农药

吡啶及其化合物在药物合成中的应用

 

吡啶及其衍生物统称为吡啶碱﹒吡啶,是一种具有共轭结构的六元杂环化合物,分子式C5H5N﹒吡啶衍生物主要是不同取代位置的甲基吡啶,如2-甲基吡啶、3-甲基吡啶和4-甲基吡啶等﹒吡啶由于环上氮原子的吸电子作用,一般较难发生亲电取代反应,但吡啶环上的亲核取代反应较容易发生,利用这一性质,以吡啶及其衍生物为原料可制备出多种重要的吡啶化合物[1-3],因它们往往具有良好的生物活性,常被用于合成医药和农药的重要原料或中间体,在吡啶类药物的合成上发挥着重要作用﹒因此,研究吡啶及其化合物在药物合成中的应用将具有重要的参考价值和实际意义﹒

1 在医药合成方面的应用

1.1 合成抗菌药物

文献[4]以2, 6-二氯-3-硝基吡啶为原料,经过5步反应合成得到依诺沙星(Enoxacin),其结构式如图1所示﹒

图1 依诺沙星结构式

依诺沙星是一种喹诺酮类广谱抗菌药,对革兰阴性杆菌的抗菌活性很高,可用于治疗各种细菌病毒所起的泌尿、生殖系统、呼吸道、消化道、皮肤软组织及耳眼部感染﹒近年来,随着超分子药物的迅速发展,依诺沙星通过分子修饰而得到的衍生物[5]抗菌活性更高﹒

巴洛沙星(Balofloxacin),是一种氟喹诺酮类广谱抗菌药物,它针对革兰氏阳性菌、肺炎链球菌、肺炎支原体、沙眼衣原体等均具有较强的抗菌活性﹒其合成路线为:以3-氨基吡啶为原料经氨基保护、甲基化、脱保护以及催化加氢得到3-甲氨基哌啶[6],再与1-环丙基-6,7-二氟-8-甲氧基-1, 4-二氢-4-氧代喹啉-3-羧酸二乙酯的螯合物经缩合、水解得到巴洛沙星[7],其结构式如图2所示﹒

图2 巴洛沙星结构式

1.2 合成抗抑郁药物

米氮平(Mirtazapine),商品名为瑞美隆,是全球第一个去甲肾上腺素能和特异性5-羟色胺能抗抑郁药﹒文献[8]以2-氯-3-氰基吡啶和中间体1-甲基-3-苯基哌嗪为原料,经亲核取代、水解、还原和环合反应得到米氮平,结构式如图3所示﹒

图3 米氮平结构式

1.3 合成治疗HIV-1感染药物

奈韦拉平(Nevirapine),商品名Viramune,是一种非核苷类逆转录酶抑制剂,与其它抗HIV-1药物联合用药可更好的治疗HIV-1感染,亦可用于预防母婴传播﹒文献[9-11]以4-甲基吡啶为原料,经硝化、硝基迁移、还原、氯化得到2-氯-3-氨基-4-甲基吡啶,再与2-氯烟酰氯经缩合、氨解、环合得到奈韦拉平,其结构式如图4所示﹒

图4 奈韦拉平结构式

1.4 合成质子泵抑制剂

兰索拉唑(Lansoprazole),是一种新型质子泵抑制剂,对胃溃疡、十二指肠溃疡、返流性食管炎等的治疗效果较好﹒文献[12-13]以2, 3-二甲基吡啶为原料,经氧化、硝化、三氟乙氧基取代和苯磺酰氯反应得到中间体2-氯甲基-3-甲-4-(2, 2, 2-三氟乙氧基)吡啶,再与2-巯基-1H-苯并咪唑缩合、氧化得到目标产物,其结构式如图5所示﹒

图5 兰索拉唑结构式

1.5 合成抗结核药物

帕司烟肼(Pasiniazide)又名百生肼、对氨基水杨酸异烟肼,是一种强效抗结核病药物,于2001年上市,药效比异烟肼强5倍﹒帕司烟肼[14]是由吡啶经氧化、酰化后,再与对氨基水杨酸加合而成,其结构式如图6所示﹒

图6 帕司烟肼结构式

1.6 合成血管扩张类药物

盐酸倍他司汀,化学名为N-甲基-2-吡啶乙胺二盐酸盐,是一种组胺类血管扩张类药物,可用于治疗冠状动脉系统供血不足,缺血性脑血管疾病如脑血栓、脑梗塞及高血压引起的头晕、耳鸣等症﹒该药可通过原料2-甲基吡啶[15]经反应得到,其结构式如图7所示﹒

图7 盐酸倍他司汀结构式

1.7 合成中枢神经兴奋药

盐酸右哌甲酯,商品名为Focalin,是一种中枢神经系统兴奋药,用于治疗6岁及以上儿童的注意缺陷多动障碍﹒该药以吡啶的还原产物哌啶为原料,经过6步反应合成而得到[16],其结构式如图8所示﹒

图8 盐酸右哌甲酯结构式

2 在农药合成方面的应用

2.1 合成杀虫剂

吡虫啉和啶虫脒[17-19],均属于广谱性烟碱类杀虫剂,具有高效、速效、低度、内吸性强、残效期长、残留量低等优点﹒它们均以由吡啶经甲醇甲基化、氯取代后生成2-氯-5-氯甲基吡啶原料经反应而成,其结构式如图9所示﹒

图9 吡虫啉(左)和啶虫脒(右)结构式

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