CN1034941C - 胆碱磷酸烷基酯的制备方法和它们的纯形式的生产 - Google Patents
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Abstract
一种制备C14-C18胆碱磷酸烷基酯的方法，它是在惰性溶剂中或者不用溶剂，在有或没有碱性物质存在的条件下，在同一容器中先把链长为C14-C18的正烷醇与三氯氧化磷进行反应，再把反应产物在惰性溶剂中、在碱性物质存在的条件下与胆碱盐反应形成磷酸二酯氯化物，然后水解并析离胆碱磷酯烷基酯，它可以通过混合床离子交换剂或逐步用酸性离子交换剂和碱性离子交换剂进行提纯。
Description
Eibl等(EP225，608)描述了胆碱磷酸烷基酯类的制备和它们在治疗肿瘤中的应用。
用于Eibl制备方法中的原料是正烷醇和三氯氧化磷。它们在四氢呋喃中反应形成磷酸酯二氯化物。在第二步中2-氨基乙醇与磷酸酯二氯化物在二噁烷中反应形成2-十六烷基-1，3，2-二氧磷杂环戊烷-2-氧化物，用2N盐酸水解得到开链的胺，它再在2-丙醇中用硫酸二甲酯彻底甲基化而形成胆碱磷酸烷基酯。
这方法有下面的缺点：它必须析离和提纯中间体产物。此外，要用烷基化试剂。此步骤中应用磷酸钾作为辅助的碱使得产物在作为药用目的上具有不希望有的高钾含量。
Kanetani等人在Nippon Kayaku Kaushi，9，1452页(1984)描述了具有杀菌作用的长链胆碱磷酸烷基酯。
它们是用下面的方法制备的：
乙二醇和三氯化磷反应形成2-氯-1，3，2-二氧磷杂环戊烷，产物通过蒸馏提纯以后用氧氧化成2-氯-1，3，2-二氧磷杂环戊烷-2-氧化物并再次蒸馏。得到的2-氯-1，3，2-二氧磷杂环戊烷-2-氧化物再和1-十六碳醇反应而形成2-十六烷基-1，3，2-二氧磷杂环戊烷-2-氧化物。后者在加压釜中与三甲胺反应即形成胆碱磷酸十六烷基酯，粗产物用碱性和酸性离子或交换剂提纯并由丙酮/氧仿中重结晶。类似的方法也被用来制备辛基，癸基，十二烷基，十四烷基和十八烷基衍生物。
这个方法的缺点是它必须在方法的最后一步用高压，同时用三甲胺也使这种物质的工业制备造成工业上卫生方面的问题。对水解敏感的中间体产物2-氯-1，3，2-二氧磷杂环戊烷，2-氯-1，3，2-二氧磷杂环戊烷-2-氧化物和2-十六烷基-2-氧代-1，3，2-二氧磷杂环戊烷需要析离和提纯也是一个缺点。此外，应用了对环境不相宜的溶剂诸如苯，而且每一步的溶剂都需改变。
所有已知的方法都用色谱方法来工作和提纯粗产物。
但是，这类色谱处理方法有如下缺点：
——当转向工业规模时会造成困难，因为固定相的尺寸不可能随意增加，
——色谱方法是消耗时间的。
本发明有关于一种新的、优良的制备和处理胆碱磷酸烷基酯的方法。
已经令人惊奇地发现，本发明的方法尽管少用一步提纯操作，但达到的总收率却比以前已知的方法更高。此外，本发明只用较少的溶剂。本发明的方法也避免使用诸如硫酸二甲酯这类烷基化试剂，后者由于使用碳酸钾作为辅助性的碱而使产物有高的钾含量，而在用作药物的物质中钾含量一定要保持尽可能地低。
在处理过程中，本发明的方法避免使用消耗时间的色谱方法。
在本申请要求保护的方法中，产物达到的纯度比已知方法的纯度更高。
在转化的第一步中包括在卤代烃，饱和的环状醚类，无环醚类，含5至10个碳原子的饱和烃类，液态的芳烃及被卤素(特别是氧)取代的液态芳烃或上述溶剂的混合物中，或者不用溶剂，可供选择地在通常用于这一目的的碱性物质存在的条件下，把三氯氧化磷和一种链长为14-18个碳原子的正烷醇进行反应。
可以应用的卤代烃有例如一个或一些或所有的氢原子被氯原子所取代的含1至6个碳原子的烃类。例如可以用二氯甲烷，氯仿，二氯乙烷，氯苯，二氯苯等。当应用卤素取代的芳香烃时，最好是用被1或2个卤素原子取代的。
可以应用的饱和环醚有例如环的大小为5-6，含有碳原子和1或2个氧原子的醚。实例是四氢呋喃和二烷。
无环醚类含有2至8个碳原子并且是液体，可以考虑的实例有：二乙醚，二异丁基醚，甲基叔丁基醚，二异丙醚。
可以考虑的饱和烃类有包含5至10个碳原子的不带叉链或带叉链的烃类，并且是液体。可以考虑的实例有戊烷，己烷，庚烷，和环己烷。
可以考虑的芳香烃有苯和烷基取代的苯，其中的烷基取代基含有1至5个碳原子。
可以考虑的供三氯氧化磷和正烷醇进行反应以及随后与胆碱盐进行反应的碱性物质，有胺类，例如通式为NR1R2R3的脂肪胺类，其中R1，R2和R3是相同或不同的，并且代表氢或C1-C6烷基，以及芳香胺类，诸如吡啶，甲基吡啶和喹啉。
在与胆碱盐反应的过程中，碱性物质的应用可能是和胆碱盐反应的同时所需要的，或者也可能是在与胆碱盐反应之前所需要的。在与胆碱盐进行反应时在任何情况下都需要一种溶剂；换言之，如果第一步反应是在没有一种具体溶剂存在的条件下进行的，则在这一步必须加入溶剂。三氯氧化磷对烷醇的摩尔比例可以在例如1.5∶1至1∶1.1之间。
相对于烷醇，胆碱盐的用量可以例如是过量的(大约1.1至1.5摩尔过量)
如果三氯氧化磷与烷醇的反应是在有碱性物质存在的条件下发生的，则碱性物质的用量可以是例如相对1摩尔POCl3用1至3摩尔的碱性物质。
在与胆碱盐的下一步反应中，所用的碱性物质的量是例如相对1摩尔烷醇用1至5摩尔的碱性物质。
三氯氧化磷与正烷醇反应的温度在-30℃至+30℃之间，最好是-15℃至+5℃之间，尤其是-10℃至-5℃之间。
这一转化的反应时间是例如0.5至5小时之间，最好是1至3小时，尤其是1.5至2小时。如果反应是在有碱性物质存在的条件下发生的，则一般是进行得很快的(大约30分钟)。
胆碱盐可分批加入，也可整体一次加入，可以应用的胆碱的盐类有例如和无机酸(诸如硫酸和盐酸)形成的盐，也可以用胆碱与有机酸诸如醋酸，对甲苯磺酸等所形成的盐。
反应的这一步是在惰性溶剂中进行的。这里可以考虑的溶剂和用在三氯氧化磷与正烷醇反应时所用的溶剂相同，如果后者是在溶剂中进行的话。
碱性物质然后被溶解于一种上述溶剂中，或无需溶剂而直接滴加。下面是一些经优先的用作溶解碱性物质的溶剂：卤代烃类，饱和的环状醚类，无环醚类，含有5至10个碳原子的饱和烃类，液态的芳香烃类或上述溶剂的混合物。
这些溶剂和三氯氧化磷与正烷醇反应时所使用的溶剂相同。
加入碱性物质引起温度上升。必须小心继持反应温度在0℃至40℃的范围内，最好是10℃至30℃范围内，尤其是15℃至20℃范围内。
反应混合物然后在5℃至30℃，最好是15℃至25℃，继续搅拌(例如1小时至40小时，最好是3小时至15小时)。
反应混合物的水解是通过加入水来进行的。它必须维持温度在10℃和30℃之间，最好是15℃和30℃之间，尤其是15℃和20℃之间。
上述水解液体也可包含碱性物质。可以考虑的碱性物质包括碱金属和碱土金属的碳酸盐和碳酸氢盐。
为完成水解反应，可将混合物进一步搅拌0.5至4小时，最好是1至3小时，尤其是1.5至2.5小时，温度在10℃至30℃，最好是15℃至25℃，尤其是18℃至22℃。
反应溶液然后用水和醇类(最好是含有1至4个碳原子的脂肪族饱和醇类)的混合物洗涤，其中还可包含有碱性物质。
水和醇混合的比例可以是例如水∶醇在5和0.5之间，最好是1-3(V/V)。
用作洗涤液的碱性物质可考虑例如碱金属和碱土金属的碳酸盐和碳酸氢盐以及水溶液形式的氨，特别优选的是3％的碳酸钠在水中的溶液。
然后可供选择地是用酸性溶液来洗涤反应溶液。
用酸洗涤的好处是除去尚未反应的反应溶液中的碱性成份，特别是当使用二氯甲烷作为溶剂时。
洗涤溶液包括水和醇类的混合物。最好是用含有1至4个碳原子的脂肪族饱和醇类，也可以有一种酸性物质存在。水∶醇的混合比例可以在例如5和0.5之间，最好是1-3之间(V/V)，可考虑的用于洗涤液的酸性物质有例如无机酸和有机酸，例如盐酸，硫酸，酒石酸和柠檬酸。
10％的盐酸水溶液是特别优选的。
混合物然后再用水和醇的混合物洗涤一次，最好用含有1至4个碳原子的脂肪饱和醇类的混合物，洗涤液中也可以存在一种碱性物质。水∶醇混合的比例可以在例如5和0.5之间，最好是1-3之间。
然后以通常的方式把洗涤相汇合并干燥，并把溶剂蒸去(最好是在减压条件下，比如5-100毫巴)，可供选择的做法是在加入1.5-3立升，最好是2-2.5立升的脂肪醇之后(相对于1份重量的干燥产物)。所用的醇类可以是例如链长为1至5个碳原子的饱和脂肪醇。这里特别优先的醇是正丁醇，异丙醇。用醇处理的目的是完全除去残存的水份。
这样得到的产物可按通常的方法来提纯(例如用色谱和重结晶方法)。
例如上述胆碱磷酸烷基酯的粗产物或固体残留物可被悬浮于饱和的脂肪酮(含3至6个碳原子)例如丙酮，丁酮，甲基-叔丁基酮中，搅拌1至4小时，最好是2小时，抽吸过滤并在5至100托，20℃至50℃的条件下干燥。
但是下面的提纯方法是特别优选的：
以这种方法子先纯化的产物被溶解于无水醇类(C1至C4)或含有不超过5％重量百分数水份的醇类中，温度为20℃至60℃，最好是40℃，滤掉不溶解的成份。可应用的醇类有例如甲醇，乙醇，异丙醇，丁醇，异丁醇。
子先纯化的产物也可以被溶解于水中。
得到的滤液然后与混合床离子交换剂例如AmberliteRMB3一起搅拌例如1至5小时，最好是2小时，温度为10℃至50℃，最好是20℃。代替混合床离子交换剂，提纯操作也可以同时地或相继地用酸性离子交换剂和碱性离子交换剂来进行。
也可以应用的离子交换剂是所有那些含有离子交换基团的不溶性固体。
酸性离子交换剂是那些含有例如酸性基团诸如磺酸基团，羧酸基团的：在聚苯乙烯基体上带有磺酸基团的离子交换剂的实例有诸如AmberliteR IR120，DowxR HCR，DuoliteR C20或者LewatitRS100。
弱酸性的离子交换剂是例如那些在聚丙烯酸基体的基础上带有羧酸基团的，诸如AmberliteR IRC 76，DuoliteR C433或者ReliteR CC。
可考虑的碱性离子交换剂有例如那些在聚合物基体(例如聚苯乙烯基体)上带有一级，二级，三级或四级铵基的，诸如DuoliteR-A 101，DuoliteRA 102，DuoliteR 15A 348，DuoliteRA 365，Duo-lieRA 375，AmberliteRIRA 67，DuoliteRA 375，AmberliteRIRA458，和DuoliteRA 132。
混合床离子交换剂是酸性和碱性离子交换树脂的混合物，诸如AmberliteR MB1，AmberliteR MB2，AmberliteR MB3和Am-berliteR MB6。
在这方法中也可以用所有通常的离子交换剂。
也可参照Ullmann氏所著“工业化学大全”(“Encyclopedia ofImdustrial Chemistry”)第五版(1989)，A14卷，450页。
在通过真空抽滤除去离子交换树脂以后，混合物在减压下(例如20托至200托)于40℃至70℃蒸发，然后把混合物由卤代烃类或醇/酮混合物中重结晶。
可考虑用作重结晶溶剂的卤代烃有例如含有1至6个碳原子，其中一个或一些或所有的氢原子被氯原子所取代的烃类。
例如可以用二氯甲烷，氯仿，二氯乙烷，氯苯。
可以考虑的醇类有含有1至6个碳原子和1至2个羟基的饱和脂肪醇类，可以考虑的酮类有含有3至8个碳原子的饱和脂肪酮。
醇∶酮的混合比例(体积/体积)是1至1-5。比例为1∶1(V/V)的乙醇丙酮混合物是特别优选的。
得到的胆碱磷酸烷基酯被抽吸过滤，并且如果必需可用含有1至5个碳原子的饱和烃洗涤。(洗涤液的温度可在例如15至30℃)。
干燥可用通常的干燥剂，例如五氧化二磷或硅胶，在真空下，在40℃至80℃的条件下进行。
实例1
胆碱磷酸十六烷基酯的制备
1.0摩尔(92毫升)POCl3在1.5立升氯仿中的溶液在氮气保护下被加到一个六立升带拌器的容器中，并在冰浴中被冷却到5℃，0.90摩尔(218克)正十六碳醇溶于700毫升氯仿中，在5-12℃的温度下与4.00摩尔(320毫升)吡淀一道滴加到容器中。滴加时间：1.25小时。然后把滴液漏斗用其余300毫升氯仿冲洗。在0-5℃再搅拌一个小时以后，加入1.35摩尔(372克)固体胆碱对甲苯磺酸盐，并在15分钟内滴加400毫升吡啶。这将使温度升高到20℃。除去冰浴，反应混合物在室温搅拌3小时。为水解的目的，可在20分钟内滴加150毫升水。这时温度由25℃升高到36℃。搅拌半小时以后，反应溶液用1.50立升水/甲醇(1∶1)，1.50立升3％碳酸钠/甲醇(1∶1)和1.50立升水/甲醇(1∶)各洗涤一次，用这样的方式洗过的氯仿相用硫酸钠干燥，加入50毫升异丙醇后在真空下在回旋蒸发器中蒸发。为了干燥可再加入正丁醇并把混合物在回旋蒸发器中再次蒸发。
提纯按下面的方法进行：
把残留物悬浮在2.0立升丙酮中，搅拌约2小时，抽吸过波并在真空下30℃干燥。粗产率：325克(87％)。把粗产物溶解于3.0立升无水乙醇中，滤出不溶解的部分。滤液与1.0立升混合床离子交换剂Amberlite MB 3R(FLUKA)一起搅拌2小时，抽吸过滤掉离子交换树脂以后，混合物在真空下在回旋蒸发器中蒸发，然后由0.70立升二氯甲烷中重结晶一次。结晶过程在冰室中完成。抽吸过滤出结晶并用戊烷洗涤。混合物在真空下30℃用五氧化二磷干燥。
产率193克(0.47摩尔，53％)
反应产物具有241-245℃的熔点。
实例2-5是按同样的操作程序制备的。
实例2
熔点：260℃(分解)
C19H42NO4P(379.52)
薄板层析：89a(氯仿/甲醇/25％氨水＝70∶20∶10)
Rf值：0.27
元素分析：计算值C60.13％ H11.16％ N3.69％
*H2O 57.41％ 11.16％ 3.52％
实验值C57.40％ H11.42％ N3.61％
57.43％ 11.47％ 3.65％
1HNMR(250MHz，CDCl3)
δ＝90ppm(t，3H) 3.80(q，2H)
1.25(m，22H)3.85(m，2H)
1.55(p，2H) 4.25(m，2H)
3.40(s，9H)
实例3：
熔点244℃(分解)
C20H44NO4P(393.55)
薄板层析：89a(氯仿/甲醇/25％氨水＝70∶40∶10)
Rf值：0.49
元素分析：计算值C61.04％ H11.27％ N3.56％
*2H2O 55.92％ 11.26％ 3.26％
实验值C56.14％ H10.99％ N3.67％
55.74％ 10.85％ 3.59％
1H-NMR(250MHz，CDCl3)
δ＝0.90ppm(t，3H) 3.80(q，2H)
1.30(m，242H) 3.85(m，2H)
1.55(p，2H) 4.25(m，2H)
3.40(s，9H)
实例4：
熔点244-256℃(分解)
C20H48NO4P(421.61)
薄板层析：127C(I-丁醇/冰醋酸/水＝60∶20∶20)
Rf值：0.34
元素分析：计算值C62.68％ H11.48％ N3.32％
*2H2O 60.11％ 11.46％ 3.19％
实验值C60.24％ H11.7％ N3.1％
60.5％ 11.7％
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δ＝0.90ppm(t，3H) 3.80(q，2H)
1.25(m，28H) 3.85(m，2H)
1.60(p，2H) 4.25(m，2H)
3.40(s，9H)
实例5：
熔点258℃(分解)
C23H50NO4P(435.62)
薄板层析：126(I-丁醇/冰醋酸/水＝40∶20∶20)
Rf值：0.13
元素分析：计算值C63.41％ H11.57％ N3.22％
*H2O 60.90％ 11.55％ 3.09％
实验值C60.80％ H11.92％ N3.15％
60.83％ 12.02％ 3.15％
1H-NMR(250MHz，CDCl3)
δ＝0.90ppm(t，3H) 3.80(q，2H)
1.25(m，30H) 3.85(m，2H)
1.60(p，2H) 4.30(m，2H)
3.40(s，9H)
Claims (5)
1.一种制备胆碱磷酸C14-C18烷基酯的方法，其特征为在惰性溶剂中，或不用溶剂时，在有或无碱性物质存在的条件下，在同一容器中先把链长为C14-C18的正烷醇与三氯氧化磷进行反应，三氯氧化磷与正烷醇的摩尔比为1.5∶1至1∶1.1，反应温度为-30℃至30℃，反应时间为0.5-5小时，得到的产物不必析离和提纯，即在惰性溶剂中，在碱性物质存在的条件下进一步与胆碱盐进行反应，反应温度0℃-40℃，反应时间1-40小时，形成磷酸二酯氯化物，然后在10至30℃之间进行水解，释放并析离出胆碱磷酸烷基酯。
2.权利要求1所述的方法，其特征为是进一步把权利要求1中所说的方法制得的胆碱磷酸烷基酯制成溶液，然后在有机溶剂中用混合床离子交换剂或者用酸性离子交换剂和碱性离子交换剂相继进行处理。
3.权利要求1所述的方法，其中三氯氧化磷与正烷醇的反应温度为-15℃至+5℃，
4.权利要求1所述的方法，其中三氯氧化磷与正烷醇的反应时间为1-3小时。
5.权利要求1所述的方法，其中的水解应将温度保持在10℃至30℃。
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