CN100404543C

CN100404543C - 一种合成吡利霉素的中间体及其制备方法和用途

Info

Publication number: CN100404543C
Application number: CNB2006101529535A
Authority: CN
Inventors: 陈云华; 陶国建
Original assignee: Zhejiang Hisun Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Hisun Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2026-09-21
Also published as: CN1916011A

Abstract

本发明涉及一种合成吡利霉素的新中间体(1)化合物，该化合物的制备方法，以及以该中间体为原料，可以通过催化加氢反应制备高纯度的吡利霉素(Pirlimycin，2)的应用。本发明的方法避免使用昂贵的金属铂催化剂，具有原料廉价、易得，反应条件温和，产物纯度高等优点，适于工业化生产。

Description

一种合成吡利霉素的中间体及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于药物化学和有机化学领域，具体而言，本发明涉及一种结构通式如式(1)所示的化合物及其合成，以及以该化合物为原料，制备高纯度的吡利霉素(Pirlimycin，2)的用途。

背景技术

吡利霉素(Pirlimycin)是一种半合成的林可霉素衍生物，为兽用抗菌药物。吡利霉素的化学名为6-(4-乙基-顺-2(S)-哌啶甲酰氨基)-1-硫代-7(S)-氯-6，7，8-三脱氧-L-苏式-a-D-半乳辛吡喃甲基糖苷盐酸盐一水合物。已知吡利霉素的合成方法如美国专利US 4278789A和J.Med.Chem.1984，27，216所述，见反应式(1)所示：

反应式(1)

其中，6-氨基-1-硫代-7(S)-氯-6，7，8-三脱氧-L-苏式-a-D-半乳辛吡喃甲基糖苷(7-Cl-MTL)的化学结构如下式所示：

7-Cl-MTL的化学结构

上述路线中，催化加氢还原6-(4-乙基-2-吡啶甲酰氨基)-1-硫代-7(S)-氯-6，7，8-三脱氧-L-苏式-a-D-半乳辛吡喃甲基糖苷(B)的吡啶环反应中，文献报道选用PtO₂作催化剂，且用量较大。其次，催化加氢后得到吡利霉素(2)和没有抗菌作用的异构体(C)的混合物(1∶1，重量比)，需要经过多次结晶才能得到高纯度的吡利霉素(2)，结晶收率较低。

本发明人经过研究，找到一种有效制备吡利霉素的中间体式(1)化合物，并且研发了一条制备吡利霉素的新方法，由此完成了本发明。

发明内容

本发明的目的是提供了一种式(1)所示的化合物：

式(1)中：R为氢原子，硝基，卤素原子，C_1-6烷基，或C_1-6烷氧基；哌啶环上，2-，4-位取代基的绝对构型为(2S，4R)；该化合物是制备吡利霉素的重要中间体化合物。

本发明的另一目的是提供了制备式(1)化合物的方法。

本发明的另一目的是提供了以化合物(1)为原料，通过催化加氢，制备高纯度的吡利霉素(Pirlimycin，2)的用途。

根据本发明，其特征在于提供了一种式(1)化合物的制备方法；具体地讲，式(1)化合物的制备是通过以下步骤制备：

步骤一：

以式(3)化合物

与其对映体——式(3’)化合物

的混合物为原料，与氯甲酸异丁酯

反应后，再与7-Cl-MTL缩合得到式(1)和式(4)所示化合物

的混合物。

步骤二：

步骤一所得式(1)和式(4)化合物的混合物，通过重结晶的方法，得到式(1)化合物。

本发明的特征在于，上述式中，R为氢原子、硝基、卤素原子，C_1-6烷基，C₁ _-6烷氧基；优选为氢原子和硝基；更优选为硝基；卤素原子选自氟、氯或溴原子。

本发明的特征在于，上述式(1)化合物的制备过程中，反应原料是式(3)化合物和其对映体——式(3’)化合物的混合物；其中，式(3)化合物的含量为1％至100％；优选50％至100％。

根据本发明，上述式(1)化合物的制备过程中，所述及的粗产物——式(1)和式(4)化合物的混合物中，式(1)化合物的纯度(de％值)是由化合物(3)的含量决定的，一般在1～99％。

本发明的特征在于，上述式(1)化合物的制备过程中，所述及的重结晶步骤，是根据式(1)化合物与式(4)化合物的结晶性质不同，通过选用合适的结晶溶剂，将式(1)化合物优先结晶出来，而式(4)化合物仍然溶解在结晶母液中，从而达到分离的目的。

更具体地讲，本发明的特征在于，所述及的结晶溶剂为一种或一种以上的有机溶剂的混合物；其中，有机溶剂选自C₁-C₄脂肪醇，脂肪酮(如丙酮、丁酮)，酯类(如乙酸乙酯、乙酸甲酯)，脂肪烃(如正己烷)。优选溶剂为乙酸乙酯、丙酮、甲醇。

根据本发明，化合物(1)适用于制备高纯度的吡利霉素(Pirlimycin，2)。

具体地讲，化合物(1)经过催化加氢反应，脱去哌啶环中氮原子上的保护基，得到吡利霉素(2)粗品；再通过简单结晶就可以方便得到高纯度的吡利霉素，如反应式(2)所示：

反应式(2)

其中R为氢原子、硝基、卤素原子，C_1-6烷基，C_1-6烷氧基；优选为氢原子和硝基；更优选为硝基；卤素原子选自氟、氯或溴原子。

上述反应中，催化加氢是在金属催化剂存在下进行的。具体地讲，可选用5％或10％的Pd/C为催化剂，在HCl存在下，催化加氢完成。

其中，Pd/C的用量为式(1)所示化合物的5％～50％(重量)，优选为5％～20％(重量)。HCl的用量为式(1)所示化合物的0.5～2.5倍(摩尔比)，优选为0.9～1.2倍。反应可在甲醇或甲醇与水的混合溶剂中进行。反应温度在10～50℃，优选条件为10～35℃。氢化压力为1～30atm，优选为1～10atm。

根据本发明，上述反应所得的吡利霉素(2)粗品的纯度一般在90％以上，甚至可达95％以上，经过重结晶，纯度可达到98.5％以上，甚至99.5％以上，结晶收率大于90％。

与现有技术方法相比较，本发明的优越性在于：

1)从式(1)化合物出发制备吡利霉素(2)，可避免大量使用昂贵的PtO₂作催化，反应条件温和；所得吡利霉素粗品的纯度一般在90％以上。该粗品一次结晶后，纯度可达98.5％以上，结晶收率在90％以上，适于工业化生产。

2)从式(3)化合物和其对映体——式(3’)化合物的混合物出发合成式(1)化合物，具有原料廉价、易得等优点；特别是当所用混合物中，式(3)化合物的光学纯度大于50％时，可大量减少7-Cl-MTL的用量，降低原料成本，减少废弃物。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。应该理解的是，本发明的实施例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。根据本发明的实质对本发明进行的简单改进都属于本发明要求保护的范围。除非另有说明，本发明中的百分数是指重量百分数。

实施例1：外消旋cis-N-对硝基苄氧羰基-4-乙基-哌啶-2-甲酸(3-1与3’-1的1∶1混合物)的制备(以外消旋cis-4-乙基-哌啶-2-甲酸盐酸盐为原料)

在装有温度计、滴液漏斗、及机械搅拌的1000ml四口瓶中，加入cis-4-乙基-哌啶-2-甲酸盐酸盐(外消旋混合物)(38.7g，0.2mol)和水(350ml)，搅拌溶解后，用2N的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为9左右。冰水浴冷却降温，剧烈搅拌下，同时滴加氯甲酸对硝基苄酯(51.7g，0.24mol)的四氢呋喃(150ml)溶液及1N的氢氧化钠溶液，控制反应混合物的pH值为8.5-9.5。滴加完后，反应液在室温下继续搅拌30分钟，减压浓缩除去四氢呋喃。冰水冷却下，残余物用2N的氢氧化钠溶液调节pH值为9-10，再用异丙醚萃取两次。分去有机相，水相再用浓盐酸调节pH值为1-2，用乙酸乙酯提取两次。合并有机相，无水硫酸钠干燥；减压浓缩，得到油状物71.5g，其中标题化合物(3-1与3’-1的混合物)的含量约为87％，该油状物直接用于下步反应。取少量油状物，柱色谱分离后，得(3-1)与其光学对映体(3’-1)的混合物，氢谱数据如下：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ10.44(brs，1H)，8.23(d，J＝8.4Hz，2H)，7.53(d，J＝7.2Hz，2H)，5.30(s，2H)，4.57(t，J＝6.4Hz，1H)，3.76(brs，1H)，3.51(brs，1H)，2.13-2.07(m，1H)，1.98-1.94(m，1H)，1.86-1.79(m，1H)，1.63-1.59(m，1H)，1.52-1.46(m，1H)，1.40-1.36(m，2H)，0.96(t，J＝7.4Hz，3H)ppm。

实施例2：外消旋cis-N-苄氧羰基-4-乙基-哌啶-2-甲酸(3-2与3’-2的1∶1混合物)的制备(以外消旋cis-4-乙基-哌啶-2-甲酸盐酸盐为原料)

按照实施例1的方法，用氯甲酸苄酯(40.8g，0.24mol)替换参考实例1中的氯甲酸对硝基苄酯，其它条件相同，得到油状物59.8g，其中标题化合物(3-2与3’-2的混合物)的含量约为91％，该油状物直接用于下步反应。取少量油状物，柱色谱分离后，得(3-2)与其光学对映体(3’-2)的混合物，氢谱数据如下：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ9.11(brs，1H)，7.41-7.31(m，5H)，5.22(s，2H)，4.56(t，J＝6.4Hz，1H)，3.74(brs，1H)，3.45(brs，1H)，2.09-2.05(m，1H)，1.98-1.92(m，1H)，1.88-1.75(m，1H)，1.63-1.57(m，1H)，1.49-1.44(m，1H)，1.43-1.36(m，2H)，0.93(t，J＝7.4Hz，3H)ppm。

实施例3：cis-N-对硝基苄氧羰基-4-乙基-哌啶-2-甲酸的制备(以光学纯度为95％的cis-4(R)-乙基-哌啶-2(S)-甲酸为原料)

25mL三口瓶中，加入cis-4-乙基-哌啶-2-甲酸(以cis-4(R)-乙基-哌啶-2(S)-甲酸计，光学纯度为95％)(0.78g，4.96mmol)和水(8mL)，搅拌10分钟，用1N的碳酸钾溶液调节溶液pH值为9左右。冰水浴冷却降温，剧烈搅拌下，同时滴加氯甲酸对硝基苄酯(1.39g，6.45mmol)的丙酮(10ml)溶液及1N的碳酸钾溶液，控制反应混合物的pH值为8.5-9.5。滴加完后，反应液在室温下继续搅拌30分钟，减压浓缩除去丙酮。冰水冷却下，残余物用1N的碳酸钾溶液调节pH值为9-10，再用氯仿萃取两次。分去有机相，水相再用浓盐酸调节pH值为1-2，用乙酸乙酯提取两次。合并有机相，无水硫酸钠干燥；减压浓缩，得到油状物1.71g，其中标题化合物的含量约为88％，直接用于下步反应。取少量油状物，柱色谱分离后，氢谱数据与实施例1相同。

实施例4：6-[N-对硝基苄氧羰-4(R)-乙基-顺-2(S)-哌啶甲酰氨基]-1-硫代-7(S)-氯-6，7，8-三脱氧-L-苏式-a-D-半乳辛吡喃甲基糖苷(1-1，简称N-对硝基苄氧羰酰基吡利霉素)的制备：

装有温度计、滴液漏斗、及机械搅拌的1000ml四口瓶中，氮气保护下，加入实施例1所得油状物38.8g(含量87％，0.10mol)，干燥的乙腈300ml，以及二异丙基乙胺14.8g(0.115mol)，搅拌10分钟。反应液冷却降温至-15℃，再加入氯甲酸异丁酯15.1g(0.11mol)，继续反应30分钟。随后加入预先加热溶解再冷却的7-C1-MTL(27.1g，0.1mol)的溶液(水∶丙酮＝1∶1，500ml)，反应液缓慢升至室温，搅拌反应12小时。TLC检测反应结束后，将反应液减压浓缩至小体积，加入乙酸乙酯，依次用饱和NaHCO₃水溶液、饱和NaCl水溶液、去离子水洗涤；无水Na₂SO₄干燥有机相后，浓缩。残余物用乙酸乙酯——丙酮混合溶剂加热溶解，降温后析出固体，该固体为化合物(1-1)，冷冻过夜。抽滤，收集固体，少许冰冷的丙酮洗涤，40℃下真空干燥，得N-对硝基苄氧羰酰基吡利霉素(1-1)23.5g，收率以7-Cl-MTL计算为39.8％，熔点：191-192℃(分解)。

¹H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ8.22(d，J＝8.2Hz，2H)，7.87(brs，1H)，7.68(d，J＝8.2Hz，2H)，5.28(m，1H)，5.18(d，J＝5.0Hz，1H)，5.06(d，J＝4.2Hz，1H)，4.68(d，J＝3.5Hz，1H)，4.52(m，1H)，4.37(t，J＝9.3Hz，1H)，4.01(m，2H)，3.90(m，1H)，3.68(brs，2H)，3.32(brs，2H)，2.05(s，3H)，1.99(m，1H)，1.78(m，1H)，1.60(s，1H)，1.48(brs，1H)，1.37-1.31(m，6H)，0.88(t，J＝7.1Hz，3H)ppm。

¹³C NMR(133MHz，DMSO-d6)δ173.8，155.7，147.4，145.2，128.8，124.0，88.6，70.6，69.8，68.3，68.0，65.7，59.8，55.7，52.7，38.9，32.7，31.8，28.5，27.6，23.1，12.9，12.2。

实施例5：6-[N-苄氧羰基-4(R)-乙基-顺-2(S)-哌啶甲酰氨基]-1-硫代-7(S)-氯-6，7，8-三脱氧-L-苏式-a-D-半乳辛吡喃甲基糖苷(1-2，简称N-苄氧羰酰基吡利霉素)的制备

装有温度计、滴液漏斗、及机械搅拌的500mL四口瓶中，氮气保护下，加入实施例2所得油状物14.4g(含量91％，45mol)，干燥的乙腈150ml，以及三乙胺5.1g(50mol)，搅拌10分钟。反应液冷却降温至-15℃，加入氯甲酸异丁酯6.8g(49.3mmol)，继续反应30分钟。随后加入7-Cl-MTL(12.2g，45mmol)的溶液(水∶丙酮＝1∶1，200ml)，反应液缓慢升至室温，搅拌反应16小时。TLC检测反应结束后，将反应液减压浓缩至小体积，加入乙酸乙酯，依次用饱和NaHCO₃水溶液、饱和NaCl水溶液、去离子水洗涤；无水Na₂SO₄干燥有机相后，浓缩。残余物用甲醇加热溶解，降温后析出固体，该固体为化合物(1-2)，冷冻过夜。抽滤，收集固体，少许冰冷的甲醇洗涤，40℃下真空干燥，得N-苄氧羰酰基吡利霉素(1-2)6.89g，收率以7-Cl-MTL计算为28.1％。熔点：94-96℃(分解)。

¹H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ7.39-7.31(m，5H)，6.45(d，J＝9.1Hz，1H)，5.38(d，J＝5.5Hz，1H)，5.23(d，J＝12.4Hz，1H)，5.15(d，J＝12.4Hz，1H)，4.67(q，J＝6.7Hz，1H)，4.31(brs，1H)，4.24(t，J＝9.5Hz，1H)，4.16-4.10(m，2H)，4.07(d，J＝9.9Hz，1H)，3.83(brs，1H)，3.70(brs，1H)，3.61(dd，J₁＝J₂＝3.1Hz，1H)，3.42(brs，1H)，2.17(s，3H)，2.06-1.99(m，1H)，1.98-1.86(m，1H)，1.73-1.65(m，1H)，1.60-1.43(m，4H)，1.37-1.25(m，5H)，0.96(m，3H)ppm。

实施例6：N-对硝基苄氧羰酰基吡利霉素(1-1)的制备(以实施例3所得油状物为原料)

50mL三口瓶中，氮气保护下，加入实施例3所得的油状物1.71g(cis-N-对硝基苄氧羰酰基4(R)-乙基-哌啶-2(S)-甲酸的含量约为88％)，干燥的乙腈15ml，以及三乙胺0.47g(4.64mmol)，搅拌溶解。反应液冷却降温至-15℃，加入氯甲酸异丁酯0.63g(4.62mmol)，继续反应30分钟。随后加入7-Cl-MTL(1.2g，4.42mmol)的溶液(水∶丙酮＝1∶1，20ml)，反应液缓慢升至室温，搅拌反应12小时。TLC检测反应结束后，将反应液减压浓缩至小体积，加入乙酸乙酯，依次用饱和NaHCO₃水溶液、饱和NaCl水溶液、去离子水洗涤；无水Na₂SO₄干燥有机相后，浓缩残余物用乙酸乙酯——丙酮混合溶剂加热溶解，降温后析出固体，该固体为化合物(1-1)，冷冻过夜。抽滤，收集固体，少许冰冷的丙酮洗涤，40℃下真空干燥得N-对硝基苄氧羰酰基吡利霉素(1-1)2.11g，以7-Cl-MTL计算，总收率为81.1％。

实施例7：6-(4(R)-乙基-顺-2(S)-哌啶甲酰氨基)-1-硫代-7(S)-氯-6，7，8-三脱氧-L-苏式-a-D-半乳辛吡喃甲基糖苷盐酸盐一水合物(2，吡利霉素)的制备

250ml氢化釜中，加入N-对硝基苄氧羰酰基吡利霉素(1-1，9.5g，16mmol)，甲醇160ml，36％浓盐酸1.3ml，Pd/C(5％，1.6g)，于2atm压力下加氢6小时，原料消失后，过滤除去催化剂。滤液浓缩，得到粗品。粗品溶于水和甲醇的混合溶剂，活性炭脱色，重结晶。过滤，滤饼用少许甲醇洗涤，真空干燥得吡利霉素6.1g，收率为86％。熔点：210-211℃；HPLC纯度为99.5％，旋光度：[a]_D ²⁵+182°(C＝1，H₂O)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ5.34(d，J＝5.8Hz，1H)，4.55(q，J＝1.42，6.7Hz，1H)，4.39-4.26(m，2H)，4.08(m，1H)，3.95(dd，J＝3.2，12.7Hz，1H)，3.83(d，J＝3.0Hz，1H)，3.60(dd，J＝3.3，10.4Hz，1H)，3.45(m，1H)，3.05(td，J＝2.8，6.4Hz，1H)，2.27(d，1H)，2.13(s，3H)，1.95(d，1H)，1.63(brs，1H)，1.46-1.29(m，7H)，0.85(t，J＝7.5Hz，3H)ppm。

实施例8：吡利霉素(2)的制备

250ml氢化釜中，加入N-苄氧羰酰基吡利霉素(1-2，5.9g，10.8mmol)，甲醇100ml，36％浓盐酸0.66ml，Pd/C(10％，1.5g)，5atm压力下加氢18小时，原料消失后，过滤除去催化剂。滤液浓缩，得到粗品。粗品溶于水和甲醇的混合溶剂，活性炭脱色，重结晶。过滤，滤饼用少许甲醇洗涤，真空干燥得吡利霉素3.1g，收率为83％，HPLC纯度为99.1％，旋光度：[a]_D ²⁵+181°(C＝1，H₂O)。