一种(S)-氯吡格雷的硫酸盐或盐酸盐的制备方法
技术领域
本发明属于药物合成领域,具体涉及一种(S)-氯吡格雷的硫酸盐或盐酸盐的制备方法。
背景技术
氯吡格雷是一种血小板聚集抑制剂,在抗血小板聚集方面有着比阿司匹林更好的效果,同时对胃肠道具有较小的副作用,氯吡格雷分子中有一个手性中心,具有两个光学异构体,其中,(S)-氯吡格雷的活性远远大于(R)-氯吡格雷,临床上一般以其硫酸盐的形式入药。
(S)-硫酸氢氯吡格雷(Clopidogrelbisulfate)是氯吡格雷的硫酸盐,其结构如式(I)所示,商品名为波立维,于1997年11月17日被美国FDA批准用于心梗后、卒中后和确诊的外周动脉疾病(PAD)的治疗。
赛诺菲公司在欧洲专利EP99802中第一次公开了氯吡格雷的外消旋体,并随后在欧洲专利EP281459(美国同族专利US4847265)中公开了使用(+)-10-樟脑磺酸作为拆分剂,从氯吡格雷的外消旋体中分离出(S)-氯吡格雷的方法。
日本专利JP4230387公开了(S)-硫酸氢氯吡格雷的制备方法,该方法首先通过混旋的邻氯苯甘氨酸甲酯与对甲苯磺酸-2-噻吩乙酯发生取代反应得到混旋的α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯,然后使用(+)-10-樟脑磺酸对其进行拆分,得到(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯,然后与30%的甲醛溶液反应得到(S)-氯吡格雷。该合成方法需要分两步进行,第一步在无催化剂、中性条件下,甲醛与原料缩合形成羟甲基化合物的中间产物,第二步在DMF中盐酸的作用下,得到的中间产物进行关环反应,得到目标产物,操作相对繁琐。(S)-氯吡格雷再与硫酸反应后得到(S)-硫酸氢氯吡格雷[α]D/20=+53,该方法中(+)-10-樟脑磺酸可以回收后循环利用,成本较低,但得到的产品纯度不好,反应路线如下式所示:
美国专利US200424012采用了大致相同的步骤制得了(S)-硫酸氢氯吡格雷,不同之处在于反应中使用消旋的原料得到硫酸氢氯吡格雷的消旋体,最后使用(+)-10-樟脑磺酸拆分得到(S)-硫酸氢氯吡格雷,采用该方法得到的产品纯度较好,但是(+)-10-樟脑磺酸不能得到回收,成本较大。
美国专利US2007225320公开了另外一种制备较高纯度的(S)-硫酸氢氯吡格雷的方法,步骤与US200424012基本相同,不同之处是在萃取(S)-氯吡格雷之前,加入甲醇,该方法可以提高杂质在水中的溶解度,有利于提高最后得到的(S)-硫酸氢氯吡格雷的纯度,但是甲醇的加入也加大了产品流失,降低了产率。欧洲专利EP200732023采用在pH值2.4~2.7的条件下对(S)-氯吡格雷进行萃取,可以提高产品的纯度,但是同样存在着产品损失较大的缺点。
另外一种常用的提高产品纯度的方法是将(S)-氯吡格雷转化成盐酸盐和硫酸盐等盐的形式进行结晶分离(如US2004132765和WO2006130852),然后加碱中和得到纯度提高的(S)-氯吡格雷,然后在与硫酸反应得到(S)-氯吡格雷的硫酸盐或盐酸盐,通过这些步骤有利于提高最终产品的纯度,但是同样存在着产品损失较大的缺点。
发明内容
本发明提供了一种(S)-氯吡格雷的硫酸盐或盐酸盐的制备方法,该制备方法得到的(S)-氯吡格雷的硫酸盐或盐酸盐的光学纯度高,产率较高,并且该制备方法操作简单,易于大规模制备。
一种(S)-氯吡格雷的硫酸盐或盐酸盐的制备方法,包括:
(1)在有机溶剂存在的条件下,向(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐或硫酸盐中加入甲醛水溶液进行环化反应,反应完全之后,经后处理得到(S)-氯吡格雷;
(2)将步骤(1)得到的(S)-氯吡格雷溶解于溶剂中,再加入硫酸或盐酸进行成盐反应,反应完全之后,经后处理得到所述的(S)-氯吡格雷的硫酸盐或盐酸盐;
步骤(1)中,所述的有机溶剂在室温下与水不互溶;
(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的结构如式(III)所示:
所述的(S)-氯吡格雷的结构如式(II)所示:
其中,所述的有机溶剂控制反应体系中杂质的含量;
所述的杂质的结构如式(Ⅳ)所示:
其中,所述的(S)-氯吡格雷的硫酸盐为(S)-硫酸氢氯吡格雷,(S)-氯吡格雷的盐酸盐的结果为将(S)-硫酸氢氯吡格雷的H2SO4替换成HCl。
在环化反应过程中,会产生如式(IV)所示的杂质,该杂质是由环化产物(S)-氯吡格雷与甲醛和另一分子的原料反应得到。采用本领域现有的方法进行环化反应时,关环后所述杂质的含量在0.5~1%,该含量不能满足原料药的要求,因此,为了减少该杂质的含量需要复杂的纯化过程并且造成原料的损失。本发明中,在与水不相混溶的有机溶剂的存在条件下,以甲醛水溶液作为甲酰化试剂,此时,(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐或硫酸盐解离产生的少量H+作为环化反应的催化剂,环化产物生成后直接进入所述的有机溶剂中,有效地控制了环化产物进一步与甲醛和原料发生反应,从而控制和减少了所述杂质的产生,提高了(S)-氯吡格雷的纯度,直接进行下一步成盐反应即可,同时避免了复杂的纯化过程和产品的损失。
该杂质是文献中未报道过的新化合物,通过LCMS对体系中的杂质进行了确认,并将该杂质分离出来后(分离步骤见具体实施方式部分)采用核磁共振进行了确认。主要的表征数据如下:
LCMS:m/z=643.1258Da(ESI+),分子式为C32H32O4N2Cl2S2,误差-0.3ppm。
NMR采用了1HNMR,13CNMR,COSY,1H-13CHSQC,1H-13CHMBC,1H-13CHSQC-TOCSY这几种测试方法进行测试,参见图1~7。
由于存在着三种不同的相关组分,分离得到的杂质的谱图数据比较复杂,下面结合图1~7和式(Ⅳ)对其中一种组分的进行解析。
在1HNMR谱图中存在着七种自旋系统,包括一个ABC自旋系统(芳香氢)、两个A2B2自旋系统(脂肪氢)、两个ABCD自旋系统(芳香氢)和两个AB自旋系统(孤立CH2的氢)。此外,还存在三个次甲基的峰(一个芳香氢和两个脂肪氢)和两个甲氧基的峰。
上述ABC自旋系统可以认为是由杂环结构上的质子之间强的相互耦合形成的,其中,3.4和5.1Hz附近的烯基氢与噻吩环的特征相符合。式(Ⅳ)所示的结构中的质子H-4显示出与–CH2-CH2-基团上的亚甲基的耦合。质子H-7显示出与次甲基C-27和亚甲基C-9的耦合,而C-9显示与次甲基H-11的耦合。图谱显示它(次甲基H-11)与三个季碳和两个亚甲基发生耦合,这与一个三取代的噻吩基团的特征符合,另外该信息还说明有一个–CH2-CH2-基团连接在该噻吩基团上。次甲基H-18的附近有两个亚甲基,这两个亚甲基的化学位移显示它们连接于N上,质子H-18还显示出与一个羧基、一个芳香次甲基以及两个芳香四级碳的耦合,其中,该芳香次甲基是一个芳香ABCD自旋系统的一部分。次甲基H-27也显示出与羧基、两个四级碳和一个芳香次甲基的耦合,该芳香次甲基是另一个芳香ABCD自旋系统的一部分。上述两个羧基都是甲基化的羧基。根据以上分析可知,上述的NMR数据与式(Ⅳ)所示的结构相一致。
谱图上还含有的其他组分的信号,这些信号与上面分析峰型相同,可能的原因是存在该化合物的非对映异构体,具体的谱图可以参见图1~图7。
步骤(1)所述的环化反应进行的过程中,在甲醛加入之前,可以预先加入一定量的水,对甲醛起一定的稀释作用,形成较为稳定的两相体系,其中,水的用量要求并不严格,与所用的甲醛的溶液的体积用量大致相等即可。
为了进一步控制杂质的生成,所述的有机溶剂最好能将(S)-氯吡格雷从水中萃取出来,同时又使甲醛留在水相中,作为优选,步骤(1)中,所述的有机溶剂选自C6~C8芳烃、C6~C8脂肪烃、C6~C8脂环烃、C1~C2氯代烷烃和C4~C6羧酸酯中的至少一种;作为进一步的优选,所述有机溶剂选自二氯甲烷、甲苯、乙基苯、二甲苯、正己烷、环己烷、乙酸乙酯和乙酸异丙酯中的至少一种;作为最优选,所述的有机溶剂为环己烷。
步骤(1)中,所述有机溶剂的用量无特别严格的要求,用量为能将得到的(S)-氯吡格雷充分溶解即可,为所述的(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐或硫酸盐重量的1~20倍皆可,优选为3~10倍,进一步优选为4~7倍。
同(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐或硫酸盐相比,甲醛的价格较便宜,为了促进所述(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐或硫酸盐的充分转化,甲醛的用量为过量,以摩尔量计,甲醛与(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐或硫酸盐之比优选为3:15:1,甲醛的用量太过大会会是后处理更困难,而且导致成本增加,所述甲醛和(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐或硫酸盐的摩尔比进一步优选为5~9:1。
甲醛的加入方式可以为一次加入,也可以通过滴加的方式加入,优选为滴加的方式加入,此时,环化反应过程中可以适当降低甲醛的浓度,可以进一步降低(S)-氯吡格雷中所述杂质的含量,但滴加速率影响不是很大,以千克级的量进行投料时,1h左右滴加完毕反应都能取得较好的效果。
步骤(1)中,所述的环化反应的温度为35~50℃,适当提高温度可以加快反应的进行,温度过高,会使得甲醛在有机溶剂中的溶解度增大,从而引起杂质含量的增加,所述的环化反应的温度优选为40~50℃。
作为优选,步骤(1)中,所述的环化反应进行时加入促进剂;
所述的促进剂为表面活性剂或者相转移催化剂;
所述的促进剂的用量为(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐或硫酸盐质量的0.1-3%;所述的促进剂的用量进一步优选为(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐或硫酸盐质量的0.5-1%;此时可以促进所述的(S)-氯吡格雷向有机溶剂中转移,进一步减少所述环化反应生成的杂质。
作为进一步的优选,所述的促进剂为未封端或者烷基封端的聚乙二醇、未封端或者烷基封端的乙氧基化醇、未封端或者烷基封端的乙氧基化胺或四烷基铵盐;所述的促进剂进一步优选为聚二乙醇、四丁基氯化铵或四丁基溴化铵,这些促进剂对所述环化反应具有较好的相容性,不会引入新的杂质,并且可以方便地从市场上购得。
步骤(1)的环化反应完成之后,得到的反应液的pH值在0.1~0.8左右,所述的后处理可以为:将反应液中和后,进行分液、洗涤和旋干;或者先分液得到第一有机相和水相,再向水相中加入新的有机溶剂、中和、萃取分液得到第二有机相,将第一有机相和第二有机相合并后,再洗涤旋干,其中,所得到的第一有机相和第二有机相中产品的纯度并不一样,其中,第一有机相中的杂质量更多。
本发明中,步骤(1)的环化反应中的杂质含量得到了有效地控制,因此可以不进行额外的纯化处理,得到的(S)-氯吡格雷可以直接用于步骤(2)的成盐反应。
步骤(2)中,所述的溶剂为能较好地溶解(S)-氯吡格雷并能使其盐沉淀的溶剂,优选为丙酮、甲基异丁酮或乙酸乙酯中的一种与甲醇的混合溶剂,体积比为8~12:1,相对于100kg(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐或硫酸盐,所述混合溶剂的用量约为250L~500L,此时,所述(S)-氯吡格雷的硫酸盐或盐酸盐能够结晶出来,而不需要萃取后再进行额外的结晶和成盐反应。
步骤(2)中,所述硫酸一般采用质量分数为98%的浓硫酸,所述的盐酸一般直接使用HCl气体,有利于减少杂质的引入,用量与步骤(1)中所述的(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐或硫酸盐的摩尔量大致相等。
步骤(2)中,所述的反应温度为-5~20℃。
步骤(1)和步骤(2)的反应进行的程度通过高效液相色谱(HPLC)进行监测以控制反应时间。
作为优选,步骤(1)中,加入碱对所述的(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐或硫酸盐的部分酸进行中和。
所述的碱为本领域技术人员所熟知的有机碱或无机碱;
所述的碱与所述的(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐或硫酸盐的摩尔比为0-0.5:1,优选为0.05-0.2:1。
所述的碱可以加入到两相体系中去,也可以在无有机溶剂的条件下加入。
所述的碱优选为NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、三乙胺或吡啶。此时,反应速率有所降低,却可以提高产物的纯度和反应的选择性。
同现有技术相比,本发明的有益效果体现在:
(1)所述环化反应在两相体系中进行,甲醛停留在水相,生成的(S)-氯吡格雷进入有机相,减少了两者的副反应,提高了产物的纯度;
(2)环化反应得到的(S)-氯吡格雷中含有杂质量较少,不需要经过进一步的复杂纯化处理即可进行下一步的成盐反应,简化了操作步骤,有利于工业化,同时,较少纯化处理步骤进一步防止了产物的损失,提高的产率。
附图说明
图1为所得到的如式(Ⅳ)所示的杂质的1HNMR谱;
图2为所得到的如式(Ⅳ)所示的杂质的13CNMR谱;
图3为所得到的如式(Ⅳ)所示的杂质的COSY谱;
图4为所得到的如式(Ⅳ)所示的杂质的1H-13CHSQC谱;
图5为所得到的如式(Ⅳ)所示的杂质的1H-13CHMBC谱;
图6为所得到的如式(Ⅳ)所示的杂质的1H-13CHSQC-TOCSY谱;
图7为所得到的如式(Ⅳ)所示的杂质的J-分解谱。
图8是对实施例1得到的产品的HPLC分析图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
向100kg(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐中加入500L水和400L环己烷,将该混合体系加热至40℃,然后向其中滴加市售的37%的甲醛水溶液,其中,以摩尔量计,甲醛:(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐=5:1,滴加时间为1h。反应6h后,检测到反应完全,将反应液冷却至室温,分液得到水相和第一有机相。向水相中加入约400L新的环己烷,然后调节水相pH为7.5~8,进行萃取,分出第二有机相,合并第一和第二有机相。合并得到的有机相依次水洗,饱和的亚硫酸氢钠洗,水洗,然后减压出去溶剂,得到的油状固体。将该油状固体溶解与330L丙酮和甲醇的混合液(体积比10:1)中,加入活性炭,过滤,滤液冷至-5℃。在该温度下,加入17.9kg98%的浓硫酸,反应8h。然后停止冷却并自然升温至20℃,得到固体沉淀,洗涤,干燥后得到(S)-硫酸氢氯吡格雷72kg;产物通过HPLC与标准品对照确认,所得产品的[α]D/20=+55。(C1,甲醇),HPLC纯度为99.7%,式(IV)所示的杂质含量为0.12%。
其中,第一有机相中,(S)-氯吡格雷的HPLC纯度为98.1%,式(IV)所示的杂质的含量为0.2%;
第二有机相中,(S)-氯吡格雷的HPLC纯度为98.8%,式(IV)所示的杂质的含量为0.15%。
HPLC条件如下:
色谱柱:X-BridgeShieldRP-18,75x4,6x2,5
检测器:UV220nm
流动相:
A相:0.01M磷酸二氢铵溶液,该溶液的溶剂为水和乙腈,体积比为3:1;
B相:乙腈
采用梯度法进行淋洗,时间和流动相的体积比如表1所示:
表1
时间(分) |
0 |
0,5 |
3 |
20 |
26 |
31 |
33 |
A相 |
100 |
100 |
75 |
75 |
27 |
27 |
100 |
B相 |
0 |
0 |
25 |
25 |
73 |
73 |
0 |
得到的HPLC图谱如图8所示。
采用制备色谱对该杂质进行分离,色谱条件与分析时基本相同,其中,色谱柱采用半制备型10mm十八烷基硅烷键合硅胶柱,颗粒尺寸10微米。收集保留时间为29分钟的杂质,除去溶剂后再溶解于苯中,用水将缓冲剂(磷酸二氢铵)洗涤除去。得到白色结晶状粉末固体,进行NMR分析,得到图1~图7的谱图。
实施例2
向100kg(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐中加入500L水和400L环己烷,将该混合体系加热至40℃,然后向其中滴加市售的37%的甲醛水溶液,其中,以摩尔量计,甲醛:(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐=5:1,滴加时间为1h。反应6h后,检测到反应完全,将反应液冷却至室温,然后调节水相pH为7~8,分出有机相。得到的有机相依次水洗,饱和的亚硫酸氢钠洗,水洗,然后减压出去溶剂,得到的油状固体。将该油状固体溶解与330L丙酮和甲醇的混合液(体积比10:1)中,加入活性炭,过滤,滤液冷至-5℃。在该温度下,加入17.9kg98%的浓硫酸,反应8h。然后停止冷却并自然升温至20℃,得到固体沉淀,洗涤,干燥后得到(S)-硫酸氢氯吡格雷72kg;产物通过HPLC与标准品对照确认,所得产品的[α]D/20=+55(C1,甲醇),HPLC纯度为99.2%,式(IV)所示的杂质含量为0.13%。
其中,分出的有机相中,(S)-氯吡格雷的HPLC纯度为98.0%,式(IV)所示的杂质的含量为0.25%。
实施例3~12
实施例3~12的操作步骤如下:
向(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐(表中用III表示)中加入水和有机溶剂,将该混合体系加热至T℃,然后向其中加入市售的37%的甲醛水溶液,其中,以摩尔量计,甲醛:(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐=n:1。反应t小时后,检测到反应完全,将反应液冷却至室温,然后调节水相pH为6.5~8,分出有机相。该有机相用HPLC检测,与标样进行对比,得到(S)-氯吡格雷的自由碱的HPLC纯度为A1%,杂质含量为A2%,其中,表2为反应过程中的各种参数。
表2实施例3~12的反应参数
c只加有机溶剂,不加水;
b甲醛加入之前,加入(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐1mol%量的四丁基溴化铵;
c甲醛采用滴加的方式加入,滴加时间1h;
d反应完成后,有机相分离后除去,水相按照上述步骤进行处理。
实施例14
操作与实施例2基本相同,不同之处在于反应完成之后分出环己烷相,然后加入新鲜的400L环己烷,最后向体系中通入1.01当量的HCl气体代替浓硫酸的加入,得到产物为(S)-氯吡格雷的盐酸盐,产率72%。
实施例15
操作与实施例2基本相同,不同之处在于在加入甲醛之前,一次性加入0.1摩尔当量的NaOH,反应时间延长25%,得到干燥后得到(S)-硫酸氢氯吡格雷72kg;产物通过HPLC与标准品对照确认,HPLC纯度为99.24%,式(IV)所示的杂质含量为0.08%。
其中,分出的有机相中,(S)-氯吡格雷的HPLC纯度为98.60%,式(IV)所示的杂质的含量为0.12%。
对比实施例1
操作过程与实施例1相同,除了在关环反应中不加入环己烷,即向100kg(S)-(+)-α-(2-噻吩乙胺基)-α-(2-氯苯基)醋酸甲酯的盐酸盐中只加入500L水,后续操作与实施例1完全相同。
得到产品(S)-硫酸氢氯吡格雷的HPLC纯度为99.1%,式(IV)所示的杂质含量为0.37%。
后处理萃取得到的有机相中,(S)-氯吡格雷的HPLC纯度为97.5%,式(IV)所示的杂质的含量为0.78%。
对比实施例2
反应条件与实施例2基本相同,不同之处在于反应过程中不加入环己烷,反应结束后加入100L甲醇,然后进行分液萃取,得到有机相。
有机相中(S)-氯吡格雷的HPLC含量为98.0%,杂质含量为0.2%;
水相中(S)-氯吡格雷的HPLC含量为96%,杂质含量为1.1%。