5-硝基并呋喃-2-甲酸的应用_凯茵工业添加剂
背景及概述[1][2]
5-硝基并呋喃-2-甲酸，五羰基溴化锰可用作医药化工合成中间体。
应用[1-2]
5-硝基并呋喃2甲酸是一种治疗重度抑郁症药物的重要中间体，也是一种发光材料合成过程中重要的中间体。其应用举例如下：合成抗抑郁药维拉佐酮(vilazodone)。维拉佐酮，英文名vilazodone，是一个并呋喃衍生物，其化学名为5[4[4(3丁基5氰基)吲哚]1哌嗪]并呋喃2甲酰胺。维拉佐酮初由Merck KGaA公司研制，是5HT能双重作用的抗抑郁剂，它既有对5HT有选择性的再摄取抑制作用，又对5HT1A受体有部分激活作用，也是个吲哚烷基胺类新型抗抑郁药。
维拉佐酮独特的作用机制，快速而明确的临床疗效，较少的性功能方面的副作用，较传统的SSRI类抗抑郁剂有着更好的前景。 其步骤如下：
(1)以5硝基水杨醛为原料与溴在碳酸钾作用下加热反应并经水解得到化合物5硝基并呋喃2甲酸； 5硝基并呋喃2甲酸的制备，以5硝基水杨醛为原料，溶剂为N，N二甲基甲酰胺(DMF)，与溴在碳酸钾作用下加热反应并经水解得到化合物5硝基并呋喃2甲酸，反应温度为90℃～130℃，5硝基水杨醛∶碳酸钾∶溴的摩尔比1∶1～1.1∶2。
(2)5硝基并呋喃2甲酸与氯甲酸异丁酯反应结束后加入氨水得到5硝基并呋喃2甲酰胺； 将5硝基并呋喃2甲酸溶解在二氯甲烷中，和三乙胺、氯甲酸异丁酯在冰水浴中反应，反应结束后加入氨水，减压除去有机溶剂，用和四氢呋喃溶解固体，纯化得到5硝基并呋喃2甲酰胺。
(3)5硝基并呋喃2甲酰胺用保险粉还原得到中间体5氨基并呋喃2甲酰胺；5硝基并呋喃2甲酰胺与还原剂保险粉在溶剂水与乙醇下反应，反应结束后去除有机溶剂，酸调节pH至2.0，萃取，干燥产物，去除有机溶剂后得到中间体5氨基并呋喃2甲酰胺，5硝基并呋喃2甲酰胺与保险粉摩尔比1∶3～6。
(4)5氨基并呋喃2甲酰胺与双(2氯乙基)胺在碱作用下关环得到5哌嗪并呋喃2甲酰胺；5哌嗪并呋喃2甲酰胺的制备： 5氨基并呋喃2甲酰胺，双(2氯乙基)胺和碳酸氢钠，正丁醇在氮气保护下反应，反应结束后加入水，用碱调节pH至9.0，萃取，水洗，碱洗，干燥后取出溶剂，粗产物经层 析分离提纯得到5哌嗪并呋喃2甲酰胺，所述的碱为碳酸钾或碳酸氢钠或三乙胺或碳酸钠或氢氧化钠；5氨基并呋喃2甲酰胺、双(2氯乙基)胺的摩尔比为1∶0.5～2，氨基并呋喃2甲酰胺，与碱的摩尔比为1∶0.5～2。 (5)5哌嗪并呋喃2甲酰胺与3(4氯代丁基)5氰基吲哚取代得到维拉佐酮。
5哌嗪并呋喃2甲酰胺，3(4氯代丁基)5氰基吲哚，碳酸氢钠及碘化钾，N，N二甲基甲酰胺(DMF)溶解，升温至100℃反应，反应结束后冷却至室温，纯化得到维拉佐酮。
制备 [1,3]
方法1：以5硝基并呋喃2甲酸R酯作为起始物，加入适量的碱性溶液，然后在一定温 度下搅拌反应23h得到水解产物。后处理方法简单，调pH后抽滤即可得到纯度较高的目标 产物。其中所用溶剂指的是醇类(甲醇、乙醇、异丙醇)、丙酮、四氢呋喃、水、N，N二甲基甲 酰胺或它们的混合溶剂。其中优选水。所需控制的反应温度为室温至100℃，优选室温。
具体步骤如下：向500mL三口瓶中加入5硝基并呋喃2甲酸丙酯20.0g(80.3mmol)，加入2.5mol/L K2CO3(401.6mmol)丙酮溶液161mL，45℃搅拌23h后，薄层色谱监测(TLC)反应结束，再 用2mol/L盐酸水溶液调节pH至45，抽滤，滤饼使用水洗涤，得到淡黄色固体，薄层色谱 检测该淡黄色固体为单点，即为5硝基并呋喃2甲酸，将其于真空45℃干燥24h，称量17.9 g得5硝基并呋喃2甲酸，收率89.5％。m.p.270274℃。
方法2：步骤1）将活化的碳酸钾（16.55g，120mmol）加入搅拌的水杨醛（1）（60mmol）的无水DMF（15mL）溶液中。然后将溴（10.0g，60mmol）的无水DMF（20mL）溶液加入上述混合物中，并将反应混合物在130℃下搅拌6小时。 然后将溶剂蒸发至其体积的约1/3，得到棕色浆状物。将粗产物用CH2Cl 2（200mL）和水（3×100mL）萃取。
将有机层干燥（MgSO 4），过滤并真空浓缩，得到的残余物经快速柱色谱纯化（石油醚/100：0v / v，增加至95：5v / v），得到黄色固体。产率：22％，Rf 0.60（石油醚/ EtOAc 4：1v / v），熔点139-141℃。步骤2）并[b]呋喃-2-羧酸乙酯（2）（32 mmol）的溶液用2M钠水溶液处理甲醇（100mL）加入氢氧化物（50mL）并在蒸汽浴上温和温热。后水解完成（约30分钟），冷却反应溶液并通过逐滴加入浓HCl酸化至pH 1。然后用（3×150mL）萃取溶液，干燥（MgSO 4）有机层，过滤，真空浓缩，得到粗黄色固体。将粗黄色固体用水洗涤，收集并在真空下用五氧化二磷干燥得5硝基并呋喃2甲酸。产率：95％，Rf 0.0（石油醚/ EtOAc 1：1v / v），熔点268-270℃。
（R1=-NO2）
主要参考资料
[1] CN201210069650.2 一种新的5-硝基并呋喃-2-甲酸的制备方法
[2] CN201110416975.9 抗抑郁药维拉佐酮(vilazodone)的合成方法
[3] Aboraia, Ahmed S.; Yee, Sook Wah; Gomaa, Mohamed Sayed; Shah, Nikhil; Robotham, Anna C.; Makowski, Bart; Prosser, David; Brancale, Andrea; Jones, Glenville; Simons, Claire Bioorganic and Medicinal Chemistry, 2010 , vol. 18, # 14 p. 4939 – 4946