副作用比较和临床研究报导。 ( 三) 美普他酚前体药物的研究 对公认有效的药物进行前体药物的研究是创新药物研究中的有效方法，属 于目前流行的m e - - t o o 药物研究类型，省钱，省时，易成功。美普他酚是公认 有效地替代性产品，国外目前( 2 0 0 2 年前) 尚未进行美普他酚的前体药物研究， 为此我们对其进行前药设计，依据如下： 美普他酚与多数含酚羟基的麻醉性镇痛药物类似，首过效应主要在肝脏中 发生，产生与酚羟基结合的葡萄糖醛酸化代谢物，这种代谢物大部分在尿中排 泄，故生物利用度不高。 复旦大学硕士学位论文 国外有文献报道将纳络酮、纳曲酮和纳布啡等麻醉性激动剂和拮抗剂制备 成取代苯甲酸酯类的前体药物，达到减少首过效应和提高生物利用度及延长 作用时效的目的( 见本论文所附综述) ，给我们很大启发。为此我们在美普他 酚的酚羟基上设计七个取代羧酸酯类的前体药物。 0 r r = h c f n 0 2 c h 3 o c h 3 。吖_ c c h 3 o 其中五个对位取代的苯甲酸酯取代基电性效应不同，希望可以用于初步的 构效关系研究。而邻氨基苯甲酸酯和三甲基乙酸酯则是参考纳布啡的前体药物 设计【1 4 ，15 1 。 复旦大学硕士学位论文 一、美普他酚的合成 化学合成 ( - - ) 前人工作 1 、w y e t h 公司提供了两种类型的合成方法： ( 1 ) 选择含有芳香环的原料，逐步构建氮杂卓七元环 1 6 o c h 3 厂、一i ! ! ! 盟， k 夕l c h o s t a g “ 型21 呈璺：曼 c h 3 0 h h 2 s 0 4 l 认1 h d 4 2 ( 2 ) 选择含有氮杂革环的原料，逐步构建芳香环【1 7 ，1 8 1 b r 2 c h 2 c 1 2 8 8 酩戡 s 眦f 莲潞溉 鹚酗挚 m e p t a z i n o l h b r m e p t a z i n o l 6 8 9 其中第一种方法需要在低温下于液氨中进行反应，同时酰化成环反应往往 无法重复出相同结果，不适合实验室制备。 6 量7 珊堕 a 一 。园 琴 岷c 复旦大学硕士学位论文 第二种方法采用廉价的己内酰胺作为起始原料，经甲基化、缩合、脱氢、 乙基化和还原( 或经甲基化、缩合、脱氢、羟基保护、乙基化、还原和去保护) 等步骤获得产物，反应条件及收率均可接受。 2 、西班牙专利方法【1 9 k b h 4 c h 3 h e t l 0 r b h 3 总收率8 i 该路线尽管收率及反应条件令人满意，但由于起始原料的制备至今无文献 报导，故未采纳。 ( 二) 合成路线确定 从多方面方面综合考虑，我们最终选择了w y e t h 公司的第二种合成方法， 由于关键起始原料1 ，3 。环己二酮在当时国内无厂家供应，我们选取廉价的对苯 二酚为起始原料经氢化反应制备1 ，3 环己二酮，同时用廉价的硫酸二甲酯、氨 基钠( 或氢氧化钾) 和硼氢化钾替换其中相对较为昂贵的对甲苯磺酸甲酯、二 异丙基胺锂和氢化锂铝试剂。路线及收率如下： ( c h z ) 2 s 6 1 b r 2 c h 2 c 1 2 8 7 9 l i a l h d t h f 7 4 2 e t i l d a t h f 7 5 3 h c l l s o p r o p a n o l 7 5 2 h ( 6 ) m e p t a z i n o i h c ! ( 8 ) 啡沁 复旦大学硕士学位论文 ( 三) 化学反应与结构确证 1 、r a n e y n i 氢化反应 间苯二酚的高压氢化国外早有报导【2 0 i ，1 0 0 0 1 5 0 0 磅压力下，5 0 条件 下，r a n e y n i 为催化剂，收率8 5 ，鉴于高压氢化对设备要求高，安全性差， 我们对其进行了低压氢化的研究。在温度低于5 0 条件下，我们从反应物配比， 浓度及反应时间和压力等方面入手，探索最佳的反应条件，最终我4 1 在 2 0 k g f c m 2 压力条件下，以9 0 的产率获得1 ，3 环己二酮，该工艺更具有工业 生产价值。 2 、己内酰胺的n 甲基化反应 很多文献采用碘甲烷方法，收率较高，但我们选用廉价的硫酸二甲酯方法。 4 0 年代时已有文献报导己内酰胺用硫酸二甲酯甲基化获得n 甲基己内酰胺 “，收率6 7 。我们在重复时发现收率最高为3 0 ，同时伴随产生大量的o 一 甲基化产物，这与些文献的报导也相符。 己内酰胺在相转移催化剂作用下的乙酰化和丁酰化反应均能获得8 0 以 上的收率，于是我们考虑将相转移催化剂引入到本步反应中来，经过多方面摸 索条件，最终我们以6 1 的收率成功获得n 一甲基己内酰胺，反应过程中避免 了o 甲基化副产物产生。 3 、乙基化反应 本步反应，反应中心酰基的a 位碳原子同时处于苄位，其位氢原子应具 有比化合物稻j 的a 位氢原子更强的酸性，我们考虑用氢氧化钾作为碱在水中的 相转移反应替代原方法中的以二异丙基胺锂为碱在干燥四氢呋喃中反应。结果 室温下无反应发生，温度升高生成大量的粘稠状物，t l c 显示产物复杂且无所 需的产物点。后改用氨基钠在干燥甲苯中反应仍无法获得产物。分析原因可能 是由于游离羟基的存在，使苯环的吸电子能力下降，使得反应中心n 位碳原子 上的氢原子达不到预期的酸性而使改进方案无法成功。 4 、氢化锂铝还原反应 本步反应在重复氢化锂铝还原获得成功。同时希望以廉价的硼氢化钾替代 氢化锂铝，起初采用将硼氢化钾在碱液中与化合物( 6 ) 混合，结果改变多种条件 均无反应发生。后采用硼氢化钾和三氯化铝在非水水溶剂中与化合物( 6 ) 混合， 温度升高至2 0 0 时仍无产物生成。可能是硼氢化钾即使和三氯化铝络合后其 还原能力仍达不到酰胺还原的要求所致。 5 、盐酸美普他酚的结构确证 ( 1 ) 元素分析 仪器：c a r l oe r b a1 1 0 6 元素分析仪测定元素：c h n c i 结果( 附图1 ) 元素理论值( )实验值( ) c6 6 7 96 6 8 1 5 h8 9 08 8 6 n5 1 95 3 6 c l1 3 171 3 3 3 复旦大学硕士学位论文 ( 2 ) 红外吸收光谱( 附图2 一a ) 仪器：y - z o o mc u r s o r 测定条件：k c i 压片法 吸收峰波数( c m 。)吸收强度振动类型 基团 3 2 1 3强 vo h 羟基 2 7 1 2强v n c h l氮甲基 1 6 1 5 、1 5 8 5强 vc = c 苯环骨架 1 4 9 6 、1 4 8 5 l1 4 6 7 、1 4 0 5 强 6c h 3 , c h 2 侧链乙基 i 1 2 3 0 中 6o h 游离羟基 i7 9 9 ( 8 1 0 7 5 0 ) l7 1 0 ( 7 2 0 6 8 0 ) 强苯环间二取代苯环 从红外光谱图可知，结构中含有苯环和酚羟基等基团。且样品的光谱与英 国药典附图完全一致( 附图2 b ) 。 ( 3 ) 紫外吸收光谱( 附图3 ) 仪器：岛津u v - 2 6 0 紫外分光光度计 溶剂：o 1 m o l l k o h 水溶液，o 1 m o l l 9 5 7 , 醇溶液，o 1 m o l f l 水溶液 盐酸美普他酚紫外吸收光谱吸收峰及说明 样品供m a x l m u m样品供m a x i m u m样品供m a x u n u m吸收带 试液九n m试液 n l i l 试液 n l n e 归属 9 5 乙2 1 5 42 2 9 2 水溶液 2 1 0 - 22 5 0 3k o h 水2 3 1 83 2 0 4 e 2 醇溶液2 7 5 61 0 7 22 7 3 09 5 0溶液2 8 8 61 4 4 4b 两种不同溶剂( 9 5 乙醇和水) 的紫外光谱中m a x 相似，都有中等吸收强 度的e 2 和k 带，表明结构中有芳环，而相应碱性溶液中m a x 红移和e 增大， 表明苯环结构上有增色团酚羟基。 乙醇溶液中最大吸收为2 7 5 n m ，与英国药典9 8 版报导致。 ( 4 ) 核磁共振谱( n m r ) o h 样品：盐酸荚普他酚 仪器型号：g e m i n i3 0 0m h z 溶剂：d 6 d m s o ；内标t m s c l s h 2 3 n o h c l 复旦大学硕士学位论文 a 氢核磁共振谱( 1 h n m r ) 样品在d 6 d m s o 中的氢谱及加重水后的氢谱见附图4 和5 碳原子序号 化学位移( p p m ) 多重性质子数相应质子 n 。h 成盐质子 11 0 5 ，87d1 重水交换消失 o h 3 9 6 ，9 5d1 重水交换消失 5 7 2m1一c h 2 ，4 ，6 6 9 6 岛m3一c h 2 ，7 3 9 3 1m4 n c h 2 12 8 5d3 n c h 3 4 ，5 ，62 4 1 6m6 一c h 2 - l ”1 5m2 一c h 2 2 ”0 5m3 一c h 3 b 碳核磁共振谱( ”c n m r ，附图6 ，上为d e p t 1 3 5 ) 样品：盐酸美普他酚 仪器型号：g e m i n i3 0 0m h z 溶剂：d 6 d m s o ：内标t m s 数据及归属见下表： 碳原子 l碳原子序号 化学位移( p p m ) 类型数目 3 1 5 8 o ，1 5 7 8季 1 1 1 4 5 6 ，1 4 4 1季1 5 1 3 0 5 ，1 3 0 1叔l 1 1 7 9 ，1 1 7 7 2 ，4 ，6 叔 3 1 1 4 2 ，1 1 4 0 6 7 0 ，6 4 0 2 ，7仲2 6 0 2 ，5 8 5 14 7 8 ，4 7 0 伯 1 3 4 4 6 ，4 4 1季1 3 6 6 ，3 6 1 4 ，6 仲 2 3 4 6 ，3 3 4 2 6 8 ，2 5 r 2 5 ，1 仲2 2 1 2 5 2 ” 8 7 ，8 6伯l c 核磁共振谱解析 盐酸美普他酚1 h n m r 图谱给出9 组氢，其积分比( 由低场到高场) 为 2 ：4 ：4 ：3 ：6 ：2 ：3 ，表示2 4 个质子。重水交换后61 0 5 ，8 7 和69 6 ，9 5 消失，对 应于分子中的活泼氢( n 原子成盐后活泼氢和酚羟基) ；67 2 6 2 对应于芳香 环上的四个质子；63 9 3 1 对应于两组n c h 2 的四个质子；62 8 5 对应于 0 复旦大学硕士学位论文 n c 池的三个质子；62 4 1 6 对应于三组环内一c h 2 一的六个质子；61 5 对应 于侧链一c h 2 一的两个质子；6o 5 对应于侧链一c h 3 的三个质子。 1 3 c n m r 图谱有2 7 个峰，对应盐酸美普他酚一对光学对映体的3 0 个碳， 有三组峰重叠。其中d e p t1 3 5 显示有5 组仲碳和三组季碳，分别对应于分子 中的5 个c h 2 基团，两个苯环季碳和一个七元环的季碳；61 1 4 2 ，1 1 4 0 和2 1 2 由于强度约为其他峰的两倍，因此每个峰代表两个位移重叠的碳原子。 具体归属详见解析表。 ( 5 ) 质谱( m s ) 仪器：h p 5 9 8 9 a 质谱仪 条件：e i 源 样品质谱图见附图7 。 质谱数据及归属 质荷比m e相对丰度( )碎片离子 2 3 31 9 5 4m + 2 1 81 2 0m + 一c h l 2 0 40 0 7 m + c 2 h ； 1 5 93 3 1 3 35 9 9 82 6 1 6 8 49 1 1 6 5 8基峰 ( 6 ) 差热分析( d s c ) 仪器型号：m e t t l e r - t o l e d os t a r s y s t e m 升温速率：1 0 r n i n 温度范围：2 5 2 5 0 曲线显示一个吸热熔融单峰，18 9 3 4 。c 起始吸热，1 9 3 6 6 吸热达到最大 值( 附图8 ) 。 ( 7 ) 熔点和熔程测定 仪器型号：m e t t l e r - t o l e d of p 9 0 0 系统f p 8 1 升温速率：2 m i n 温度范围：1 7 0 2 0 0 结果：熔点1 8 8 ，1 ，熔程1 8 7 3 1 8 9 6 ( 附图9 ) ( 四) 小结 对美普他酚合成过程中的两个关键起始原料的制备进行了系统的研究和 探索，并获得成功，同时制备了1 0 0 克美普他酚供后续研究。 二、美普他酚的拆分 ( 一) 前人工作 w y e t h 公司在1 9 6 9 年已经获得了美普他酚的光学活性单体2 2 1 ，但其采用 的前拆分方法结晶收率低下，如下图所示： 复旦大学硕士学位论文 h c l 1 6 c = 2 h 2 0 h c l m p ：2 1 4 2 1 6 ( 二) 方法选择 苫+ 9 。c 2 2 h 2 0 考虑到用酒石酸拆分不仅收率低下，而且酒石酸的水溶性过强不易回收等 缺点，我们拟采用衍生化的酒石酸进行拆分，于是我们采用其类似物国产的二 苯甲酰基酒石酸( d b t a ) 对美普他酚进行拆分研究。 ( 三) 反应及讨论 我们起初考虑套用文献【2 2 l 的条件，乙醇作为溶剂，结果在操作过程中发现 无法获得美普他酚二苯甲酰酒石酸盐的结晶，降温、挥发及摩擦瓶壁仍无法使 结晶析出，更换溶剂为甲醇、异丙醇及丙酮等均无法获得结晶。此时我们将研 究重心转移到使用混和溶剂上，在探索过多种溶剂组合和配比之后，我们成功 地获得了美普他酚的光学活性单体，其旋光数据与文献报导一致，并且每步的 结晶收率均在2 5 3 5 之间，工艺如下图所示： 美普他酚 ll - ( 一) - d b t a j 混合溶剂重结晶 v 厂 vv 母液结晶( 一) a i 碱化、提取、浓缩美普他酚t l ( 一) d m a 盐 ld - ( + ) - d b t a 山混合溶剂重结晶 广 中v 羹蓉箍酱n ( + ) d b r a i 嘧气化、提取、浓缩 il ( - ) - d 1 3 t a 山混合溶剂重结晶 厂 中v 母液结晶( 一) b i 碱化、提取、浓缩美将他酚l - ( - ) - d b t a 盐 ld - ( + ) - d 1 3 t a - 混合溶剂重绡晶 厂 甲v 缔虽! ? ) 1 3 母液( 重复操作) 美酱他酚d 一( + 1 d g r m , 复旦大学硕士学位论文 合并相同的酒石酸盐( 一) a 和( 一) b 及( 十) a 和( + ) b 经过三次重结晶待熔点和旋 光值稳定后，再碱化、提取和盐酸化即可分别获得( + ) 和( 一) 一盐酸美普他酚。 ( 四) 小结 采用新方法探索美普他酚的拆分工艺获得初步成功，方法简单易行，且产 率稳定；实验室制备各获得1 克( 十) 和( 一) 一盐酸美普他酚单体供后续研究。本课 题组已用手性毛细管电泳方法在a g i l e n tt 1 6 0 0 毛细管电泳仪器上测定左旋和 右旋样品的光学纯度均在9 9 9 以上，药理学试验尚未进行。 三、美普他酚前体药物的合成和药理研究 ( 一) 路线及方法选择 经文献检索至2 0 0 2 年，国外关于美普他酚前体药物无专利申请及论文发 表，我们根据酯的般合成方法，主要采用酰氯和酚羟基反应制备6 个前体药 物，而美普他酚的邻氨基苯甲酸酯则参考纳布啡邻氨基苯甲酸酯的合成方法， 使用靛红酸酐为酰化试剂，如下图所示： 、 c h 3 r 飞卜c o c j 一 o h ( c h 3 ) 3 c c o c i o 、 c h 3 。r 2o c h 3 ( 9 ) “ c h 3 ( 1 0 ) h ( 1 1 ) c i ( 1 2 ) n 0 2 ( 1 3 ) ( 二) 反应及讨论 考虑到芳香酰氯在水中水解较为缓慢，希望在氢氧化钠溶液中酚羟基电离 后电子云密度增大使酰化反应易于进行，反应中观察到芳香酰氯若同时有吸电 子取代基，将有利于反应，如美普他酚对硝基苯甲酸酯的收率比对甲氧基苯甲 酸酯和对甲基苯甲酸酯高，针对这种类型的酰化反应，我们认为还是在有机碱 性溶剂( 如：毗啶和三乙胺) 中进行较为有利( 因可以避免酰氯的水解而延长 反应时间使反应进行完全) ，日后再次制备该类化合物时将改换方法。 复旦大学硕士学位论文 ( 三) 药理结果和讨论 美普他酚前体药物盐酸盐的生物活性测试由国家新药筛选中心完成，初步 药理研究结果总结如下表 有效数 药理编号 hact hag。r l o g p 热板法扭体法um o l k g l 化合物编号 i p s c l g喀 1 0 0 u m o l k g ，5 05 0 4 0 m i n4 0 m i n8 0 m i n 1 1 2 8 2 6 r = h 3 5 55 1 08 1 04 门o1 1 0 ( 8 ) 1 1 2 8 2 7 r ：“ 5 2 92 1 08 1 03 1 00 1 0 ( 9 ) o 1 1 2 8 2 8 r ：- s 。h 5 9 l0 1 06 1 06 1 02 1 0 且啦 l ， 1 1 2 8 2 9 阳 n n r 2 、足 5 4 24 1 1 01 1 04 1 02 1 1 0 o 1 1 2 8 3 0 r ：“ 5 9 81 1 01 1 04 1 02 1 0 盈 o 1 1 2 8 3 1 r ：”2 3 4 84 1 03 1 04 1 01 1 0 ( 1 3 ) o 1 1 2 8 3 2 r ： 4 6 23 1 02 1 01 1 00 1 0 ( 1 4 ) t t o 1 1 2 8 3 3髓h 。 ( 1 5 1 r 2 、，c h 3 5 4 5未试未试6 1 0o 门0 o 注：( 1 ) 下划线表示活性优于或接近美普他酚 ( 2 ) l o g p 值由c h e m o f f i c e2 0 0 1 软件计算获得 复旦大学硕士学位论文 最初采用小鼠热板法测定( 报告见附页i ) ，通过腹腔注射( i p ) 和灌胃 ( i g ) 两种给药途径，发现盐酸美普他酚对该模型不敏感，镇痛活性明显低于 度冷丁( 临床用药时二者药效相仿) ，只有化合物1 1 和1 3 ( 药理筛选编号1 1 2 8 2 9 和1 1 2 8 3 1 ) 与盐酸美普他酚相仿。 改用小鼠扭体法测定( 报告见附页i i 和1 1 1 ) ，用皮下注射( s , c ) 和灌胃( i g ) 两种途径，测定盐酸美普他酚的e d 5 0 值分别为2 5 0 7um o l k g ，和5 8 6 0 9u m o l k g 。以5 0um o l k g 剂量灌胃，给药后4 0 和8 0 分钟检测7 个前体药物的反 应率，发现有较高l o g p 值的化合物1 0 、1 1 和1 2 ( 药理筛选编号1 1 2 8 2 8 、1 1 2 8 2 9 和1 1 2 8 3 0 ) 与盐酸美普他酚相比有相似的药效和更长的作用时间。该结果与前 药设计的目的相符，值得进一步研究。 ( 四) 小结 制备了美普他酚的七个前体药物，均为未见文献报导的化合物，通过光谱 确证化合物结构后送国家新药筛选中心初筛，药理研究结果表明，其中三个前 体药物药效与美普他酚相仿，且保持较长的作用时间，达到预定目标。 复旦大学硕士学位论文 实验部分 化合物的熔点在熔点测定仪中用毛细管测定，温度计未作校正；红外光谱 用氯化钾压片在y - z o o mc u r s o r 上测得；1 h 核磁共振在g e m i n i 一3 0 0 上测得， t m s 为内标，以6p p m 表示；质谱在1 h p 5 9 8 9 a 质谱仪上测得，l c - m s 在a g i l e n t 1 1 0 0s e r i e sl c m s d l 9 4 6 d 型质谱仪上测得，以m e ( 百分丰度) 表示：旋光在 j a s c op - 1 0 2 0 旋光仪上测得；柱层析用青岛海洋化工厂生产的硅胶h 。 1 、1 ，3 - 环己二酮( 1 ) 的制备 按照文献i 2 0 操作，改变氢化压力为2 0 k g f e m 2 ，收率9 0 ，熔点1 1 3 1 1 5 ( 文献收率8 5 ，熔点1 0 3 1 0 4 ) 。 r a n e y n i 制备：在装有1 5 0 9 固体氢氧化钠2 0 0 0 m ! 的三口瓶中，加入蒸馏 水1 3 6 0 m l 使溶解，机械搅拌。加热到9 0 ，缓慢将1 0 0 9 a 1 n i ( 含镍4 5 5 0 ) 合金加入。加完后保持温度约9 0 机械搅拌1 小时。转移到2 0 0 0 m l 烧杯 中静止放置使沉积，倾去上层清液，用倾洗法用水洗至近中性，再用1 0 0 5 的工业无水乙醇洗涤，最后用少量无水乙醇覆盖保存，得到约为5 0 9 r a n e y n i 。 2 、3 一异丙氧基一2 一环己烯酮( 2 ) 的制备 按照文献f 1 8 】操作，收率7 7 6 ，折光率1 4 9 4 0 ，18 ( 文献收率8 0 ) 。 3 、n 一甲基己内酰胺( 3 ) 的制备 按照文献1 2 1 】操作，以5 6 5 克己内酰胺投料，其中加入等当量的氢氧化钾 及少量相转移催化剂，反应可得产物3 9 克，收率6 1 ，折光率1 4 8 4 7 ，2 1 ( 文献收率6 7 ，折光1 4 8 3 3 ，2 5 ) 。 4 、六氢一1 甲基3 ( 3 一氧环己烯一1 基) 2 氢) 氮杂罩2 酮( 4 ) 的合成 按照文献【1 8 1 操作，收率8 0 6 ，熔点1 0 6 l i o 。c ( 文献收率8 5 ，熔点 1 0 9 1 1 0 ) 。 5 、六氢一3 ( 3 羟基苯基) 一1 一甲基 2 氢) 氮杂革一2 酮( 5 ) 的制备 按照文献【1 8 1 操作，收率8 7 9 ，熔点1 8 7 1 8 94 c ( 文献收率8 8 ，熔点 1 8 4 1 8 9 ) 。 6 、3 - 乙基一六氢一3 ( 3 羟摹苯基) 1 一甲基 2 氢) 氮杂簟一2 酮( 6 ) 的制备 按照文献【1 8 1 操作，收率7 5 - 3 ，熔点1 7 6 1 7 8 c ( 文献收率6 3 ，熔点 17 8 1 8 0 ) 。 7 、荚普他酚( 7 ) 的制备 按照文献操作，收率7 4 2 ，熔点1 2 7 1 3 3 ( 文献收率6 4 3 ，熔点 8 、赫酸美普他酚( 8 ) 的制备 将荚普他酚5 4 3 9 溶解于异丙醇5 0 m l 中，通入干燥的氯化氮气体，析出圃 6 复旦大学硕士学位论文 体8 4 9 ，用甲醇和异丙醇混合溶剂重结晶即得盐酸美普他酚白色针状晶4 7 9 ， 收率7 5 2 ，熔点1 8 6 1 8 8 。( 文献熔点【1 7 11 8 4 1 8 6 。c ) 结构确证详见化学合成部分。 9 、美普他酚的拆分 美普他酚5 9 ，于混合溶剂中，依次用l 一二苯甲酰基酒石酸( l d b t a ) 和 d 一二苯甲酰基酒石酸( d d b t a ) 结晶两次后( 参见化学合成部分示意图) ，得 美普他酚l d b t a 盐2 7 5 9 及美普他酚d d b t a 盐3 1 9 ，分别用甲醇重结晶两 次后美普他酚l d b t a 盐2 2 9 和美普他酚d d b t a 盐2 9 ，收率分别为2 4 3 和2 2 1 。各取1 0 9 ，经碱化、提取、干燥及浓缩至干后，滴加含有氯化氢的 乙醇溶液成盐，得( ) 。盐酸美普他酚0 3 9 9 和( + ) 一盐酸美普他酚o 4 1 9 ，收率分别 为6 1 和6 4 。理化常数见下表： 【熔点( 文献i 2 2 1 值)比旋光度( 文献 2 2 】值) 美普他酚l d b t a 盐1 8 2 1 8 4 q 】苫一7 5 8 。c = 0 1 ，c h 3 0 h 美普他酚d d b t a 盐1 7 9 1 8 1 ( 1 u 2 18 7 7 5 。c = o 0 9 8 ，c h 3 0 h 2 1 5 2 1 7 q 】d 2 1 1 0 7 。c = 1 5 ，h 2 0 ( 一) 一盐酸美普他酚 ( 2 1 4 2 1 6 ) ( q 吾一9 c = 2 ，h 2 0 ) 2 1 5 2 1 7 h d 2 19 6 4 。c = i 5 ，h 2 0 ( + ) 一盐酸美普他酚 ( 2 1 4 2 1 6 ) ( 嚣9 。c = 2 ，h 2 0 ) 1 0 、美普他酚对甲氧基苯甲酸酯盐酸盐( 9 ) 的制备 对甲氧基苯甲酰氯的制备：在1 0 0 m l 圆底烧瓶中，加入对甲氧基苯甲酸3 0 9 ， 氯化亚砜3 0 m l ，回流1 5 小时，反应所产生的气体用吸收装置除去。常压蒸馏 除去氯化亚砜，减压蒸馏收集1 4 2 1 4 5 。c 1 4 m m h g 馏分3 4 9 ，无色液体，收率 为9 1 3 。 在5 0 m l 三口烧瓶中，加入美普他酚o 8 9 ，水6 m l ，搅拌得混悬液：冰盐 浴冷却，滴加2 0 氢氧化钠溶液调节p h 至1 0 1 1 ，缓慢滴加对甲氧苯甲酰氯 o 6 7 9 和丙酮8 m l 的混合液，反应过程中维持温度o * c 以下，同时滴加2 0 氢 氧化钠溶液维持p h 值为1 0 以上，滴加完毕后继续搅拌3 小时；析出黄色油状 物，用二氯甲烷提取，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩至干，得黄色油状物o 8 9 。 以乙酸乙酯：石油醚l ：3 为洗脱剂柱层析得0 5 1 9 淡黄色液体。 在上述所制得的美普他酚对甲氧苯甲酸酯中滴加6 m l 含氯化氢的乙醇液， 恰好溶解，p h 值为4 ，浓缩至干，滴加无水乙醚2 m l 溶解，冷却，析出18 0 m g 白色结晶，收率1 2 9 ，熔点1 9 0 1 9 2 。 i r ( 附图1 0 ) ： 2 9 6 2 2 8 3 9 ；2 5 7 7 ；2 4 7 4 ；1 7 3 0 ( ”c ；o ) ；1 6 0 7 ，15 7 9 ( oc ；c ) ； l5 1 5 1 3 7 9 ；8 4 5 ；8 0 9 7 6 3 。 h i , m r ( d o d m s o ，附j 蛩1 1 ) ：1 0 7 ，9 0 ( 1 h ) ；8 1 ( m ，2 h ) ：7 4 5 7 1 ( m ，6 h ) ： 复目人学硕士学位沦文 3 8 8 ( s ，3 h ，o c h 3 ) ；3 7 3 1 ( m ，4 h ) ；2 8 5 ( q ，3 h ，n - c h 3 ) ；2 5 4 1 5 ( m ，8 h ) o 5 5 ( q ，3 h ，- c h 3 ) m s ( 附图1 2 ) ：3 6 7 ( m + ，2 3 5 6 ) ；3 5 2 ( m + c h 3 ，4 0 9 ) ；1 3 5 ( ，7 9 0 5 ) 1 1 、美普他酚对甲基苯甲酸酯盐酸盐0 0 ) 的制备 对甲基苯甲酰氯的制备：在2 5 m l 圆底烧瓶中，加入对甲基苯甲酸5 9 ，氯 化亚砜7 m l ，回流1 5 小时，反应所产生的气体用吸收装置除去。常压蒸馏除 去氯化亚砜，减压蒸馏收集1 2 6 1 2 8 。c i8 m m h g 馏分4 7 4 9 ，收率8 3 4 。 在5 0 m l 三口烧瓶中，加入美普他酚o 5 9 ，水1 0 m l ，搅拌得混悬液；冰盐 浴冷却，滴加2 0 氢氧化钠溶液调节p h 至1 0 1 1 ，缓慢滴加对甲基苯甲酰氯 o 6 7 9 和丙酮8 m l 的混合液，反应过程中维持温度0 以下，同时滴加2 0 氢 氧化钠溶液维持p h 值为1 0 以上，滴加完毕后继续搅拌1 小时；析出黄色油状 物，用乙酸乙酯2 5 m l x 2 提取，无水硫酸钠干燥，滤除干燥剂并浓缩至干，得 黄色油状物。以乙酸乙酯：石油醚1 ：3 为洗脱剂柱层析得o 4 0 9 无色油状物。 在上述所制得的美普他酚对甲基苯甲酸酯中滴加4 m l 含氯化氢的乙醇液， 溶解，p h 值为3 ，浓缩至干，再滴加无水乙醚2 m l 溶解，静置，析出2 2 0 m g 白色结晶，收率2 6 4 ，熔点1 6 8 1 7 2 。 i r ( 附图1 3 ) ：2 9 2 8 2 8 6 6 ；2 6 5 5 ；2 4 8 8 ；1 7 3 1 ( ”c = o ) ；1 6 1 1 ，1 5 8 6 ；1 4 9 6 1 3 5 8 ；1 3 8 2 ( 6a r - c h 3 ) ；7 7 7 7 4 6 ；8 3 3 。 1 h n m r ( d 6 d m s o 附图1 4 ) ：1 0 7 ，9 1 ( 1 h ，) ；8 叭( q ，2 h ) ；7 3 7 0 ( m ，6 h ) ； 3 6 3 4 ( m ，4 h ) ；2 8 5 ( q ，3 h ，n c h 3 ) ，2 4 2 ( s ，3 h ，) ；2 3 1 4 ( m ，8 h ) ；0 5 ( q ，3 h ， 一c h 3 ) m s ( 附图1 5 ) ：3 5 1 ( m + ，1 9 4 5 ) ；3 3 6 ( m + c h 3 ，3 9 6 ) ；1 1 9 ( 6 5 7 2 ) 1 2 、美普他酚苯甲酸酯盐酸盐( 1 1 ) 的制各 在5 0 m l 三口烧瓶中，加入美普他酚0 8 9 ，水1 0 m l ，搅拌得混悬液；冰盐 浴冷却，滴加2 0 氢氧化钠溶液调节p h 至l o 1 l ，缓慢滴加对甲基苯甲酰氯 o 7 9 和丙酮8 m l 的混合液，反应过程中维持温度0 。c 以下，同时滴加2 0 氢氧 化钠溶液维持p h 值为1 0 以上，滴加完毕后继续搅拌1 小时；析出黄色油状物， 用乙酸乙酯2 5 m l 2 提取，干燥，滤除干燥剂并浓缩至干，得黄色油状物。以 乙酸乙酯：石油醚1 ：3 为洗脱剂柱层析得1 1 9 无色油状物。 在上述所制得的美普他酚对甲基苯甲酸酯中滴加4 m l 含氯化氢的乙醇液， 溶解，p h 值为3 ，浓缩至干，再滴加无水乙醚2 m l 溶解，静置，析出7 5 0 m g 白色结晶，收率5 8 4 ，熔点1 4 7 1 5 0 。 i r ( 附图1 6 ) ：2 9 2 8 2 8 6 4 ；2 6 5 9 ；1 7 3 4 ( vc = o ) ；1 6 0 8 ，1 6 0 0 ，t 5 8 5 ；1 4 7 1 1 3 0 3 ；1 2 6 9 ；1 1 7 8 ；7 8 7 ；7 7 0 7 3 0 7 1 0 6 9 0 。 1 h n m r ( d 6 d m s o 附图1 7 ) ：8 2 8 i ( d ，2 h ) ；7 _ 8 7 2 ( m ，7 h ) ；4 3 ( m ， 4 h ) ；2 9 ( s ，3 h ，n c h 3 ) ；2 4 1 4 ( m ，8 h ) ；0 5 ( t ，3 h ) m s ( 附图1 8 ) ：3 3 7 ( m + ，2 4 7 8 ) ；3 2 2 ( m + c h 3 ，6 4 6 ) ；1 0 5 ( 6 9 6 4 ) ；7 7 ( 4 1 1 4 ) 1 3 、美普他酚对氯苯甲酸酯盐酸盐( 1 2 ) 的制备 对氯苯甲酰氯的制备：在2 5 m l 圆底烧瓶中，加入对甲基苯i 争酸1 0 9 ，氯化 亚砜2 0 m l ，回沉5 小时，反应所产生的气体用吸收装置除去。常压蒸馏除去