CN102050774A

CN102050774A - 一种奥拉西坦化合物及其新方法

Info

Publication number: CN102050774A
Application number: CN 201010578109
Authority: CN
Inventors: 王明
Original assignee: 王明
Current assignee: Hainan Lingkang Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: CN102050774B

Abstract

本发明提供了一种奥拉西坦化合物及其新方法，其通过先将奥拉西坦溶于水中，用活性炭吸附纯化，然后用有机溶剂沉淀，再用色谱柱分离纯化，最后用有机溶剂析晶，得到高纯度的奥拉西坦化合物，最终产物纯度较现有产品有很大的提高，提高了制剂产品的质量，减少了毒副作用，保证了在制备用于治疗老年痴呆药物用途中的安全，而且与现有技术相比，本方法工艺简便易行，反应条件温和，成本低，收率高，产品纯度高，适合于工业化生产。

Description

一种奥拉西坦化合物及其新方法

技术领域

本发明涉及一种奥拉西坦化合物及其新方法，属于医学技术领域。

背景技术

促智药(nootropics)又称大脑激活药(cereboactive drugs)是一类能促进学习记忆能力的新型中枢神经系统药物，它能选择性的作用于大脑皮层和海马，激活、保护或促进神经细胞的功能恢复，而药物本身没有直接的血管活性，也没有中枢兴奋作用，对学习记忆能力的影响是一种持久的促进作用，这一类化合物都是γ-氨基丁酸衍生物，如吡拉西坦、奥拉西坦和奈非西坦等。目前，该类药物已引起人们的广泛注意和兴趣，对该类药物的需求量也与日俱增。

奥拉西坦(oxiracetam)是一种合成的羧基氨基丁酸(GABOB)环状衍生物，化学名为2-[4-羟基吡咯烷-2-酮-1基]-乙酰胺，又称奥拉酰胺、羟氧吡醋胺，商品名有neuromet、neupan、健朗星等。化学式为：C₆H₁₀N₂O₃，结构式为如下，是由意大利史克比切姆公司于1974年首次合成，1987年上市。国外上市剂型有胶囊剂、散剂、口服剂、注射剂等，我国1997年研制成功胶囊剂。

奥拉西坦是美国FDA批准的用于治疗老年痴呆的药物之一，用于治疗各种因素如外伤、缺氧、慢性脑组织功能不全及神经退行性病变引起的学习记忆衰退、老年精神衰退综合症、儿童智障等，临床上主要应用于各种痴呆-AD、血管性痴呆和器质性脑综合症等。

奥拉西坦的药理作用机制有以下四个方面：(1)、对胆碱能系统的作用：奥拉西坦具有乙酰胆碱(acetylcholine，Ach)激动作用，有阻止或逆转东莨菪碱所致的学习记忆降低，防止东莨菪碱导致的脑组织Ach的降低，阻止Ach合成酶抑制剂密胆碱诱导的健忘。(2)对PKC的作用：PKC的激活可能是促智药共同的作用机制。(3)对中枢谷氨酸系统的作用：兴奋性氨基酸受体可以分为离子型谷氨酸受体(ionotropic glutamate receptor，iGluR)和代谢型谷氨酸受体(metabotropic glutamate receptor，mGluR)。奥拉西坦通过作用于谷氨酸能神经系统发挥增强记忆的作用。(4)对外周皮质类固醇激素的作用：早在1987年Mondadori发现奥拉西坦类促智药发挥增强记忆作用依赖于肾上腺的存在和完整性，提示促智药的中枢作用与外周机制的调剂与参与。其它方面，奥拉西坦可以直接影响脑组织能量代谢，促进大脑对氧和葡萄糖的利用，提高培养的星形胶质细胞内ATP的含量。

WO2005/115978公开了(S)-奥拉西坦的制备方法，其中(S)-4-氯-3-羟基丁酸酯与甘氨酰胺在碱性条件下反应得到最终产品奥拉西坦是通过一次性加碱来控制反应液的碱性，但由于奥拉西坦在强碱溶液中容易被破坏，这样直接影响了奥拉西坦的收率。WO2005/115978中的(S)-奥拉西坦的制备方法中，反应可以在温度为0～100℃条件下进行，但是在这样一个宽的温度范围内，反应的效率相差值很大，它尚不能给出一个产品收率最高的反应温度范围。

日本专利JP62026267中，提出以3羟基-4-卤代丁酸衍生物直接与甘氨酰胺反应来制备目的产物奥拉西坦。但在这个方法中，副反应较多，反应最终的产物成分非常复杂，精制后，其纯度并不能完全达到医药使用的要求。另外，反应的时间非常长，需20小时以上，而且它的最终收率非常低，不能满足工业化规模生产的需要。

美国专利US4173569述及了一种(S)-奥拉西坦的合成方法：(S)-γ-氨基-β-羟基丁酸为起始原料，经甲硅烷基化试剂保护羟基，环合后的产物与卤代乙酸乙酯反应，反应产物经脱保护基，氨解，最后得到目标化合物。此种制备方法不适合于工业化规模生产，因为它有很多缺点，如使用保护基对羟基进行保护会增加反应步骤，浪费原料，耗时较长，增加成本，使总收率降低。

Tetrahedron：Asymmetry 1992，3(11)报道了一种合成该化合物的方法；以苹果酸及甘氨酸甲酯为起始原料，乙酰氯保护羟基，经选择性还原，去羟基，脱保护基，氨解，得到目标化合物。在这个方法中，需要进行一次选择性还原致使产生多种副产物，并且每一个中间体都需要柱层析纯化，才能进行下一步反应。这样的工艺同样不能满足工业化规模的要求。

目前奥拉西坦的合成路线为：

此工艺较之前的工艺在合成路线较简单，收率也有所提高，但纯度还达不到临床用药的要求，需要做进一步的精制处理，保证临床用药的安全性。

CN101367757A、CN101575309A、CN101121688A、CN101693685A、CN1948285A公开了工艺在合成路线，但纯度依然达不到临床用药的要求，需要做进一步的精制处理。尤其是在奥拉西坦存放不当或存放时间过长时，导致药物活性成分含量降低，色泽加强，有关物质含量升高。还有，在某些情况下，由于生产工艺控制不当，导致药物纯度不符合要求。有必要进一步进行纯化，得到高品质高纯度的奥拉西坦化合物。本发明提供一种奥拉西坦化合物的精制方法以满足临床用药对高纯度的要求。

针对这些不纯的产品，现有技术没有公开纯化奥拉西坦化合物的方法，实际上，本领域具有一般经验的技术人员清楚地知道在获得高纯度化合物方面面临的种种困难，所有这些绝非现有一般分离纯化的理论就可以预期解决的，需要克服许多难题。

发明内容

申请人在大量现有文献的基础上，通过大量筛选的实验，发现上述文献以及一般的纯化分离方法例如结晶等方法难于获得高纯度高产率的化合物，而各种分离纯化方法以及多种条件参数又存在多种多样组合的可能性和不可预测性。本发明人经过长期认真的研究，令人惊奇地发现，经过组合应用特定的方法并优化参数后可以提供高纯度高产率的奥拉西坦化合物，从而完成了本发明。

本发明的目的在于提供一种奥拉西坦化合物的精制方法，其通过活性炭吸附、有机溶剂沉淀和色谱柱吸附分离纯化达到精制纯化的目的，最终产物纯度较现有产品有很大的提高，优化了制剂产品质量，减少了毒副作用，保证了临床用药的安全。

本发明解决的技术方案如下：

一种如下所示结构的奥拉西坦的精制方法，

先将奥拉西坦溶于水中，用活性炭吸附纯化，然后用有机溶剂沉淀，再用色谱柱分离纯化，最后用有机溶剂析晶，得到高纯度的奥拉西坦化合物。

在本发明的一个方面，优选地，上述方法中所述的活性炭吸附纯化包括加热搅拌的步骤，其中加热优选的温度为30～90℃，更优选的温度为40～80℃，特别优选的温度为50～60℃。

在本发明的一个方面，药物的分离和纯化方法包括吸附方法，如使用活性炭。不幸的是，除了去除颜色和其它不需要的物质外，活性炭还不可逆地吸附所感兴趣的药物，这导致产率明显降低。本发明证实活性炭可用于奥拉西坦的纯化，其中活性炭的使用量为溶液总体积的0.02-5％(g/ml)，优选为0.1-1％(g/ml)，特别优选为0.2-0.5％(g/ml)。

在本发明的一个方面，色谱柱的直径为约0.1至约200cm，优选为至少5cm。此方法中色谱柱的长度范围优选为约10厘米至约100厘米，更优选长度范围为约20厘米至约30厘米，最优选的长度为25厘米。

一般而言，分离纯化过程中，色谱柱填料可以为硅胶、氧化铝或大孔树脂、交联葡聚糖凝胶G-10等，所用硅胶的粒径为45-250μm、孔径为

的细孔硅胶；所用氧化铝最优选为中性氧化铝，所用中性氧化铝可以为100～200目或200～300目；所用的大孔树脂型号可以为AB-8、D101、HPD400、HPD100、D1300，本发明人发现氧化铝柱对本品纯化有着独到分离的效果，而且成本相对较低，而大孔树脂和硅胶柱对产品的纯度并没有明显改善。

本发明人在上述基础上进行大量的优化实验，筛选得到了适宜的流动相，因此在本发明的一个方面，优选地，上述方法中所属的色谱柱分离纯化条件为：以体积比1∶3的乙腈和水混合溶剂为流动相，固定相填料为氧化铝，流速为2.5-5.0ml/min，柱温25-40℃。

在本发明的一个方面，作为优选，每次纯化药物的质量与色谱柱填料的质量之比为1∶10-200，优选质量比为1∶15-100。流动相(洗脱剂)的用量只要满足将药物基本上完全洗脱即可，洗脱后的流分分段收集，不同段的流分中药物的含量不同，为了获得高纯度的药物(纯度大于99.5％)，需将药物含量大于85％的流分合并，优选将药物含量大于90％的流分合并。优选地，含量大于90％的流分基本上连续流出。

在本发明的一个实施方案，作为本发明一优选实施方案，本发明奥拉西坦化合物的精制步骤包括：

(1)将奥拉西坦粗品溶于纯化水中，加入溶液总体积0.2-0.5％(g/ml)的活性炭，50-60℃搅拌20-30min，过滤脱碳，收集滤液；

(2)向所得滤液中缓慢加入有机溶剂，搅拌反应，产生沉淀，过滤得到奥拉西坦固体；

(3)将奥拉西坦固体上柱，通过色谱柱分离纯化，以体积比1∶3的乙腈和水混合溶剂为流动相，固定相填料为氧化铝，流速为2.5-5.0ml/min，柱温25-40℃，分段收集流分，合并含量大于90％的洗脱液；

(4)将洗脱液减压浓缩至约1/2的体积，加入有机溶剂，室温充分搅拌2-4h，逐渐析出固体，于2-4℃放置10小时，过滤，用有机溶剂洗涤，60℃减压干燥，得到高纯度的奥拉西坦。

在本发明的一个方面，优选地，上述方法中所述的有机溶剂选自乙腈、甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醇、异丙醚、乙醚、环己烷、异丙醇中的一种或几种，优选体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂。优选地，所述有机溶剂与滤液的体积比为1∶1～12∶1，优选地为3∶1～6∶1。

在本发明的一个方面，提供了本发明精制方法的奥拉西坦化合物在制备用于治疗老年痴呆药物中的用途。

本发明提供的奥拉西坦化合物的精制方法，通过活性炭吸附、有机溶剂沉淀和色谱柱吸附分离纯化，大大提高了奥拉西坦的纯度和含量，优化了制剂的产品质量，减少了毒副作用，保证了临床用药的安全，而且与现有技术相比，本方法工艺简便易行，反应条件温和，成本低，收率高，产品纯度高，适合于工业化生产。

有文献报道了一些大孔树脂为填充剂的层析柱或离子树脂交换柱的纯化方法，大孔树脂刚性不强、易破碎以及致孔剂等合成原料或溶剂去除不净而残留，易流入药液造成二次污染，对其预处理、再生纯化工艺缺乏规范性指标，使用离子树脂交换柱则是成本太高，还需要柱子的再生活化，较为复杂，而且会引入大量的钠离子，纯度并没有明显改善。本发明人发现本发明的氧化铝柱方法显著优于这些纯化方法。

具体实施方式

以下通过具体实施方式进一步解释或说明本发明内容，但实施例不应被理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1 奥拉西坦的精制

(1)将100g纯度为96.7％的奥拉西坦粗品溶于1000ml纯化水中，加入2g活性炭，60℃搅拌20min，过滤脱碳，收集滤液；

(2)向所得滤液中缓慢加入体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂3000ml，搅拌，产生沉淀，过滤得到奥拉西坦固体；

(3)将奥拉西坦固体上柱，通过色谱柱分离纯化，以体积比1∶3的乙腈和水混合溶剂为流动相，固定相填料为氧化铝，流速为3.0ml/min，柱温30℃，分段收集流分，合并含量大于90％的洗脱液；

(4)将洗脱液减压浓缩至约1/2的体积，加入体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂1000ml，室温充分搅拌2h，逐渐析出固体，于2-4℃放置10小时，过滤，用100ml体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂洗涤，60℃减压干燥，得到高纯度的奥拉西坦88.3g，纯度为99.8％，收率为91.1％。

实施例2 奥拉西坦的精制

(1)将100g纯度为96.7％的奥拉西坦粗品溶于1000ml纯化水中，加入5g活性炭，50℃搅拌30min，过滤脱碳，收集滤液；

(2)向所得滤液中缓慢加入体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂6000ml，搅拌，产生沉淀，过滤得到奥拉西坦固体；

(3)将奥拉西坦固体上柱，通过色谱柱分离纯化，以体积比为1∶3的乙腈和水混合溶剂为流动相，固定相填料为氧化铝，流速为5.0ml/min，柱温40℃，分段收集流分，合并含量大于90％的洗脱液；

(4)将洗脱液减压浓缩至约1/2的体积，加入体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂1000ml，室温充分搅拌4h，逐渐析出固体，于2-4℃放置10小时，过滤，用100ml体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂洗涤，60℃减压干燥，得到高纯度的奥拉西坦89.1g，纯度为99.9％，收率为92.0％。

实施例3 奥拉西坦的精制

(1)将100g纯度为96.7％的奥拉西坦粗品溶于1000ml纯化水中，加入3g活性炭，60℃搅拌30min，过滤脱碳，收集滤液；

(2)向所得滤液中缓慢加入体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂4000ml，搅拌产生沉淀，过滤得到奥拉西坦固体；

(3)将奥拉西坦固体上柱，通过色谱柱分离纯化，以体积比为1∶3的乙腈和水混合溶剂为流动相，固定相填料为氧化铝，流速为2.5ml/min，柱温25℃，分段收集流分，合并含量大于90％的洗脱液；

(4)将洗脱液减压浓缩至约1/2的体积，加入体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂1000ml，室温充分搅拌3h，逐渐析出固体，于2-4℃放置10小时，过滤，用100ml体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂洗涤，60℃减压干燥，得到高纯度的奥拉西坦87.5g，纯度为99.8％，收率为90.3％。

实施例4 结构确证

元素分析确证：

理论值：C：45.57％、H：6.33％、N：17.72％、O：30.38％

实测值：C：45.52％、H：6.38％、N：17.79％、O：30.25％。

下面列举现有技术类似方法或本发明筛选过程的部分对比实施例，以说明本发明的技术效果。

对比例1 奥拉西坦的精制(不用色谱柱)

(2)向所得滤液中缓慢加入体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂3000ml，室温充分搅拌2h，逐渐析出固体，于2-4℃放置10小时，过滤，用100ml体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂洗涤，60℃减压干燥，得到高纯度的奥拉西坦87.5g，纯度为97.1％，收率为87.9％。

对比例2 奥拉西坦的精制(使用硅胶层析柱)

(3)将奥拉西坦固体上柱，通过色谱柱分离纯化，以体积比为1∶3的乙腈和水混合溶剂为流动相，固定相填料为硅胶，流速为5.0ml/min，柱温40℃，分段收集流分，合并含量大于90％的洗脱液；

(4)将洗脱液减压浓缩至约1/2的体积，加入体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂1000ml，室温充分搅拌4h，逐渐析出固体，于2-4℃放置10小时，过滤，用100ml体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂洗涤，60℃减压干燥，得到高纯度的奥拉西坦85.4g，纯度为97.8％，收率为86.4％。

对比例3 奥拉西坦的精制(使用交联葡聚糖凝胶G-10层析柱)

(3)将奥拉西坦固体上柱，通过交联葡聚糖凝胶G-10色谱柱分离纯化，以体积比为1∶3的乙腈和水混合溶剂为流动相，固定相填料为氧化铝，流速为2.5ml/min，柱温25℃，分段收集流分，合并含量大于90％的洗脱液；(3)将洗脱液减压浓缩至约1/2的体积，加入体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂1000ml，室温充分搅拌3h，逐渐析出固体，于2-4℃放置10小时，过滤，用100ml体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂洗涤，60℃减压干燥，得到高纯度的奥拉西坦86.1g，纯度为97.3％，收率为86.6％。

上述实施例和对比例从不同方面充分说明了本发明特定组合方法的优越性，尤其是包括氧化铝柱的色谱条件以及优化的参数，带来了意想不到的效果，是理论上无法合理预期的。不受理论限制，可能是各种纯化方法对药物中不同杂质的除去效果不同，本发明提供的精制方法具有实质的特点和显著的进步，取得的意想不到的技术效果，获得了高产率高纯度的产品。

本发明的上述描述旨在用作说明，而不是限制。对本领域技术人来说，可以进行本文所述实施方案中的多种变化或修改。在没有脱离本发明的范围或精神内可以得到这些变化。本申请所引用的各个参考文献，在此全文引入作为参考。

Claims

1.一种如下所示结构的奥拉西坦化合物，

其特征在于先将奥拉西坦溶于水中，用活性炭吸附纯化，然后用有机溶剂沉淀，再用色谱柱分离纯化，最后用有机溶剂析晶，得到高纯度的奥拉西坦化合物。

2.根据权利要求1所述的奥拉西坦化合物，其特征在于色谱柱分离纯化条件为：以体积比为1∶3的乙腈和水混合溶剂为流动相，固定相填料为氧化铝，流速为2.5-5.0ml/min，柱温25-40℃。

3.根据权利要求1-2任一所述奥拉西坦化合物制备的新方法，其特征在于奥拉西坦的精制步骤包括：

(1)将奥拉西坦粗品溶于纯化水中，加入溶液总体积0.2-0.5(g/ml)的活性炭，50-60℃搅拌20-30min，过滤脱碳，收集滤液；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于有机溶剂选自乙腈、甲醇、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醇、异丙醚、乙醚、环己烷、异丙醇中的一种或几种，优选体积比为2∶1的乙腈和异丙醚的混合溶剂。

5.根据权利要求1-4任一所述的奥拉西坦化合物在制备用于治疗老年痴呆药物中的用途。