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4-[4-氯-1-丁酰基]-A,A-二甲基苯乙酸 (CAS:169280-21-1)的合成与应用

发布时间:2026-10-15 09:30浏览次数:times

摘要:4-[4-氯-1-丁酰基]-α,α-二甲基苯乙酸(CAS 169280-21-1,英文名 4-(4-Chloro-1-oxobutyl)-α,α-dimethylbenzeneacetic acid,又名 2-(4-(4-氯丁酰基)苯基)-2-甲基丙酸)是非镇静类 H1 受体拮抗剂——非索非那定(fexofenadine)原料药合成的关键医药中间体,同时作为非索非那定杂质对照品用于有关物质研究与质量控制。本文从基本信息、理化性质、合成工艺、下游应用产品、作用原理及同生态位产品对比等维度进行系统梳理,为医药中间体采购选型、原料药工艺开发与质量研究提供参考。

1. 产品概述

4-[4-氯-1-丁酰基]-α,α-二甲基苯乙酸属于芳香酮羧酸类精细化学品,分子骨架由α,α-二甲基苯乙酸片断与4-氯-1-丁酰基片断通过 1,4-取代苯环桥接而成,分子式 C14H17ClO3,分子量 268.74。

工业上,本产品主要用于两条路径:一是作为非索非那定原料药合成路线的关键中间体,参与构建非索非那定(含其盐酸盐)分子骨架;二是在非索非那定原料药(API)质量体系中作为工艺相关杂质对照品/标准品,用于有关物质检查、方法学验证与稳定性研究。产品以白色至类白色固体粉末形态供应,常规纯度 ≥98%(HPLC),医药级与标准品级产品纯度更高,属研发、中试与商业化生产通用的精细化工品。

2. 化学结构与理化性质

2.1 基本信息

CAS 号169280-21-1
中文名称4-[4-氯-1-丁酰基]-α,α-二甲基苯乙酸
中文别名2-[4-(4-氯丁酰基)苯基]-2-甲基丙酸;4-(4-氯-1-氧代丁基)-α,α-二甲基苯乙酸;非索非那定杂质(不同厂商编号:杂质 6 / 11 / 18 / 24 等)
英文名称4-(4-Chloro-1-oxobutyl)-α,α-dimethylbenzeneacetic acid
英文别名2-(4-(4-Chlorobutanoyl)phenyl)-2-methylpropanoic acid;Benzeneacetic acid, 4-(4-chloro-1-oxobutyl)-α,α-dimethyl-;Fexofenadine Impurity
分子式C14H17ClO3
分子量268.74(精确质量 268.0870)
极性表面积 PSA54.37 Ų
外观白色至类白色固体/粉末(以供应商 COA 为准)
常规规格纯度 ≥98%(HPLC);标准品级按用途定制
储存条件2-8℃ 避光、密封、干燥保存
海关编码2918300090
主要用途非索非那定原料药合成中间体;非索非那定杂质对照品/标准品;药物代谢与结构修饰研究

2.2 结构要点

  • 苯环为 1,4-对位二取代,一端连接α,α-二甲基苯乙酸(即 2-甲基-2-芳基丙酸片断),另一端连接4-氯-1-丁酰基(-CO-CH2-CH2-CH2-Cl)。

  • 末端 C–Cl 键是后续与哌啶氮原子发生 N-烷基化(亲核取代)的离去基,是整条非索非那定合成路线的关键反应位点。

  • α,α-二甲基结构提供季碳骨架,羧基为弱酸性(pKa 约 4.2),可与碱成盐(钠盐、钾盐等)改善水溶性;LogP 约 3.25,在酯类、醇类、卤代烃、酮类等常规有机溶剂中溶解性良好。

  • 高沸点(预测约 438℃)且挥发性低,常规条件下不宜蒸馏纯化,工业上多采用结晶、打浆、重结晶等方式精制。

3. 合成工艺简述

以下按公开专利与文献概括主要合成路线(不涉及具体化学反应式):

3.1 傅-克酰化路线(主流)

以α,α-二甲基苯乙酸为原料,先与甲醇或乙醇酯化以保护羧基,再在三氯化铝等路易斯酸催化下与4-氯丁酰氯发生傅-克酰化反应,在苯环对位引入 4-氯-1-丁酰基,得到相应的酯(甲酯 CAS 154477-54-0、乙酯 CAS 76811-97-7),酯经碱性水解即得游离酸形式的本产品(CAS 169280-21-1)。该路线原料廉价易得、步骤短,是工业化主流;关键控制点为傅-克酰化的对位区域选择性及异构体分离。

3.2 偶联路线

以溴苯为原料与 4-氯丁酰氯傅-克酰化生成 4′-溴-4-氯苯丁酮;异丁酸甲酯经三甲基氯硅烷处理转化为 1-甲氧基-1-(三甲基甲硅氧基)-2-甲基-1-丙烯(硅基烯酮缩醛);两者在钯系催化剂作用下偶联,一步引入“2-甲基丙酸甲酯”片断,得到 2-[4-(4-氯-1-丁酰基)苯基]-2-甲基丙酸甲酯,水解后即得本产品(代表性公开文献 CN112661693A)。该路线以偶联替代直接酰化,避免间位异构体问题,收率高、适合工业化放大。

3.3 腈类前体水解路线

可由 2-[4-(4-氯-1-氧代丁基)苯基]-2-甲基丙腈(CAS 169032-17-1)等腈类中间体经水解制得,相关专利(如 US6147216 等)报道该转化收率约 83%。

说明:实际生产路线、催化剂体系、溶剂与工艺参数以相关专利和供应商技术资料为准;下游使用时应索要 COA 与工艺说明。

4. 应用领域

起始原料α,α-二甲基苯乙酸 / 溴苯 + 4-氯丁酰氯
→
本产品 CAS 169280-21-14-[4-氯-1-丁酰基]-α,α-二甲基苯乙酸
→
偶联(N-烷基化)与 4-(羟基二苯甲基)哌啶反应
→
1-氧代非索非那定甲酯CAS 154477-55-1
→
还原 + 水解羰基还原、酯水解
→
非索非那定CAS 83799-24-0(盐酸盐 153439-40-8)
→
下游制剂片剂 / 胶囊 / 复方制剂
→
终端应用过敏性鼻炎、慢性荨麻疹

4.1 非索非那定原料药(API)合成中间体——最主要的应用

本产品(或其甲酯)与 4-(羟基二苯甲基)哌啶(阿扎环醇类化合物)进行 N-烷基化偶联,再经羰基还原与酯水解,得到非索非那定(CAS 83799-24-0)及其盐酸盐(CAS 153439-40-8)。下游具体产品包括:

  • 盐酸非索非那定片 / 胶囊:用于季节性过敏性鼻炎、常年性过敏性鼻炎及慢性特发性荨麻疹的治疗。

  • 复方制剂:非索非那定与减充血剂(如伪麻黄碱)的复方,用于伴鼻塞的过敏性鼻炎对症治疗。

  • 儿童剂型与口服液/颗粒等:部分市场开发了适合儿童给药的剂型。

非索非那定是特非那定的活性代谢物,属于非镇静类(新一代)H1 受体拮抗剂,全球市场成熟、临床地位稳定;中国既是重要仿制药市场也是原料药与中间体的主要出口产地,本产品作为其核心合成接入点,需求随 API 产能与仿制药申报持续增长。

4.2 非索非那定杂质对照品 / 标准品

在非索非那定 API 生产中,本化合物属于可能残留的工艺相关杂质;同时其“1-氧代”类结构(含丁酰羰基)是典型的氧化相关物质。对照各国药典(EP / USP / 中国药典)对有关物质的控制要求,需使用高纯度对照品完成:

  • 有关物质检查与杂质定量(HPLC / LC-MS 外标法);

  • 方法学验证(专属性、线性、回收率、检测限与定量限);

  • 稳定性考察、批放行检验与强制降解研究。

市售品常以“非索非那定杂质 6 / 11 / 18 / 24”(不同厂商编号体系不同)或“非索非那定中间体”命名,纯度一般为 95%-98% 及以上,随附 COA、NMR、MS、HPLC 谱图等溯源资料。

4.3 药物代谢与结构修饰研究

非索非那定是特非那定的氧化代谢产物,本产品及 1-氧代类结构在代谢路径研究、氧化代谢产物对照、体内外代谢物鉴定中作为标准参考物;同时可用于非索非那定的盐型、晶型、前药设计与结构修饰研究。

4.4 定制合成与合同研发生产(CMO / CDMO)

作为多步合成路线中的稳定接入点,本产品供工艺开发、路线筛选、中试放大与商业化生产使用,是原料药企业与合同生产企业常规采购的中间体品类。

4.5 分析检测与试剂流通

标准品公司、药检机构、第三方实验室及高校科研单位采购本品用于建立检测方法、配制对照溶液;同时作为医药中间体在国内外贸易渠道流通,支持出口申报(DMF / 登记资料)与进口替代。

5. 应用原理

5.1 中间体作用原理

分子中4-氯-1-丁酰基末端的氯是良好离去基,在碱性条件下与哌啶氮原子发生亲核取代(N-烷基化),完成“苯乙酸片断—四碳桥—二苯甲醇哌啶片断”的 C–N 键构建,一步搭出非索非那定骨架。四碳链长度恰好对应药效构型所需的桥距;α,α-二甲基苯乙酸提供最终 API 的羧酸药效团,α,α-二甲基结构有利于代谢稳定性与受体亲和。

5.2 杂质对照品作用原理

非索非那定 API 中,未反应完全的氯代中间体及 1-氧代类化合物为典型工艺/降解相关物质,药典对其限度有明确规定。高纯度对照品用于外标法定量:本产品分子式 C14H17ClO3 与 API(C32H39NO4)差异显著,HPLC 保留行为与质谱碎片均可区分,方法专属性好,适合作为杂质定位与限度的参考物。

5.3 下游 API 的成药性原理

非索非那定为外周选择性 H1 受体拮抗剂,分子两端分别为羧基与二苯甲醇哌啶,呈两性结构,不易透过血脑屏障,因而无中枢镇静、无嗜睡;对心脏延迟整流钾通道(hERG)作用弱,QT 间期延长风险远低于母体特非那定。这些性质决定了其在抗过敏临床中的主流地位,也保证了本中间体的长期需求。

6. 与同生态位产品的简要优势对比

同生态位产品与本产品关系优势对比要点
2-[4-(4-氯-1-丁酰基)苯基]-2-甲基丙酸甲酯
(CAS 154477-54-0)
差一个甲酯基团本产品为游离酸:偶联后无需皂化即可直接对应 API 酸结构;作为杂质标准品与成品 API 形态一致、定量更直接;适合“先偶联后成盐”的工艺场景。传统工艺多用酯投料,两者互为补充。
4-(4-氯-1-氧代丁基)-α,α-二甲基苯乙酸乙酯
(CAS 76811-97-7)
差一个乙酯基团乙酯水解通常需更强碱、更高温度;本产品省去该步骤,工艺衔接更简洁,标准品使用也更直观。
1-氧代非索非那定甲酯
(CAS 154477-55-1)
偶联后一步的产物本产品位于偶联反应之前,是整条路线的“接入点”与质量控制源头,处于更上游、供应基础更广、用途更前置。
特非那定及其中间体母体药物体系特非那定因 QT 间期延长风险在多国被限制/撤市;非索非那定为其活性代谢物,无镇静、心脏安全性更好,终端需求确定,本中间体对应更安全的终端产品。
其他 H1 抗组胺药中间体(西替利嗪、氯雷他定、依巴斯汀等骨架)不同母核结构本产品专用于非索非那定骨架,与目标 API 一一对应、结构药效关系明确;非索非那定为外周选择性 H1 拮抗剂,中枢镇静小、临床地位稳定,中间体需求可预期。
提示:同生态位比较基于公开结构与药理学信息,供选型参考;具体工艺适配性需结合实际路线验证。

7. 储存、安全与采购提示

  • 储存:2-8℃ 避光、密封、干燥保存,避免与强氧化剂、强碱长期接触;保质期通常 2 年,以 COA 为准。

  • 安全:属一般精细化学品,操作时佩戴防护手套、护目镜,避免吸入粉尘;详细危险信息以 MSDS / SDS 为准。

  • 采购:关注纯度(HPLC)、单杂/总杂、水分、残留溶剂等指标;标准品须提供 COA、谱图(NMR / MS / HPLC)与溯源信息。

  • 合规:进出口按海关编码 2918300090 归类申报;作为对照品流通时随附检测报告,保障可追溯性。

8. 常见问题 FAQ

Q1:169280-21-1 是什么化合物?

即 4-[4-氯-1-丁酰基]-α,α-二甲基苯乙酸(英文 4-(4-Chloro-1-oxobutyl)-α,α-dimethylbenzeneacetic acid),是非索非那定原料药合成的关键医药中间体,也作为非索非那定杂质对照品使用。

Q2:4-[4-氯-1-丁酰基]-α,α-二甲基苯乙酸的分子式和分子量是多少?

分子式为 C14H17ClO3,分子量 268.74(精确质量 268.0870)。

Q3:CAS 169280-21-1 有什么用途?

主要用途包括:非索非那定原料药(盐酸非索非那定)合成中间体;非索非那定杂质对照品/标准品,用于有关物质检查与方法学验证;药物代谢与结构修饰研究;定制合成与合同生产(CMO/CDMO)。

Q4:169280-21-1 与 154477-54-0 有什么区别?

154477-54-0 是 2-[4-(4-氯-1-丁酰基)苯基]-2-甲基丙酸甲酯,即本产品的甲酯形式。常规偶联工艺常以酯形式投料;本产品(游离酸)更适合直接成盐偶联及作为杂质标准品使用,两者互为补充。

Q5:非索非那定(盐酸非索非那定)是什么药?

非索非那定是非镇静类(新一代)H1 受体拮抗剂抗组胺药,临床上用于季节性过敏性鼻炎、常年性过敏性鼻炎和慢性特发性荨麻疹,中枢镇静作用小、心脏安全性好。

Q6:169280-21-1 是中间体还是杂质?

两者皆是:在合成路线上它是构建非索非那定骨架的关键中间体;若在成品 API 中残留则属于工艺相关杂质,因此市场上同时以杂质对照品/标准品形式供应。

Q7:该化合物如何合成?

常见路线包括:α,α-二甲基苯乙酸酯化后与 4-氯丁酰氯傅-克酰化再水解;溴苯傅-克酰化后与硅基烯酮缩醛钯催化偶联再水解;以及由 2-[4-(4-氯-1-氧代丁基)苯基]-2-甲基丙腈(CAS 169032-17-1)等腈类前体水解。

Q8:该化合物如何储存?

建议 2-8℃ 避光、密封、干燥保存,避免与强氧化剂和强碱长期接触;保质期通常 2 年,具体以供应商 COA 为准。

结语

4-[4-氯-1-丁酰基]-α,α-二甲基苯乙酸(CAS 169280-21-1)是非索非那定产业链中承上启下的关键分子:上游连接廉价原料与成熟酰化/偶联工艺,下游直达市场稳定的抗过敏原料药及其制剂,同时以杂质对照品身份服务于药品质量体系。对中间体采购、原料药工艺开发与质量研究而言,本品均为需要重点掌握的基础化合物。


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