【技術】N-芳基吡唑衍生物的連續合成

01研究背景

吡唑在許多藥物中是關鍵的藥效基團。1969年從鏈霉菌中分離出的吡唑衍生物（1）具有廣譜抗病毒活性。多種重磅藥物塞來昔布（2，Celebrex），利莫那班（3，Acomplia），西地那非（4，Viagra）和近批準的肺癌藥物克唑替尼（5，Xalkori）具有吡唑亞結構。

Figure 1具有吡唑結構部分的化合物

目前已經開發出許多用于合成吡唑方法。其中，通過肼與1,3-二羰基化合物或其替代物的環縮合反應直接吡唑較為常見（Scheme 1）。

由于存在商業供應的原料酮胺和肼使得knorr反應成為制備吡唑吸引力的方法之一。課題組在合成N-芳基吡唑6時深入研究了反應過程中的關鍵中間體。

傳統反應中經重氮化反應、還原反應、縮合反應合成目標吡唑衍生物。此過程存在一些需要解決的問題：

1：化合物9由于合成過程中產生錫的氧化物分離純化困難

2：縮合過程形成咔唑異構體，需柱層析純化；

3：高活性中間體重氮8和肼9小規模合成相對簡單，DSC顯示規模放大時存在很大安全隱患。

因此，課題組集中精力開發連續流以解決安全問題。

間歇反應轉化為連續反應

對每步反應進行探索，設計適合連續化的反應條件。

1：重氮鹽苯胺7在以下水溶液（NaNO2，HCl）或非水（t-BuONO，BF3·THF）條件反應很好。

2：SnCl2還原是反應過程中不可替代的，而重氮鹽化合物8直接進行還原會由于形成重氮鹽過程中雜質導致還原收率很低。另外SnCl2使用產生的副產物導致反應后產生乳白混合物，不利于連續化實現，而強酸強堿條件氧化錫可溶解，但是不利于兩性化合物9和化合物6分離。

3：甲基保護的苯胺衍生物作為起始原料，具有更清潔的過程和更方便的肼15或吡唑16的分離。

根據做的這些研究，課題組設計出了適合連續化的合成路線圖 Scheme 3。

經過優化后連續合成流程圖如下

反應裝置包括1：兩臺具有無閥旋轉和往復功能的計量泵輸送原料，2：兩組不銹鋼T型混合器， 3：PTFE管式反應器，4：提供100PSI的自動壓力控制器，5：在線分離CSTR裝置，6：接收裝置。

此反應裝置運行兩次，800-1000 g的投料量，化合物6的總收率為 51-55％。

此反應在運行前需要遵循（1）使用的所有管道和配件在實驗溫度時應耐受更高的壓力。確保可以在承受高達250psi的壓力下無泄漏。（2）盡管安裝了自動背壓裝置，在100psi運行壓力下仍嚴密監控設備的運行。（3）如果由于固體團聚而形成壓力，需立即用水進行沖洗且避免暴露在空氣中。

化合物15*轉化至吡唑16，除去水相，有機相用6N NaOH水溶液洗滌，濃縮。粗產物使用PhBCl2在甲苯中進行脫甲基得到吡唑終產物。

課題組實現了重要中間體吡唑的連續化多步合成，實現了間歇與連續化的轉化，提高了重氮中間體的合成安全性及公斤級規模的驗證試驗。

03總結

1. 課題組證實了連續流技術能夠實現N-芳基吡唑衍生物。

2. 該連續流工藝的主要優勢在于實現了間歇與連續化的轉化，提高了重氮中間體的合成安全性及公斤級規模的驗證試驗。

3. 經過優化后連續合成流程圖如下

反應裝置包括：1：兩臺具有無閥旋轉和往復功能的計量泵輸送原料，2：兩組不銹鋼T型混合器，3：PTFE管式反應器，4：提供100PSI的自動壓力控制器，5：在線分離CSTR裝置，6：接收裝置。

文章摘自：dx.doi.org/10.1021/op300209p | Org. Process Res. Dev. 2012, 16, 2031-2035 

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