发明内容
本发明的目的是提供一种收率高,产品纯度高,工艺简单适合于工业化的制备(±)-6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌嗪基]-4-氧代-4H-[1,3]噻嗪-[3,2-a]喹啉-3-羧酸的新方法。
实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种普卢利沙星的制备方法,包括如下步骤:
1、以下式(III)化合物[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯为起始原料,二甲苯或离子液体作为反应介质,路易斯酸为催化剂,用分馏或氮气鼓泡蒸馏除醇技术,
合成下式(IV)化合物6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯;其中离子液体以[bmim]BF4为佳,路易斯酸以氯化锌为佳。
原料投料比以摩尔数计,化合物III∶催化剂=1∶0.005~0.05。
2、然后用式(IV)化合物在离子液体中依次和醋酸酐、氯磺酸、碳酸钠经多次投料“一锅法”反应合成式(II)化合物。原料投料比以摩尔数计,化合物IV∶醋酸酐∶氯磺酸∶碳酸钠=1∶1.1~1.5∶2.0~2.5∶3.0~4.0。
3、将式(II)化合物和下式(V)哌嗪在离子液体中进行取代反应,
生成相应的下式(VI)化合物,
式(VI)化合物经水解后得到下式(VII)化合物。
原料投料比以摩尔数计,化合物II∶化合物V=1∶2.5~5.0。
4、将式(VII)化合物与下式(IX)化合物反应得到式(I)化合物普卢利沙星。
原料投料比以摩尔数计,化合物VII∶化合物IX=1∶1.1~1.5。
其中,式(III)、(V)、(IX)的化合物和所用离子液体及试剂均为现有成熟技术,均可在药品市场购买得到。
本发明改善了现有制备方法的缺点,能够更好的实现产业化,本发明带来的优点包括但不限于:
(1)合成式(IV)化合物时,采用分馏、氮气鼓泡蒸馏的技术除去了反应产生的醇,打破了反应平衡,且使用催化剂加速反应,使原料的利用率大幅度提高;简化了后处理方式,从而缩短了生产周期;节约了成本。
(2)在合成式(VI)和式(VII)化合物时,应用多次投料“一锅法”反应简化了工艺,革除了繁琐的中间步骤的后处理、精制过程,从而大幅度提高了产率,简化了工艺,缩短了生产周期,节约了成本。
(3)大范围使用了环境友好的新型溶剂离子液体,离子液体易回收套用,从而节约了成本;且减少了溶剂挥发给环境带来的污染,达到绿色环保化工的目的。
(4)在离子液体反应体系直接析出的普卢利沙星的粗品纯度较高,经一次重结晶后产品质量就达到国际领先水平(含量大于99.5%,有关物质小于0.3%)。
本发明的其他特点和优点在以下的详细描述中将更加显而易见。
具体实施方式:
以下通过实施例进一步说明本发明,但不作为对本发明的限制。
实施例1:
步骤1:制备6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯:
在2000ml的四口瓶中依次加入[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯359.40g(1.00mol)、离子液体[bmim]BF41000ml、氯化锌1.36g(0.01mol),通入氮气,保持油浴100℃蒸馏除醇0.7h后,几乎不再有乙醇蒸出,冷却至室温后,加入500ml水,过滤,滤饼用水洗涤,得微黄白色晶体6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯302.54g,产率96.56%,熔点128.2~129.6℃。
步骤2:制备6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯:
在3000ml的三口瓶中依次加入6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯302.50g(0.97mol)、离子液体[bmim]BF41000ml、乙酸酐109.24g(1.07mol),室温搅拌1h后,升温至60℃,然后慢慢滴加氯磺酸248.66g(2.13mol),滴加完毕,保持在60℃下继续反应1h;分次加入无水碳酸钠328.60g(3.10mol),保持在60℃下继续反应3h;冷却至室温后,加入800ml水稀释,过滤,滤饼用水洗涤,得6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯262.15g,产率87.21%,熔点207.1-208.7℃。
步骤3:制备6-氟-1-甲基-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸:
在2000ml的三口瓶中依次加入6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯262.15g(0.85mol)、离子液体[bmim]BF41000ml,无水碳酸钠316.24g(2.04mol),搅拌均匀后,降温到0℃后,慢慢滴加无水哌嗪219.66g(2.55mol),滴加完维持在0-5℃反应2h,然后室温反应10h;然后小于80℃下减压回收哌嗪,待无哌嗪流出后,加入水200ml,回流反应5h后,冷至室温,用洗盐酸调节pH=7,加入500ml水稀释后,过滤,滤饼用水洗涤,得6-氟-1-甲基-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸256.64g,产率86.42%。
步骤4:制备6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌嗪基]-4-氧代-4H-[1,3]噻嗪-[3,2-a]喹啉-3-羧酸:
在2L的三口烧瓶中依次加入6-氟-1-甲基-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸256.64g(0.73mol),离子液体[bmim]BF41000ml,无水碳酸钠114.50g(1.08mol);0℃下滴加DMDO-Br156.33g(0.81mol),同温反应2h后用稀盐酸调节pH值3~4,然后加水600ml,过滤,滤饼用水洗涤,得淡黄色6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌嗪基]-4-氧代-4H-[1,3]噻嗪-[3,2-a]喹啉-3-羧酸粗品261.54g,产率77.64%,纯度大于98.5%(HPLC归一化法)。用乙腈重结晶后得类白色精品235.96g,重结晶收率90.22%,纯度大于99.5%(HPLC归一化法)。
实施例2:一种普卢利沙星的制备方法,与实施例1不同的是制备6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯的方法为:
在2000ml的三口瓶中依次加入[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯359.40g(1.00mol)、二甲苯1000ml、氯化锌1.36g(0.01mol),保持油浴温度140℃分馏除醇1.0h后,几乎不再有乙醇蒸出,油浴升温至155℃蒸出约650ml二甲苯(用时约0.8h),冷却至0℃后,过滤,滤饼用冰二甲苯洗涤,得淡黄白色晶体6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯285.73g,产率91.24%,熔点128.1~129.8℃。
实施例3:普卢利沙星的制备方法,包括如下步骤:
步骤1:合成化合物6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯:
方法1在三口瓶中依次加入[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯、二甲苯以及氯化铟,其中,原料投料比以摩尔数计,[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯∶二甲苯∶氯化铟=1∶8∶0.005;保持油浴温度140℃分馏除醇至不再有乙醇蒸出,油浴升温至155℃蒸出部分二甲苯,冷却至0℃后,过滤,滤饼用冰二甲苯洗涤,得式(IV)化合物6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯,熔点控制在127.5~130.5℃。
方法2在四口瓶中依次加入[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯、离子液体[bmim]PF6、氯化铟;其中,原料投料比以摩尔数计,[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯∶[bmim]PF6∶氯化铟=1∶5∶0.005;通入氮气,保持油浴100℃蒸馏除醇至不再有乙醇蒸出,冷却至室温后,加入水稀释,过滤,滤饼用水洗涤,得式(IV)化合物6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯,熔点控制在127.5~130.5℃。
步骤2:制备6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯:
在三口瓶中依次加入式(IV)化合物6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯、离子液体[bmim]PF6、乙酸酐,室温搅拌约1h后,升温至60℃,然后慢慢滴加氯磺酸,滴加完毕,保持在60℃下继续反应约1h;分次加入无水碳酸钠,保持在60℃下继续反应3h;冷却至室温后,加入50%~80%离子液体体积的水稀释,过滤,滤饼用水洗涤,得式(II)化合物6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯,熔点控制在206.5-210.0℃。其中,原料投料比以摩尔数计,化合物IV∶[bmim]PF6∶乙酸酐∶氯磺酸∶无水碳酸钠=1∶8∶1.1∶2.0∶3.0。
步骤3:制备6-氟-1-甲基-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸:
在三口瓶中依次加入式(II)化合物6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯、离子液体[bmim]PF6和无水碳酸钠,搅拌均匀,降温到0℃后,慢慢滴加无水哌嗪,滴加完维持在0-5℃反应约2h,然后室温反应约10h;然后低于80℃下减压回收哌嗪至无哌嗪流出后,加入水,回流反应约5h后,冷至室温,用洗盐酸调节pH=7,加入40%~60%离子液体体积的水稀释后,过滤,滤饼用水洗涤,得式(VII)化合物6-氟-1-甲基-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸。其中,原料投料比以摩尔数计,化合物II∶[bmim]PF6∶无水碳酸钠∶无水哌嗪=1∶5∶2∶2.5。
步骤4:制备6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌嗪基]-4-氧代-4H-[1,3]噻嗪-[3,2-a]喹啉-3-羧酸:
在三口烧瓶中依次加入式(VII)化合物6-氟-1-甲基-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸,离子液体[bmim]PF6,无水碳酸钠,0℃下滴加DMDO-Br,同温反应约2h后用稀盐酸调节pH值3~4,然后加入50%~70%离子液体体积的水稀释,过滤,滤饼用水洗涤,得式(I)化合物6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌嗪基]-4-氧代-4H-[1,3]噻嗪-[3,2-a]喹啉-3-羧酸粗品,HPLC控制纯度大于98.0%。其中,原料投料比以摩尔数计,化合物(VII)∶[bmim]PF6∶无水碳酸钠∶DMDO-Br=1∶8∶1.25∶1.1。再用乙腈重结晶,其中,投料比以摩尔数计,普卢利沙星粗品∶乙腈=1∶30得到纯品,HPLC控制纯度大于99.5%。
实施例4:普卢利沙星的制备方法,包括如下步骤:
步骤1:合成化合物6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯:
方法1在三口瓶中依次加入[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯、二甲苯以及氯化铯,其中,原料投料比以摩尔数计,[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯∶二甲苯∶氯化铯=1∶10∶0.25;保持油浴温度140℃分馏除醇至不再有乙醇蒸出,油浴升温至155℃蒸出部分二甲苯,冷却至0℃后,过滤,滤饼用冰二甲苯洗涤,得式(IV)化合物6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯,熔点控制在127.5~130.5℃。
方法2在四口瓶中依次加入[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯、离子液体[bmim]Br、氯化铯,其中,原料投料比以摩尔数计,[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯∶[bmim]Br∶氯化铯=1∶9∶0.25;通入氮气,保持油浴100℃蒸馏除醇至不再有乙醇蒸出,冷却至室温后,加入水稀释,过滤,滤饼用水洗涤,得式(IV)化合物6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯,熔点控制在127.5~130.5℃。
步骤2:制备6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯:
在三口瓶中依次加入式(IV)化合物6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯、离子液体[bmim]Br、乙酸酐,室温搅拌约1h后,升温至60℃,然后慢慢滴加氯磺酸,滴加完毕,保持在60℃下继续反应约1h;分次加入无水碳酸钠,保持在60℃下继续反应3h;冷却至室温后,加入50%~80%离子液体体积的水稀释,过滤,滤饼用水洗涤,得式(II)化合物6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯,熔点控制在206.5-210.0℃。其中,原料投料比以摩尔数计,化合物IV∶[bmim]Br∶乙酸酐∶氯磺酸∶无水碳酸钠=1∶10∶1.3∶2.3∶3.5。
步骤3:制备6-氟-1-甲基-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸:
在三口瓶中依次加入式(II)化合物6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯、离子液体[bmim]Br和无水碳酸钠,搅拌均匀,降温到0℃后,慢慢滴加无水哌嗪,滴加完维持在0-5℃反应约2h,然后室温反应约10h;然后低于80℃下减压回收哌嗪至无哌嗪流出后,加入水,回流反应约5h后,冷至室温,用洗盐酸调节pH=7,加入40%~60%离子液体体积的水稀释后,过滤,滤饼用水洗涤,得式(VII)化合物6-氟-1-甲基-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸。其中,原料投料比以摩尔数计,化合物II∶[bmim]Br∶无水碳酸钠∶无水哌嗪=1∶6∶2.5∶4。
步骤4:制备6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌嗪基]-4-氧代-4H-[1,3]噻嗪-[3,2-a]喹啉-3-羧酸:
在三口烧瓶中依次加入式(VII)化合物6-氟-1-甲基-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸,离子液体[bmim]Br,无水碳酸钠,0℃下滴加DMDO-Br,同温反应约2h后用稀盐酸调节pH值3~4,然后加入50%~70%离子液体体积的水稀释,过滤,滤饼用水洗涤,得式(I)化合物6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌嗪基]-4-氧代-4H-[1,3]噻嗪-[3,2-a]喹啉-3-羧酸粗品,HPLC控制纯度大于98.0%。其中,原料投料比以摩尔数计,化合物(VII)∶[bmim]Br∶无水碳酸钠∶DMDO-Br=1∶9∶1.4∶1.3。再用乙腈重结晶,其中,投料比以摩尔数计,普卢利沙星粗品∶乙腈=1∶35得到纯品,HPLC控制纯度大于99.5%。
实施例5:普卢利沙星的制备方法,包括如下步骤:
步骤1:合成化合物6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯:
方法1在三口瓶中依次加入[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯、二甲苯以及路易斯酸,其中,原料投料比以摩尔数计,[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯∶二甲苯∶氯化铁=1∶12∶0.5;保持油浴温度140℃分馏除醇至不再有乙醇蒸出,油浴升温至155℃蒸出部分二甲苯,冷却至0℃后,过滤,滤饼用冰二甲苯洗涤,得式(IV)化合物6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯,熔点控制在127.5~130.5℃。
方法2在四口瓶中依次加入[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯、离子液体[bmim]Cl、氯化铁,其中,原料投料比以摩尔数计,[(3,4-二氟苯基)氨基](乙硫基)亚甲基丙二酸二乙酯∶[bmim]Cl∶氯化铁=1∶12∶0.5;通入氮气,保持油浴100℃蒸馏除醇至不再有乙醇蒸出,冷却至室温后,加入水稀释,过滤,滤饼用水洗涤,得式(IV)化合物6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯,熔点控制在127.5~130.5℃。
步骤2:制备6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯:
在三口瓶中依次加入式(IV)化合物6,7-二氟-4-羟基-2-(乙硫基)喹啉-3-甲酸乙酯、离子液体[bmim]Cl、乙酸酐,室温搅拌约1h后,升温至60℃,然后慢慢滴加氯磺酸,滴加完毕,保持在60℃下继续反应约1h;分次加入无水碳酸钠,保持在60℃下继续反应3h;冷却至室温后,加入50%~80%离子液体体积的水稀释,过滤,滤饼用水洗涤,得式(II)化合物6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯,熔点控制在206.5-210.0℃。其中,原料投料比以摩尔数计,化合物IV∶[bmim]Cl∶乙酸酐∶氯磺酸∶无水碳酸钠=1∶12∶1.5∶2.5∶4.0。
步骤3:制备6-氟-1-甲基-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸:
在三口瓶中依次加入式(II)化合物6,7-二氟-1-甲基-4-氧代-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸乙酯、离子液体[bmim]Cl和无水碳酸钠,搅拌均匀,降温到0℃后,慢慢滴加无水哌嗪,滴加完维持在0-5℃反应约2h,然后室温反应约10h;然后低于80℃下减压回收哌嗪至无哌嗪流出后,加入水,回流反应约5h后,冷至室温,用洗盐酸调节pH=7,加入40%~60%离子液体体积的水稀释后,过滤,滤饼用水洗涤,得式(VII)化合物6-氟-1-甲基-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸。其中,原料投料比以摩尔数计,化合物II∶[bmim]Cl∶无水碳酸钠∶无水哌嗪=1∶7∶3∶5.0。
步骤4:制备6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌嗪基]-4-氧代-4H-[1,3]噻嗪-[3,2-a]喹啉-3-羧酸:
在三口烧瓶中依次加入式(VII)化合物6-氟-1-甲基-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-1H,4H-[1,3]硫氮杂环丁烷并[3,2-a]喹啉-3-羧酸,离子液体[bmim]Cl,无水碳酸钠,0℃下滴加DMDO-Br,同温反应约2h后用稀盐酸调节pH值3~4,然后加入50%~70%离子液体体积的水稀释,过滤,滤饼用水洗涤,得式(I)化合物6-氟-1-甲基-7-[4-(5-甲基-2-氧代-1,3-二氧杂环戊烯-4-基)-甲基-1-哌嗪基]-4-氧代-4H-[1,3]噻嗪-[3,2-a]喹啉-3-羧酸粗品,HPLC控制纯度大于98.0%。其中,原料投料比以摩尔数计,化合物(VII)∶[bmim]Cl∶无水碳酸钠∶DMDO-Br=1∶10∶1.5∶1.5。再用乙腈重结晶,其中,投料比以摩尔数计,普卢利沙星粗品∶乙腈=1∶40得到纯品,HPLC控制纯度大于99.5%。