CN102174047A - 一种多尼培南的新型制备工艺 - Google Patents
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Abstract
一种多尼培南的新型制备工艺,公开了一种多尼培南制备过程中的重要中间体(2S,4S)-1-对硝基苄氧羰基-2-(N-叔丁氧羰基-N-胺磺酰胺基)甲基-4-巯基吡咯烷的制备工艺;同时公开了以该中间体为起始原料与(1R,5S,6S)-6-[(1R)-1-羟乙基]-2-二苯氧磷酰氧基-1-甲基-1-碳代-2-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯在二异丙基乙胺做碱的条件下发生反应,接着用Pd/C脱除保护基得到多尼培南的制备方法。该方法原料易得、采用其他试剂代替传统的易挥发的试剂、重要中间体的纯化都是采用重结晶的方法、收率较高,适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及制药领域,具体为一种制备多尼培南(Doripenem)以及其重要中间体(2S,4S)-1-对硝基苄氧羰基 -2-(N-叔丁氧羰基-N-胺磺酰胺基)甲基-4-巯基吡咯烷的多尼培南的新型制备工艺。
背景技术
多尼培南(Doripenem,化合物Ⅰ),化学名为(1R,5S,6S)-6-【(1R)-1-羟乙基】-2-【(3S,5S)-5-胺磺酰胺基甲基吡咯烷-3-基】巯基-1-甲基-1-碳代-2-青霉烯-3-羧酸,是日本盐野义公司研发的1β-甲基碳青霉烯抗菌剂,于2005年首次在日本上市,可用于治疗脑部、肾脏和肺部的严重感染。多尼培南对革兰阳性菌的抑制活性高于美罗培南,对革兰阴性菌的抑制活性高于亚胺培南,对亚胺培南耐药菌也有效,对β-内酰胺酶和肾脱氢肽酶(DHP-1)均稳定。
虽然关于多尼培南有多种不同的制备方法,但都是所有的方法都是用化合物Ⅱ与化合物Ⅲ反应,然后脱除保护基得到化合物Ⅰ。
(Ⅱ) (Ⅲ)
(Ⅳ)
(Ⅰ)
其中:R1代表氢或者羟基保护基,如叔丁基二甲基硅基等;
R2代表氢或者羰基保护基,如对硝基苄基、对甲氧基苄基、烯丙基等;
R3代表氢或者氨基保护基,如对硝基苄氧羰基、烷氧羰基等。
在化学式中,A代表活性基团如P(O)(OR)2、SO2R等,R代表取代或者未取代的C1-6烷基、烯基或者芳基。
US 5317016首次报道了多尼培南的合成,该专利报道了几种不同的方法制备不同的取代基的化合物Ⅲ,接着以N-乙基二异丙基胺做碱与化合物Ⅱ反应,然后脱除保护基得到化合物Ⅰ,即多尼培南,该专利采用低温冷冻技术作为分离手段得到多尼培南,而且化合物Ⅲ的合成多步使用了柱色谱分离技术,显然该专利报导的方法不适合工业化生产。
US 6111098 报道了两种不同的多尼培南晶型,但是该专利依然采用了低温冷冻技术获得报导的晶型的多尼培南,依然不适合工业化生产。
JP 2003/026680 报道的合成方法,化合物Ⅲ不进行纯化分离,直接与化合物Ⅱ反应,不仅收率不高,而且产物中有杂质,而要除去这些杂质,需要采取另外的方法进行纯化,增加了生产成本,显然也不适合工业化生产。
WO 2006/117763报道的合成方法,化合物Ⅱ与化合物Ⅲ反应后得到的化合物Ⅳ,不经过纯化处理,直接进行脱除保护反应,但是由于合成的化合物Ⅳ含有少量杂质影响了最终产物多尼培南的含量,不过该专利报道了重结晶的方法得到多尼培南。
WO 2007/029084报道了由化合物Ⅴ采用乙酰氯、氯化亚砜、三氯氧磷等不同的试剂合成化合物Ⅲ,但是该专利没有报道化合物Ⅲ的纯化方法,得到的化合物Ⅲ为油状物,直接用该油状物与化合物Ⅱ反应,使得油状物的杂质影响了最终产物多尼培南的含量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一条收率高,绿色环保的一种多尼培南的新型制备工艺。
一种多尼培南的新型制备工艺,一方面提供了(2S,4S)-1-对硝基苄氧羰基 -2-(N-叔丁氧羰基-N-胺磺酰胺基)甲基-4-巯基吡咯烷的制备方法,这是一种多尼培南(Doripenem)制作过程中的一种重要中间体,制备这种中间体的方法的具体流程如下化学方程式所示:
(1) (2)
(3) (4)
(5) (6)
(Ⅲ)
其合成方案,优选步骤如下:
一、反式-4-羟基-L-脯氨酸(化合物1),加入到氢氧化钠水溶液的混合溶剂中,低温冷却下,滴加氯甲酸对硝基苄酯的二氯甲烷溶液,滴加完毕恢复至室温反应,反应结束后,分层,水层再用二氯甲烷洗涤,然后低温冷却下,水层加入硫酸调节PH至2-3,即有固体析出,过滤,滤饼用水洗涤,干燥即得到化合物(2)。
二、化合物(2)加入到二氯甲烷中,加入三乙胺和4-二甲氨基吡啶(DMAP),低温冷却下,分批加入对甲苯磺酰氯,加料完毕,室温反应,反应结束后,加入4N盐酸搅拌30分钟,分层,有机相再用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗,干燥,过滤,滤液浓缩至干,即得到化合物(3)。
三、乙酸丁酯溶液中,加入硼氢化钠,搅拌下,加入化合物(3),搅拌30分钟,降温至-5-0℃,缓慢滴加三氟化硼乙醚溶液,滴加完毕,自然恢复至室温搅拌反应,反应结束后,反应液至于低温冷却下,缓慢滴加10%的氢氧化钠水溶液,调节PH=7-8,分层,水层再用乙酸丁酯萃取,合并有机层,水洗,干燥,过滤,浓缩至干,即得化合物(4)。
四、化合物(4)和硫代乙酸钾加入到DMF中,70℃反应,反应结束后,浓缩除去大部分DMF,残余物倾至水中,然后用乙酸乙酯萃取,有机层再用水洗,干燥,过滤,浓缩至干,残余物用乙酸乙酯和石油醚混合溶剂重结晶即得到化合物(5)。
五、化合物(5)、N-叔丁氧羰基氨基磺酰胺、三苯基磷加入到四氢呋喃中,搅拌,冷却下滴加偶氮二甲酸异丙酯,滴加完毕,自然恢复至室温反应,反应结束后,浓缩反应液至干,残余物加入乙酸乙酯溶解,水洗有机层,干燥有机层,过滤,浓缩至干,残余物加入甲醇冷冻结晶,得到化合物(6)。
六、化合物(6)加入到甲醇中,加入浓硫酸,回流反应,反应结束后,浓缩反应液,残余物加入乙酸乙酯溶解,依次用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗有机层,接着干燥,过滤,浓缩至干,残余物用甲苯和异丙醚混合溶剂重结晶,得到化合物(Ⅲ),即为(2S,4S)-1-对硝基苄氧羰基 -2-(N-叔丁氧羰基-N-胺磺酰胺基)甲基-4-巯基吡咯烷。
其所述的上述化合物的配比为:
化合物(1)与氯甲酸对硝基苄酯的摩尔比优选为1.00:1.00-1.00:1.05;
化合物(1)与氢氧化钠的摩尔比优选为1.00:2.00-1.00:2.20;
化合物(2)与对甲苯磺酰氯的摩尔比优选为1.00:1.05-1.00:1.10;
化合物(2)与三乙胺的摩尔比优选为1.00:2.10-1.00:2.20;
化合物(2)与DMAP的摩尔比优选为1.00:0.05-1.00:0.10;
化合物(3)与硼氢化钠的摩尔比优选为1.00:1.50-1.00:2.00;
化合物(3)与三氟化硼乙醚的摩尔比优选为1.00:1.80-1.00:2.50;
化合物(4)与硫代乙酸钾的摩尔比优选为1.00:1.80-1.00:2.00;
化合物(5)与三苯基磷的摩尔比优选为1.00:1.40-1.00:1.60;
化合物(5)与偶氮二甲酸异丙酯的摩尔比优选为1.00:1.40-1.00:1.60;
化合物(5)与N-叔丁氧羰基氨基磺酰胺的摩尔比优选为1.00:1.50-1.00:1.70;
化合物(6)与硫酸的质量比优选为1.00:0.45-1.00:0.55。
本发明还提供一条以化合物Ⅲ为起始原料的多尼培南的制备方法,具体反应式如下:
(Ⅲ) (Ⅱ)
(Ⅳ)
(Ⅰ)
其合成方案中,优选步骤如下:
化合物Ⅲ、化合物Ⅱ加入到N-甲酰二甲胺(DMF)中,搅拌,降温至-15℃,滴加二异丙基乙胺,滴加完毕后,升温至5℃反应,反应结束后,将反应液倾入水和乙酸乙酯的混合溶液中,搅拌15分钟,分层,水层再用乙酸乙酯萃取,合并有机层,依次用0.5N盐酸、5%碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗涤,最后用无水硫酸钠干燥,过滤,滤液浓缩至干,残余物加入甲苯,搅拌,有固体析出,即化合物Ⅳ。
将化合物Ⅳ、10%Pd/C加入到四氢呋喃和PH=6.8的磷酸缓冲溶液的混合溶剂中,通入氢气,至反应结束,过滤除去活性炭,滤饼用四氢呋喃和水的混合溶剂洗涤,合并滤液,加入乙酸乙酯,分层,上层再加入氯化镁,再次分层,合并下层,加入丙酮和异丙醇的混合溶剂,静置3小时,过滤,滤饼用冰丙酮洗涤,干燥,即得到多尼培南单水合物。
其所述的化合物Ⅲ与化合物Ⅱ的摩尔比优选为1.05:1.00-1.10:1.00;
化合物Ⅱ与二异丙基乙胺的摩尔比优选为1.00:1.20-1.00:1.40;
化合物Ⅳ与10%Pd/C的质量比优选为2.00:1.00-1.50:1.00。
有益效果:本发明与现有技术相比,其优势在于:
1.化合物(2)的羟基用对甲苯磺酰氯保护,代替传统的易挥发的甲磺酰氯,减少了环境污染,同时对于操作者也是很好的保护。
2.传统工艺还原反式-4-羟基脯氨酸的羧基是,都是分两步反应,先用氯化亚砜的醇溶液将羧酸酯化,然后再用硼氢化钠还原;本发明采用一步法,直接还原羧酸,工艺上减少了一步,同时避开了使用易挥发,腐蚀性大的氯化亚砜。
3.制备化合物(6)、化合物Ⅲ、化合物Ⅳ的时候,都采用了重结晶的方法进行了纯化,减少了制备最终产品的杂质,使得最终产品的质量得到保证。
4.制备化合物Ⅰ时,采用四氢呋喃和磷酸缓冲溶液的混合溶剂,减少了反应时间;同时后处理分层时加入少量的氯化镁,有利于分层,提高了收率。
5.制备多尼培南时,采用三种溶剂混合重结晶,收率高,含量高。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
一种多尼培南的新型制备工艺,首先需要对(2S,4S)-1-对硝基苄氧羰基 -2-(N-叔丁氧羰基-N-胺磺酰胺基)甲基-4-巯基吡咯烷进行制备,具体如下:
(1) (2)
(3) (4)
(5) (6)
(Ⅲ)
(Ⅳ)
(Ⅰ)
化合物Ⅱ,即(1R,5S,6S)-6-【(1R)-1-羟乙基】-2-二苯氧磷酰氧基-1-甲基-1-碳代-2-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯,市场有售,直接购买。
化合物(2)的合成:
反应瓶中加入5N的氢氧化钠水溶液820毫升,搅拌下,加入262克反式-4-羟基脯氨酸(化合物1)(2.0mol),搅拌15分钟,降温至0-5℃,滴加溶解有427克氯甲酸对硝基苄酯(2.0mol)的二氯甲烷溶液600毫升,滴加完毕,恢复至室温反应1小时,反应结束后,分层,水层再用300毫升二氯甲烷洗涤,然后,水层降温至-5-0℃,滴加硫酸调节PH=2-3,即有固体析出,静置15分钟,过滤,滤饼用500毫升水洗涤,干燥,得到590.3克浅黄色固体,熔点:134-136℃,收率:95.21%(以化合物1计算)。
化合物(3)的合成:
反应瓶中加入310克化合物(2)(1.0mol)、二氯甲烷1200毫升,搅拌下,加入三乙胺280毫升(2.1mol)和6.1克DMAP(0.05mol),降温至0-5℃,分批加入200克对甲苯磺酰氯(1.05mol),加料完毕,恢复至室温反应6小时,反应结束后, 加入4N盐酸400毫升搅拌30分钟,分层,有机层再用600毫升饱和碳酸氢钠水溶液和600毫升饱和食盐水洗涤,最后有机相用无水硫酸钠干燥;过滤,滤液浓缩至干,得到浅黄色固体428.1克,收率92.27%(以化合物2计算)。
1HNMR(300MHz,CDCl3) δ(ppm):1.92-2.10(m,2H),2.35(s,3H),
3.41-3.60(m,2H),4.15-4.22(m,1H),4.87-4.89(m,1H),5.34(s,2H),
7.38-7.40(dd,2H),7.40-7.44(dd,2H),7.78-7.82(dd,2H),8.10-8.13(dd,2H)。
化合物(4)的合成:
反应瓶中加入1200毫升乙酸丁酯和60.8克硼氢化钠(1.60mol),搅拌下,加入371.2克化合物(3)(0.80mol),搅拌30分钟,降温至-5-0℃,缓慢滴加36%三氟化硼乙醚溶液361.6克,滴加完毕,自然恢复至室温,搅拌反应2小时,反应结束后,降温至-5-0℃,缓慢滴加10%的氢氧化钠水溶液,调节PH=7-8,反应液分层,水层再用500毫升乙酸丁酯萃取,合并有机层,再用1000毫升水洗,最后用无水硫酸钠干燥,过滤,滤液浓缩至干,残余物加入异丙醚,有类白色固体析出,过滤,滤饼再用异丙醚洗涤,干燥,得到285.6克类白色固体,收率79.33%(以化合物3计算)。
1HNMR(300MHz,CDCl3) δ(ppm):1.65-1.72(m,2H),2.35(s,3H),
3.40-3.43(m,1H),3.51-3.62(m,2H),3.70-3.79(m,2H),4.82-4.86(m,1H),
5.34(s,2H),7.36-7.41(dd,2H),7.43-7.38(dd,2H),7.78-7.82(dd,2H),
8.09-8.14(dd,2H)。
化合物(5)的合成:
反应瓶中加入270克化合物(4)(0.60mol)、136.8克硫代乙酸钾(1.2mol)和N,N-二甲基甲酰胺1000毫升,升温至70-75℃反应8小时,反应结束后,减压蒸出约900毫升DMF,残余物倾入1000毫升水中,用乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯层再用水洗,最后用无水硫酸钠干燥;过滤,滤液浓缩至干,残余物用乙酸乙酯和石油醚混合溶剂重结晶,得浅黄色固体171.4克,收率80.70%(以化合物4计算)。
1HNMR(300MHz,CDCl3) δ(ppm):2.07-2.21(m,2H),2.30(s,3H),
2.85-2.90(m,1H),3.39-3.43(m,1H),3.73-3.76(d,2H),3.84-3.90(m,2H),
5.34(s,2H),7.40-7.45(dd,2H),8.08-8.12(dd,2H)。
化合物(6)的合成:
反应瓶中加入177克化合物(5)(0.50mol)、196.5克三苯基磷(0.75mol)、166.8克N-叔丁氧羰基氨磺酰胺(0.80mol)和四氢呋喃1200毫升,搅拌,冷却至-5-0℃,滴加151.5克偶氮二甲酸二异丙酯(0.74mol),滴加完毕,恢复至室温反应2小时,反应结束后,浓缩反应液,残余物加入1500毫升乙酸乙酯,再用水洗,最后用无水硫酸钠干燥;过滤,滤液浓缩至干,残余物加入800毫升甲醇冷冻静置过夜,有白色固体析出,过滤,干燥,得到223.5克,收率81.72%(以化合物5计算)。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):1.37(s,9H),2.07-2.13(m,2H),2.30(s,3H),
2.75-2.80(m,1H),3.12-3.15(d,2H),3.95-4.00(m,1H),4,03-4.10(m,2H),
5.32(s,2H),7.43-7.47(dd,2H),8.11-8.15(dd,2H)。
化合物Ⅲ的合成:
反应瓶中加入200克化合物(6)(0.37mol)和甲醇800毫升搅拌,加入硫酸100克,回流反应6小时,反应结束后,浓缩反应液,残余物倾入乙酸乙酯中,依次用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水溶液洗涤,最后用无水硫酸钠干燥;过滤,滤液浓缩至干,残余物用甲苯和异丙醚的混合溶剂重结晶,得到浅黄色固体170.2克,收率91.09%(以化合物6计算)。
1HNMR(300MHz,CDCl3) δ(ppm):1,37(s,9H),1.68-1.73(m,2H),
2.53-2.60(m,1H),3.06-3.10(d,2H),3.58-3.64(m,2H),3.97-4.02(m,1H)
5,33(s,2H),7.42-7.35(dd,2H),8.12-8.17(dd,2H)。
化合物Ⅳ的合成:
反应瓶中加入277.8克化合物Ⅲ(0.55mol)、304克化合物Ⅱ(0.50mol)和DMF1500毫升,搅拌,降温至-15℃,滴加77.4克二异丙基乙胺(0.60mol),加料完毕,升至5℃反应12小时,反应结束后,反应液倾入2500毫升水和2500毫升乙酸乙酯的混合溶液中,室温搅拌15分钟,分层,水层再用2000毫升乙酸乙酯萃取,合并乙酸乙酯层,依次用0.5N盐酸、10%碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗涤,最后用无水硫酸钠干燥;过滤,滤液浓缩至干,残余物加入200毫升甲苯搅拌结晶,得到387.9克黄色固体,收率89.79%(以化合物Ⅱ计算)。
化合物Ⅰ,即多尼培南的合成:
将化合物150克化合物Ⅳ(0.17mol)、100克10%Pd/C加入到500毫升四氢呋喃和1000毫升PH=6.8的磷酸缓冲溶液的混合溶剂中,通入氢气,至反应结束,过滤除去活性炭,滤饼用体积比为1:1的四氢呋喃和水的混合溶剂1000毫升洗涤,合并滤液,加入乙酸乙酯1500毫升,分层,上层再加入氯化镁10克,再次分层,合并下层,加入体积比为1:5的丙酮和异丙醇的混合溶剂6000毫升,静置3小时,过滤,滤饼用冷丙酮洗涤,干燥,即得到70.4克多尼培南单水合物,收率74.89%(以化合物Ⅳ计算),含量:99.03%(HPLC测定),【α】D 20=35o。
在本实施例中,总收率:28.15%(以反式4-羟基脯氨酸计算)。
Claims (5)
1.一种多尼培南的新型制备工艺,其特征在于,包含以下步骤:
反式-4-羟基-L-脯氨酸(化合物1) ,加入到氢氧化钠水溶液的混合溶剂中,低温冷却下,滴加氯甲酸对硝基苄酯的二氯甲烷溶液,滴加完毕恢复至室温反应,反应结束后,分层,水层再用二氯甲烷洗涤,然后低温冷却下,水层加入硫酸调节PH至2-3,即有固体析出,过滤,滤饼用水洗涤,干燥即得到化合物(2);
乙酸丁酯溶液中,加入硼氢化钠,搅拌下,加入化合物(3)搅拌30分钟,降温至-5-0℃,缓慢滴加三氟化硼乙醚溶液,滴加完毕,自然恢复至室温搅拌反应,反应结束后,反应液至于低温冷却下,缓慢滴加10%的氢氧化钠水溶液,调节PH=7-8,分层,水层再用乙酸丁酯萃取,合并有机层,水洗,干燥,过滤,浓缩至干,即得化合物(4);
化合物(4)和硫代乙酸钾加入到DMF中,70℃反应,反应结束后,浓缩除去大部分DMF,残余物倾至水中,然后用乙酸乙酯萃取,有机层再用水洗,干燥,过滤,浓缩至干,残余物用乙酸乙酯和石油醚混合溶剂重结晶即得到化合物(5);
化合物(5) 、N-叔丁氧羰基氨基磺酰胺、三苯基磷加入到四氢呋喃中,搅拌,冷却下滴加偶氮二甲酸异丙酯,滴加完毕,自然恢复至室温反应,反应结束后,浓缩反应液至干,残余物加入乙酸乙酯溶解,水洗有机层,干燥有机层,过滤,浓缩至干,残余物加入甲醇冷冻结晶,得到化合物(6);
化合物(6)加入到甲醇中,加入浓硫酸,回流反应,反应结束后,浓缩反应液,残余物加入乙酸乙酯溶解,依次用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗有机层,接着干燥,过滤,浓缩至干,残余物用甲苯和异丙醚混合溶剂重结晶,得到化合物(Ⅲ);
化合物Ⅲ、化合物Ⅱ加入到DMF中,搅拌,降温至-15℃,滴加二异丙基乙胺,滴加完毕后,升温至5℃反应,反应结束后,将反应液倾入水和乙酸乙酯的混合溶液中,搅拌15分钟,分层,水层再用乙酸乙酯萃取,合并有机层,依次用0.5N盐酸、5%碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗涤,最后用无水硫酸钠干燥,过滤,滤液浓缩至干,残余物加入甲苯,搅拌,有固体析出,即化合物Ⅳ;
5.采用四氢呋喃和PH=6.8的磷酸缓冲溶液的混合溶剂作为反应溶剂。
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CN1896057A (zh) * | 2005-07-15 | 2007-01-17 | 成都地奥九泓制药厂 | 吡咯烷衍生物中间体及其制备方法和用途 |
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2011
- 2011-03-19 CN CN2011100664297A patent/CN102174047A/zh active Pending
Patent Citations (2)
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