CN102070644A - 喜树碱衍生物及其中间体的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明为喜树碱衍生物及其中间体的制备方法，涉及有机合成技术领域，具体涉及药物化合物喜树碱衍生物的有机化学合成方法。本发明提供了一种用直链二醇和喜树碱反应合成喜树碱衍生物及其中间体的方法，该方法解决了现有合成方法中产率低、分离困难的问题，相比于现有的合成方法，本发明的合成方法产率更高，后续处理更为便利。

Description

喜树碱衍生物及其中间体的制备方法

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及药物化合物喜树碱衍生物的有机化学合成方法。

背景技术

中国发明专利申请CN1580057A(申请日2003年8月13日)公开了一类新的喜树碱衍生物，这类喜树碱衍生物的结构通式如下所示：

该专利还公开了几个具体地化合物，包括：

7-羟乙基喜树碱琥珀酸单酯        7-羟乙基喜树碱丙二酸单酯

7-羟乙基喜树碱戊二酸单酯        7-羟丙基喜树碱琥珀酸单酯

该文献还公开了这些喜树碱衍生物抗肿瘤和制备成为药物制剂的用途，其中7-羟乙基喜树碱琥珀酸单酯也称为喜诺替康或YC-8，其具有明显抗肿瘤作用及良好的剂量依赖关系。

式(II)的7-羟烷基喜树碱是用于合成上述喜树碱衍生物的重要中间体。

式(II)

CN1580057A中公开了一种合成7-羟乙基喜树碱(或7-羟丙基喜树碱)的方法，其包括，在硫酸、硫酸亚铁和双氧水存在的条件下，乙醇(或丙醇)和喜树碱反应生成7-羟乙基喜树碱(或7-羟丙基喜树碱)，再通过硅胶柱，以二氯甲烷/甲醇进行洗脱。

在上述的制备方法中，反应条件苛刻，反应产率很低(只有约20-30％)，并给后续分离带来困难，由于喜树碱在二氯甲烷中的溶解度低，需要6000倍重量，才能达到洗脱的目的。

鉴于以喜诺替康为代表的喜树碱衍生物在制备抗肿瘤药物中的优良应用前景，工业上特别需要一种7-羟乙基喜树碱的合成方法，这种合成方法能够克服目前方法中存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种式(II)的7-羟烷基喜树碱的合成方法。

所述的合成方法包括：将式(I)的喜树碱与直链二醇反应得到式(II)的7-羟烷基喜树碱。反应式如下所示：

式(I)                            式(II)

其中m为1～5的整数，优选m＝2或3，更优选m＝2；

所述的直链二醇为乙二醇，1，3-丙二醇，1，4-丁二醇，1，5-戊二醇或1，6-己二醇，直链二醇可以根据需要合成的7-羟烷基喜树碱中m的值来进行选择，二醇的碳数为m+1。例如，如需要合成7-羟乙基喜树碱(m＝2)，则需要选择1，3-丙二醇；如需要合成7-羟丙基喜树碱(m＝3)，则需要选择1，4-丁二醇。

反应在酸性水溶液体系中进行，例如硫酸的水溶液，盐酸的水溶液，磷酸的水溶液等，优选硫酸的水溶液。

反应体系中还需要加入自由基引发剂，优选的自由基引发剂为过氧化氢和硫酸亚铁，或羟胺-O-磺酸(HAS，Hydroxyl amine-O-sulfonic acid)，或过二硫酸铵盐；优选过氧化氢和硫酸亚铁。

需要说明的是，有时候自由基引发剂本身即为酸性，此时，可以不再额外加入酸，例如当自由基引发剂为羟胺-O-磺酸时，反应体系不额外加入酸，反应也可以进行。

上述式(II)的7-羟烷基喜树碱的合成方法，优选按照如下的步骤进行：

(1).在反应容器中，加入喜树碱、硫酸亚铁、硫酸水溶液和直链二醇；

(2).在-10℃～10℃下，将过氧化氢缓慢加入步骤(1)的反应液中；反应得到式(II)的7-羟烷基喜树碱。

其中硫酸亚铁可以为硫酸亚铁的无水形式也可以为硫酸亚铁的水合物，优选七水合硫酸亚铁，每摩尔喜树碱加入硫酸亚铁1～10摩尔，优选2～6摩尔，最优选4摩尔。

硫酸溶液可以是反应前配置好的，也可以是在反应水溶液中加入浓硫酸现配的，浓硫酸与水的体积比为1∶0.5～1∶10，优选1∶1～1∶5，更优选1∶1.5～1∶3，最优选1∶2，每摩尔喜树碱需加入硫酸水溶液的体积为5～50L，优选10～30L，更优选15～25L，最优选20L。

每摩尔喜树碱需加入直链二醇5～500摩尔，优选10～100摩尔，更优选30～70摩尔，最优选50摩尔。

每摩尔喜树碱加入30％的过氧化氢0.5～5L，优选1～2L，最优选1.5L。

反应温度优选-5℃～7℃，更优选0℃～5℃。

上述优选的式(II)的7-羟烷基喜树碱的合成方法，还包括以下的分离步骤：

(3).反应完毕后加入水稀释反应液；

(4).大孔树脂吸附，以水洗涤至中性，再用乙醇洗脱，得到7-羟烷基喜树碱。

其中，稀释用水为反应液体积的3倍～30倍，优选5倍～20倍，更优选10倍～20倍。

其中，分离用的大孔树脂可以为极性、中极性、弱极性或非极性的大孔吸附树脂，优选型号为HPD-100、D-3520、D-1300、AB-8或HPD-400的大孔吸附树脂，更优选型号为HPD-400的大孔吸附树脂。

洗脱用的乙醇的浓度为50％～100％，优选浓度为80％～98％，更优选浓度为90％～95％，乙醇的用量为每摩尔喜树碱用10～1000L，优选为50～500L，最优选100L。

本发明的另一个目的在于提供一种式(III)的喜树碱单酯衍生物的合成方法，

式(III)

其中，m为1～5的整数，优选为m＝2或3，更优选m＝2；n为0～5的整数，优选n＝1～3，更优选n＝2。

所述的合成方法包括：将式(I)的喜树碱与直链二醇反应得到式(II)的7-羟烷基喜树碱，然后将式(II)的7-羟烷基喜树碱与二酸或二酸酐反应得到式(III)的喜树碱单酯衍生物。反应式如下所示：

其中，式(II)的7-羟烷基喜树碱的合成方法与上文所述相同。

由式(II)的7-羟烷基喜树碱制备式(III)的喜树碱单酯衍生物的反应，包括如下步骤：

(1).在有机溶剂中，7-羟烷基喜树碱与二酸或者二酸酐反应得到喜树碱单酯衍生物；

(2).分离所得喜树碱单酯衍生物；

(3).如需要，还包括对喜树碱单酯衍生物的纯化过程。

其中，步骤(1)中溶剂为无水有机溶剂，所述的有机溶剂优选吡啶和二甲亚砜，溶剂的用量为每摩尔的7-羟烷基喜树碱使用5～30L有机溶剂，优选10～20L，最优选15L。反应温度为0℃～40℃，优选10℃～30℃，更优选25℃。反应时间为1～10h，优选2～5h。

其中，步骤(1)中二酸或者二酸酐可以根据需要合成的喜树碱单酯衍生物的n值的决定，例如，如需要合成7-羟烷基喜树碱琥珀酸单酯(n＝2)，则选择1，4-丁二酸或1，4-丁二酸酐，如需要合成7-羟烷基喜树碱丙二酸单酯(n＝1)，则选择1，3-丙二酸或1，3-丙二酸酐，如需要合成7-羟烷基喜树碱戊二酸单酯(n＝3)，则选择1，5-戊二酸或1，5-戊二酸酐。每摩尔的7-羟烷基喜树碱使用1～15摩尔的二酸或二酸酐，优选5～10摩尔，最优选8摩尔。

其中，步骤(1)中为了反应的需要，还可以加入有机胺以促进反应的进行，所述的有机胺优选三乙胺或三甲胺，有机胺的用量为每摩尔的7-羟烷基喜树碱使用1～5摩尔有机胺，优选2～3摩尔。

步骤(2)中式(III)的喜树碱单酯衍生物的分离，可以采取本领域常规的方式进行，优选采用二氯甲烷、甲醇和水的混合溶剂进行萃取。其中，二氯甲烷和甲醇的体积比在1～10之间，优选2～5之间，更优选3～4之间。式(III)的喜树碱单酯衍生物在有机层中，干燥后蒸干溶剂即得。

步骤(3)中式(III)的喜树碱单酯衍生物的精制，可以采取本领域常规的精制方法进行，优选采用重结晶的方法进行，更优选以二氯甲烷和甲醇的混合溶剂进行精制，其中粗品和溶剂的质量体积比(g/L)为50～100，优选70～80，其中二氯甲烷和甲醇的体积比为1～5，优选为2～4。溶解温度在35℃～回流温度，优选40℃～50℃，静置结晶温度在0℃～室温，优选0℃～10℃。静置时间不低于1h，优选不低于4h。过滤，在60℃以下减压干燥，得到精制的产品。

本发明使用直链二醇作为羟烷基化试剂，使反应收率大大提高。例如，在7-羟乙基喜树碱的合成过程中，使用乙醇反应收率只有32％，经后处理后很难得到7-羟乙基喜树碱。由于1，3-丙二醇结构上的对称性，提高了生成目标产物的比例，反应收率提高至65％，经后处理后，实际得到高于40％收率的纯产物。

在羟乙基化反应的后处理中，用大孔树脂吸附分离技术代替二氯甲烷萃取方法，大大提高了工作效率。使生产成本显著降低。由于喜树碱的低溶解性，用二氯甲烷萃取，需要6000倍重量，才能达到萃取的目的。但用大孔树脂吸附，只需25倍重量，而且可以反复再生使用1年以上。

具体实施方式

1、7-羟乙基喜树碱的制备

在30L反应器中，加入190.0g(0.55mol)喜树碱、570.0g(2.05mol)七水合硫酸亚铁和6.18L去离子水。搅拌使七水合硫酸亚铁溶解，冷却下滴加3.33L浓硫酸，维持温度在20℃以下。滴毕，加入1.90L(26.25mol)1，3-丙二醇，冷却至0℃左右，滴加0.76L(7.44mol)30％过氧化氢，维持温度在0～5℃。TLC检查(展开剂：甲醇∶三氯甲烷＝1∶15，紫外365nm显色，R_f＝0.5)至原料反应完毕。用去离子水稀释至190.0L，经过HPD-400大孔吸附树脂柱吸附，再用24.0L去离子水洗至中性。用50.0L 95％乙醇洗脱，减压蒸干得到200.8g粗品。粗品用硅胶柱分离，甲醇/二氯甲烷(1∶25)洗脱，得86.2g7-羟乙基喜树碱，收率：40.3％。熔点：263.5～265.1℃。纯度(HPLC归一化法)≥92.0％。

2、喜诺替康粗品的制备

在5L三口烧瓶中，加入85.5g(0.22mol)7-羟乙基喜树碱、3.09L干燥吡啶和175.8g(1.76mol)丁二酸酐，搅拌溶解。加入71.3ml三乙胺，氮气保护下室温搅拌反应4小时，TLC跟踪(展开剂：甲醇∶三氯甲烷＝1∶10，紫外365nm显色，R_f＝0.4)显示原料反应完毕。加入3.10L水减压蒸干。再加入2.38L二氯甲烷、0.71L甲醇和2.38L水，搅拌20分钟，静置，分层。水相用2.38L二氯甲烷分两次萃取，合并有机相，无水硫酸镁干燥12小时以上。过滤，滤液减压蒸干得深褐色喜诺替康粗品105.3g，纯度(HPLC归一化法)≥95.0％。

3、喜诺替康的精制

在3L三口烧瓶中，加入105.3g喜诺替康粗品、1.04L二氯甲烷和0.35L甲醇。搅拌升温至40℃左右，完全溶解后滴加0.6L正己烷，冷却至0℃，静置4小时以上。过滤，滤饼于60℃减压干燥5小时，得淡黄色粉末状固体71.5g，收率：67.9％。熔点：224.4～225.1℃，纯度(HPLC归一化法)：≥99.0％。

Claims (10)

1.一种7-羟烷基喜树碱的合成方法，所述的合成方法包括：将式(I)的喜树碱与直链二醇反应得到式(II)的7-羟烷基喜树碱，反应式如下所示：

式(I)              式(II)

其中m为1～5的整数。

2.权利要求1所述的7-羟烷基喜树碱的合成方法，其中m＝2或3。

3.权利要求1或2所述的7-羟烷基喜树碱的合成方法，反应在酸性水溶液体系中进行。

4.权利要求3所述的7-羟烷基喜树碱的合成方法，反应体系中还需要加入自由基引发剂。

5.权利要求4所述的7-羟烷基喜树碱的合成方法，步骤如下：

(1).在反应容器中，加入喜树碱、硫酸亚铁、硫酸水溶液和直链二醇；

(2).在-10℃～10℃下，将过氧化氢缓慢加入步骤(1)的反应液中；反应得到7-羟烷基喜树碱。

6.权利要求5所述的7-羟烷基喜树碱的合成方法，还包括以下的分离步骤：

(3).反应完毕后加入水稀释反应液；

(4).大孔树脂吸附，以水洗涤至中性，再用乙醇洗脱，得到7-羟烷基喜树碱。

7.一种喜树碱单酯衍生物的合成方法，

式(III)

其中，m为1～5的整数；n为0～5的整数，

所述的合成方法包括：将式(I)的喜树碱与直链二醇反应得到式(II)的7-羟烷基喜树碱，然后将式(II)的7-羟烷基喜树碱与二酸或二酸酐反应得到式(III)的喜树碱单酯衍生物，反应式如下所示：

8.权利要求7所述的喜树碱单酯衍生物的合成方法，其中m＝2或3。

9.权利要求7所述的喜树碱单酯衍生物的合成方法，其中n＝1～3。

10.权利要求7所述的喜树碱单酯衍生物的合成方法，由式(II)的7-羟烷基喜树碱制备式(III)的喜树碱单酯衍生物的反应，包括如下步骤：

(1).在有机溶剂中，7-羟烷基喜树碱与二酸或者二酸酐反应得到喜树碱单酯衍生物；

(2).分离所得喜树碱单酯衍生物；

(3).如需要，还包括对喜树碱单酯衍生物的纯化过程。