CN101607931A - 一种骨化三醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化合物原材料骨化三醇的制备方法，属药物合成和有机化合物合成制备技术领域，以骨化二醇为原料，通过中压液相色谱除去大部分化学反应过程中生成的杂质，骨化二醇对甲苯磺酰化、关环，中压液相色谱除杂；产物进行氧化反应，中压色谱柱分离除杂后进行开环，再上中压液相粗分立体异构体，最后高压液相色谱分离得产物经水解精制得骨化三醇，其方法选择合理，综合应用中高压液相色谱的优点，拆分方法简单，能有效去除杂质，彻底分离立体异构体，分离所得骨化三醇纯度高，产率达40％，收率高，成本低，且缩短了生产周期适用于工业放大，有应用前景，为手性化合物的分离与制备提供了省时、经济、高效的方法。
Description
技术领域：
本发明涉及一种化合物原材料骨化三醇的制备方法，属药物合成和有机化合物合成制备技术领域。
背景技术：
骨化三醇，化学名：9，10-开环胆甾-5Z，7E，10(19)-三烯-1α，3β，25-三醇。化学式为：
骨化三醇是具有多个手性中心的药物，是维生素D类化合物中的脂溶性甾醇，是一类参与钙、磷的内环境稳定和骨的矿化过程的物质。骨化三醇是维生素D3在体内经肝脏的25-羟化酶及肾脏的1α-羟化酶作用转变而来的活性维生素D。骨化三醇具有治疗绝经后妇女及中老年性骨质疏松症、甲状旁腺功能低下、维生素D3依赖性佝偻病、肾性骨营养不良以及用于由肾衰竭等多种肾脏病引起的肾源性佝偻病、肾性骨质病变、甲状旁腺功能减退等作用(Kanis JA，Kidney International，1999，V.56 Suppl 73，S77-81.，Hauselmann HJ，RizzoliR，Osteoporosis international，14，2-12)。此外，骨化三醇对继发性骨质疏松，尤其是肾上腺皮质类固醇诱导的骨质疏松症及器官移植术后的骨质丢失的治疗有重要作用。进而，骨化三醇近来被发现可以显著减少心脏、肺及肝脏移植术后继发性的骨质流失。
目前，国内外正在研究将骨化三醇应用于抗肿瘤领域，并在乳腺癌、肺癌、前列腺癌等多个领域取得了较好的治疗效果(Trump DL，Muindi J，Fakih M，etal，Anticancer Research，2006，26，2551-2556.，Deeb KK，Trump DL，JohnsonCS，Nature Reviews Cancer，2007，7，684-700)。另有研究表明，国外已将治疗牛皮癣纳入骨化三醇的治疗领域(Birlea SA，Costin GE，Norris DA，CurrentDrug Targets，2008，9，345-359)。同时骨化三醇治疗尿毒症顽固性皮肤瘙痒的临床疗效也已经被临床医生所认可。骨化三醇分子结构中手性中心多，立体异构体数目庞大，且性质极不稳定，对光、热、空气均很敏感，尤其是在反应过程中副反应特别多，且各种互变异构体之间极性相近，难于分离纯化，因而合成条件极难把握，合成工艺技术门槛高，难度大。骨化三醇的合成方法，文献已经报道了几种方法(Wang Qiang，Dissertation Abstracts International，2001，vol.61-10B，p.5335；林静容，王玉春，许启海，化学学报，2007，16期；HerbertE.Paaren，Hector F.Deluca，and Heinrich K.Schnoes；Direct C(1)Hydroxylation of vitaminD3 and Related Compounds，J.org.chem.1980，45，3253-325；制备1α，25-二羟基维生素Da药物及类似物的方法，申请号：CN98111078.9；一种光化学反应装置和预维生素D3的合成方法，专利号：200710009136.9)。尽管目前报道的文献所述方法不尽相同，但都存在收率低，反应步骤繁杂，光照反应局限多，对光照装置要求严且难以实现等突出缺点。
根据骨化三醇的性质，常用的分离方法有气相色谱法、液相色谱法。气相色谱法有分离效率高、灵敏度高、分析速度快的优点，但不适合分析高沸点有机物、高分子和热稳定性差的化合物，故骨化三醇不适合用此方法。液相色谱法又分毛细管电泳法、平面色谱法和柱色谱法。毛细管电泳法分离效果好，分离所得物干净、污染小且成本低，但其通道细，分离样品少，且骨化三醇没有明显正负极，故亦不适合骨化三醇分离。平面色谱法中薄层色谱法较适合骨化三醇分离，薄层色谱法有上样量较大、分离时间短的优点，且其所用仪器简单，操作方便，样品预处理简单，但分离效果差，误差大，立体异构体不能彻底分开，且分离所得物杂质多，分离后的定量步骤繁杂，其过程中样品损失量大。柱色谱法常用的有中压液相色谱法和高效液相色谱法，中压液相色谱法相对简单，上样量大；但其分离效果差，色谱柱只能用一次，装柱操作复杂，分离时间长，且难以解决复杂混合物的分离。高压液相色谱法适用于高沸点不易挥发的、受热不稳定易分解的、分子量大的有机化合物；其灵敏度高，故分离效率高，分离速度快，且不受样品的挥发性和热稳定性的限制，在室温条件下即可进行分离，不需要高柱温，样品经过色谱柱后不被破坏，可以收集单一组分，分离纯化效果好，分离后样品纯度高，色谱柱亦可反复使用，免去了装柱的麻烦；其缺点是分离样品量小，故生产周期长，且使用多种溶剂作为流动相，分析成本较高，又易引起环境污染，不适合大生产(于世林.高校液相色谱方法及应用.北京：化学工业出版社，2000)。
综上所述，现有的分离制备技术方法都存在一定的局限性，使生产量低，周期长，收率低，且难以有效获得骨化三醇纯品。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有分离技术方法中存在的缺点，提供一种产率良好，产物纯度较高的分离纯化骨化三醇的新方法，该法联合应用中高压液相色谱制备出纯度较高的骨化三醇。
为了实现上述目的，本发明以骨化二醇为原料，通过中压液相色谱除去大部分化学反应过程中生成的杂质，其具体步骤如下：骨化二醇对甲苯磺酰化、关环，中压液相色谱除杂；产物进行氧化反应，中压色谱柱分离除杂后进行开环，再上中压液相粗分立体异构体，最后高压液相色谱分离，所得产物经水解精制即得骨化三醇。
本发明涉及的化合物1为25-OH-VD3；化合物2a为25-OH-VD3对甲苯磺酸酯；化合物3a为25-OH-3，5-环合-VD3；化合物3b为3-甲氧基-25-OH-VD3；化合物4a为1α，25-(OH)2-环合-VD3；化合物4b为1α，25-(OH)2-10-酮环合-VD3；化合物4c为1β，25-(OH)2-环合-VD3；化合物5a为1α，25-(OH)2-D3-3-乙酸酯；化合物5b为5，6-反式-1α，25-(OH)2-D3-3-乙酸酯；化合物6a为骨化三醇。
本发明的具体制备工艺过程是：
1、先将化合物1和对甲苯磺酰氯一起加入吡啶中，磁力搅拌混匀后放置12小时，待反应基本完全后，加入冰块和饱和碳酸氢钠水溶液，搅拌5分钟；加入300ml乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯层依次以3％稀盐酸，饱和碳酸氢钠水溶液和饱和氯化钠水溶液洗涤，干燥，过滤，滤液减压浓缩至干，得化合物2a粗品；
2、将化合物2a粗品和碳酸氢钠依次加入甲醇中，30℃恒温搅拌，反应进行完后减压回收甲醇并用乙醇乙酯萃取，干燥浓缩后上中压液相色谱柱，流动相为乙酸乙酯∶环己烷为1∶5-40的体积比，流速为5～20ml/min进行洗脱，收集洗脱液并合并，减压回收溶剂后得化合物3a；
3、将二氧化硒和过氧化叔丁醇依次加入二氯甲烷中搅拌稀释，将溶有化合物3a的二氯甲烷溶液加入上述溶液中再搅拌进行反应，反应完成后用NaOH溶液和纯水洗涤反应液，干燥后将二氯甲烷层蒸干，用中压液相色谱分离，流动相为乙酸乙酯∶环己烷为1∶5-40的体积比，流速为5～20ml/min洗脱后减压回收溶剂得化合物4a；
4、将化合物4a溶于冰醋酸中，30℃条件下搅拌10分钟进行开环反应完全后用乙酸乙酯萃取三次，合并萃取液并浓缩得化合物5a及其立体异构体化合物5b，进中压色谱柱，用乙酸乙酯与环己烷为1∶5-40的体积比例，5～20ml/min的流速洗脱并收集洗脱液，减压回收溶剂后得化合物5a粗品；将5a粗品浓缩至浓度为30mg/ml，流动相体积比例为乙酸乙酯∶环己烷1～5∶1，流速为5～100ml/min进行高压液相色谱精制，收集单峰组分得化合物5a精品。
5、将5a溶于无水乙醇，另将氢氧化钠溶于甲醇后，滴加入其中，室温搅拌1小时，待反应完全后用乙酸乙酯萃取三次，合并萃取液并以饱和氯化钠水溶液洗至中性，干燥，过滤，滤液蒸干即得6a粗品，将6a粗品溶于乙酸乙酯中，再加入正戊烷，冷至室温后放置12小时，析出针状结晶，滤集结晶，真空干燥得6a精品。
本发明涉及的化学反应式为：
本发明涉及的中压液相色谱流动相乙酸乙酯与环己烷体积比例为1∶5～1∶40，流速为5ml/min～20ml/min；中压液相色谱流动相乙酸乙酯与环己烷更为优选的体积比例范围分别是：1∶15～1∶25、1∶10～1∶15、1∶10～1∶15；流速分别为：10ml/min～15ml/min、8ml/min～10ml/min、8ml/min～10ml/min。
本发明涉及的高压液相色谱流动相乙酸乙酯与环己烷的体积比例为1∶1～5∶1，流速为：5ml/min～100ml/min；高压液相色谱流动相特征为：乙酸乙酯∶环己烷3∶2～5∶2，流速为：30ml/min～50ml/min。
本发明与现有技术相比，其方法选择合理，综合应用了中高压液相色谱的优点，拆分方法简单，能有效去除杂质，彻底分离立体异构体，分离所得骨化三醇纯度高达99％，产率可达40％，克服了收率低，成本过高等问题，且缩短了生产周期适用于工业放大，有应用前景，且为手性化合物的分离与制备提供了省时、经济、高效的制备方法。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明做进一步详细阐述。
实施例：
本实施例涉及的工艺主过程与发明内容中的相同，其中化合物3a的分离制备、化合物4a的分离制备和化合物5a的分离制备三个具体工艺过程如下：
将化合物2a和碳酸氢钠依次加入甲醇中，搅拌并维持温度30℃，用薄层色谱(薄层色谱条件为：硅胶为GF254；展开剂：乙酸乙酯-环己烷为3∶1；显色剂为5％磷钼酸或乙醇)检测反应的进行程度；待反应基本完全，减压回收甲醇后以乙酸乙酯萃取，干燥浓缩后上中压液相色谱柱，流动相为乙酸乙酯∶环己烷1∶20，流速为10ml/min进行洗脱，经薄层色谱检测收集所需组分的洗脱液并合并，减压回收溶剂得3a。
将二氧化硒和过氧化叔丁醇依次加入二氯甲烷中，搅拌后用二氯甲烷稀释，并将溶有化合物3a的二氯甲烷溶液加入其中搅拌；用薄层色谱(薄层色谱条件为：硅胶为GF254；展开剂：乙酸乙酯-环己烷为3∶1；显色剂为5％磷钼酸或乙醇)检测反应的进行，待反应基本完全后，分别以10％NaOH溶液、纯水各1000ml洗涤反应液，干燥后将二氯甲烷层蒸干，以中压液相色谱分离，流动相为乙酸乙酯∶环己烷为1∶10，流速为8ml/min洗脱，经薄层色谱检测，在TLC板上呈一个显色点，减压回收溶剂得化合物4a。
3)化合物5a的分离制备：
将化合物4a溶于冰醋酸中，30℃条件下搅拌10分钟进行开环，用TLC检测反应的进行；反应完全后用乙酸乙酯萃取三次，合并萃取液浓缩得化合物5a及其立体异构体化合物5b，进中压色谱柱，以乙酸乙酯∶环己烷1∶10的体积比例，8ml/min的流速洗脱；经薄层色谱(薄层色谱条件为：硅胶为GF254；展开剂：乙酸乙酯-环己烷为3∶1；显色剂为5％磷钼酸或乙醇)法检测，收集所需组分的洗脱液并合并，减压回收溶剂得化合物5a粗品。
将上述化合物5a粗品浓缩至浓度30mg/ml，流动相体积比例为乙酸乙酯∶环己烷3∶2，流速为40ml/min进行高压液相色谱精制，收集单峰组分得精制后的化合物5a。
Claims (2)
1、一种骨化三醇的制备方法，其特征在于工艺过程是：
(1)、先将化合物1和对甲苯磺酰氯加入吡啶中，搅拌混匀放置12小时，待反应基本完全后，加入冰块和饱和碳酸氢钠水溶液，搅拌5分钟；加入乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯层依次以3％稀盐酸，饱和碳酸氢钠水溶液和饱和氯化钠水溶液洗涤，干燥，过滤，滤液减压浓缩至干，得化合物2a粗品；
(2)、将化合物2a粗品和碳酸氢钠依次加入甲醇中，30℃恒温搅拌，反应进行完后减压回收甲醇并用乙醇乙酯萃取，干燥浓缩后上中压液相色谱柱，流动相为乙酸乙酯∶环己烷为1∶5-40的体积比，流速为5～20ml/min进行洗脱，收集洗脱液并合并，减压回收溶剂后得化合物3a；
(3)、将二氧化硒和过氧化叔丁醇依次加入二氯甲烷中搅拌稀释，将溶有化合物3a的二氯甲烷溶液加入上述溶液中再搅拌进行反应，反应完成后用NaOH溶液和纯水洗涤反应液，干燥后将二氯甲烷层蒸干，用中压液相色谱分离，流动相为乙酸乙酯∶环己烷为1∶5-40的体积比，流速为5～20ml/min洗脱后减压回收溶剂得化合物4a；
(4)、将化合物4a溶于冰醋酸中，30℃条件下搅拌10分钟进行开环反应完全后用乙酸乙酯萃取三次，合并萃取液并浓缩得化合物5a及其立体异构体化合物5b，进中压色谱柱，用乙酸乙酯与环己烷为1∶5-40的体积比例，5～20ml/min的流速洗脱并收集洗脱液，减压回收溶剂后得化合物5a粗品；将5a粗品浓缩至浓度为30mg/ml，流动相体积比例为乙酸乙酯∶环己烷为1～5∶1，流速为5～100ml/min进行高压液相色谱精制，收集单峰组分得化合物5a精品；
(5)、将5a精品溶于无水乙醇，另将氢氧化钠溶于甲醇后，滴加入其中，室温搅拌1小时，待反应完全后用乙酸乙酯萃取三次，合并萃取液并以饱和氯化钠水溶液洗至中性，干燥，过滤，滤液蒸干即得6a粗品，将6a粗品溶于乙酸乙酯中，再加入正戊烷，冷至室温后放置12小时，析出针状结晶，滤集结晶，真空干燥得6a精品。
2、根据权利要求1所述的骨化三醇的制备方法，其特征在于涉及的化学反应式为：
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