CN103626782B - 溴甲纳曲酮的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于药物合成领域,具体涉及一种溴甲纳曲酮的制备方法,以盐酸纳曲酮为起始原料,经3?羟基保护、溴甲基化,再脱保护、精制得溴甲纳曲酮。本发明工艺简单、科学合理、操作容易,得到的产品纯度高。
Description
技术领域
本发明属于药物合成领域,具体涉及一种溴甲纳曲酮的制备方法。
背景技术
溴甲纳曲酮,CAS编号:73232-52-7;商品名为Rdistor;英文化学名:
17-(cyclopropylmethyl)-4,5α-epoxy-3,14-dihydroxy-17-methyl-6-oxomorphinanium bromide;英文名:Methylnaltrexone bromide,中文名:溴化-17-(环丙基甲基)-4、5α-环氧-3、14-二羟基-17-甲基-6-氧代吗啡喃;分子式:C21H26O4NBr;分子量:436.36。化学结构式如下:
溴甲纳曲酮由美国惠氏Wyeth制药和Progenics Pharmaceuticals公司联合研究开发,是一种μ阿片受体拮抗剂。2008年4月加拿大卫生部和美国FDA分别批准溴甲纳曲酮注射剂(methylnaltrexone bromide,Relistor)上市,皮下注射,用于治疗阿片类药物引起的便秘而使用轻泻药又无效的情况。
溴甲纳曲酮制备工艺已经有多篇专利申请,大体工艺路线分为:
(1)US4176186、CN200380102817.X等的路线为:
该路线直接用纳曲酮与溴甲烷反应。
US4176186具体制备过程为盐酸纳曲酮先游离成纳曲酮碱,再在密闭容器中加入溶剂丙酮,少量DMF,与溴甲烷室温反应。减压浓缩,得溴甲纳曲酮。
该工艺纳曲酮碱与溴甲烷在密闭容器中反应,不论温度高低,转化率都比较低,得到的溴甲纳曲酮纯度只有60%左右,原料纳曲酮碱约有30左右不反应。反应过程中,生成的溴甲纳曲酮以沉淀形式粘附在瓶壁、搅拌棒等处,粘附较牢,难以取下,产品放大实验时出料有困难。而且溴甲纳曲酮中包裹有未反应的原纳曲酮碱,产品纯度差。
CN200380102817.X与US4176186工艺路线相同,操作进行了改进,但是CN200380102817.X使用DMF等作反应溶剂,由于DMF量比较大,沸点高,不易从产物中去除,对产物的质量有影响。
这条工艺路线由于纳曲酮3-位活泼羟基的存在,产品纯度提高有困难。
(2)US4176189、WO2006127899(CN101208344:20060022957.X)、CN201010154688.0等的路线为:以盐酸那曲酮为起始原料,大约分成几个步骤。第一步:3-位酚羟基区域选择性保护;第二步:立体选择性N-甲基烷基化生成季铵盐;第三步:脱3-酚羟基保护基;第四步:阴离子交换生成溴离子N-季铵盐。这条路线可以降低纳曲酮3-位活泼羟基的影响。反应式如下:
专利US4176186保护基为乙酰基,用硫酸二甲酯做为甲基化试剂,用阴离子树脂柱进行交换,得到溴甲纳曲酮。这条工艺的缺点是硫酸二甲酯是剧毒品,使用不方便。
专利WO2006127899优选的保护基为异丁酰基,甲基化试剂为碘甲烷。甲基化中碘甲烷的加入是通过其升华过程,慢慢进入到先在液氮中冷冻的反应物中,再进行反应。这条工艺的缺点是加料过程比较复杂。另外该工艺离子交换,用到大量的水,浓缩时容易造成产品的降解,产生杂质。
CN201010154688.0用二甲基叔丁基氯硅烷保护基团,用碳酸二甲酯为甲基化试剂,再用氢溴酸脱保护,减压蒸馏后得溴甲纳曲酮。这条工艺的缺点是碳酸二甲酯用作甲基化试剂时,活性比硫酸二甲酯低,反应不彻底。脱保护后的产品纯度比较差,不析晶,难以得到高纯度的溴甲纳曲酮。
发明内容
本发明的目的是提供一种溴甲纳曲酮的制备方法,科学合理、操作简便,制得的产品纯度高。
本发明所述的溴甲纳曲酮的制备方法,步骤如下:
(1)盐酸纳曲酮(Ⅰ)、二氯甲烷、三乙胺和叔丁基二甲基氯硅烷反应,萃取,回收溶剂,得3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮(Ⅱ);
(2)在偶极非质子溶剂中,加入3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮(Ⅱ)和溴甲烷,于密闭容器中反应,减压蒸馏,得3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮(Ⅲ);
(3)在3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮(Ⅲ)中加入氢溴酸溶液和C1-C3醇,脱保护反应,降温析晶,过滤得溴甲纳曲酮(Ⅳ)粗品;
(4)溴甲纳曲酮(Ⅳ)粗品用混合溶剂精制,得高纯度溴甲纳曲酮(Ⅳ)。
步骤(1)中所述的二氯甲烷用量与盐酸纳曲酮(Ⅰ)用量的比例为10-16ml:1g,三乙胺与盐酸纳曲酮(Ⅰ)的摩尔比为3.0-3.5:1,叔丁基二甲基氯硅烷与盐酸纳曲酮(Ⅰ)的摩尔比为1.5-2.0:1。
步骤(1)中所述的反应温度是20-40℃,优选为25-35℃,最优选为25-30℃;反应时间是4-8小时。
步骤(2)中所述的偶极非质子溶剂是DMF、N-甲基吡咯烷酮、1,4-二恶烷、丙酮或乙腈中的一种,其中丙酮或乙腈作为溶剂时,需要加入1-10%(体积比)的DMF;优选溶剂为丙酮,并加入丙酮体积量1-10%的DMF,DMF用量优选3-7%,最优选5%;偶极非质子溶剂与3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮(Ⅱ)的比例为9-14ml:1g。
步骤(2)中所述的3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮(Ⅱ)与溴甲烷的摩尔比是1:5.0-30.0。
步骤(2)中所述的反应温度是25-100℃,优选为40-70℃,最优选为50-60℃;反应时间是4-7天。
步骤(3)中所述的3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮(Ⅲ)与氢溴酸的摩尔比为1:1.5-3.5,优选1:2.5-3.5,最优选为1:3.0;氢溴酸的浓度为20-40%,优选25-35%,最优选为30%。
步骤(3)中所述的3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮(Ⅲ)与C1-C3醇的比例为1g:3.5-5.0ml,优选1g:4-5ml,最优选1g:4.5ml。
步骤(3)中所述的反应温度是50-80℃,优选65-70℃,反应时间是3-6小时。
步骤(4)中所述的混合溶剂是C1-C3醇和水的混合物,优选溶剂为乙醇/水、甲醇/水、异丙醇/水,最优为乙醇/水;C1-C3醇与水的体积比为1:0.2-1.5,优选1:0.5-1.2,最优选为1:1;溴甲纳曲酮(Ⅳ)粗品与混合溶剂的比例为1g:3-15ml,优选为1g:5-12ml,最优选为1g:8ml。
本发明以盐酸纳曲酮为起始原料,经3-羟基保护、溴甲基化,再脱保护、精制得溴甲纳曲酮。合成方程式如下:
本发明所述的溴甲纳曲酮的制备方法,具体步骤如下:
(1)酚羟基保护:盐酸纳曲酮作原料,二氯甲烷为溶剂,三乙胺为缚酸剂,在20-40℃下,与二甲基叔丁基氯硅烷反应,生成3-O-二甲基叔丁基硅醚基-纳曲酮。反应式:
羟基是有机合成中一个很重要的官能基,在药物合成中,经常需要选择性的保护羟基。羟基保护可以转化为相应的醚,主要有硅醚、甲基醚、烯丙基醚、苄基醚、烷氧甲基醚、烷巯基甲基醚、三甲基硅乙基甲基醚等等。这其中叔丁基甲基硅基醚是应用较多的方法之一。叔丁基二甲基醚比较稳定,脱保护时一般不会影响其他官能团。
专利CN201010154688.0用叔丁基二甲基氯硅烷反应,DMF、丙酮、N-甲基吡咯烷酮等作为溶剂,反应结束后加入水、乙酸乙酯通过萃取来分离副产物。在实验中发现,由于DMF、丙酮、N-甲基吡咯烷酮等与水混溶,实验过程中分层比较困难,往往需要加入较大量的乙酸乙酯和水,方能分开。并且DMF、N-甲基吡咯烷酮作为反应溶剂,虽然效果好,但使用量较大,沸点高,蒸馏比较困难。
本发明的技术方案使用二氯甲烷做为反应溶剂,20-40℃反应均能快速的进行,反应彻底,转化率高。反应结束加入水进行萃取,即可有效的将产物与副产物分开。二氯甲烷与水分层良好,不存在专利CN201010154688.0中分层困难的情况。二氯甲烷沸点低,很容易从产物中蒸出。3-O-二甲基叔丁基硅醚基-纳曲酮纯度可高达98%以上。
(2)N-甲基烷基化:在偶极非质子溶剂中,加入溴甲烷,于密闭容器中与溴甲烷反应。反应式:
专利US4176186中,纳曲酮碱与溴甲烷在密闭容器中反应,不论温度高低,转化率都比较低,得到的溴甲纳曲酮纯度只有60%左右,原料纳曲酮碱约有30左右不反应。反应过程中,生成的溴甲纳曲酮以沉淀形式粘附在瓶壁、搅拌棒等处,粘附较牢,难以取下,产品放大实验时出料有困难。而且溴甲纳曲酮中包裹有未反应的原纳曲酮碱,产品纯度差。本发明的技术方案,生成物3-O-二甲基叔丁基硅醚基-溴甲纳曲酮绝大部分仍然溶解在溶剂中,少量的沉淀比较松散,在瓶壁、搅拌等处不粘附,基本不会包裹未反应的原料,因而原料转化率高。
(3)脱保护:使用氢溴酸溶液,C1-C3醇,加热下脱保护。反应式:
专利CN201010154688.0中使用了氢溴酸溶液脱保护基,反应结束需减压浓缩,再加入甲醇析晶,放大至生产减压浓缩的程度不容易掌握。
本发明的技术方案使用氢溴酸溶液,加入C1-C3醇,反应结束后,降温即可析出结晶。操作简单,反应转化率高,产品纯度高于95%。
(4)精制:使用醇/水混合溶剂重结晶精制,由于粗品纯度较高,只需进行简单的重结晶即可得到纯度高于99%的溴甲纳曲酮。
第一步使用二氯甲烷作溶剂,反应速率快,转化率高,得到的中间体3-O-二甲基叔丁基硅醚基-纳曲酮纯度高。反应结束,加入水,进行萃取即可将中间体与副产物三乙胺盐酸盐等分开,而且二氯甲烷沸点低,很容易去除溶剂。
第二步在偶极非质子溶剂中,3-O-二甲基叔丁基硅醚基-纳曲酮与溴甲烷在密闭容器中反应,转化率高,得到的中间体3-O-二甲基叔丁基硅醚基-溴甲纳曲酮纯度高。
第三步脱保护基,3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮,加入氢溴酸溶液,C1-C3醇,加热下脱保护,降温析晶,过滤得溴甲纳曲酮粗品。脱保护基反应完全,反应结束后反应液降温即可析出结晶,操作简便。粗品纯度高于95%。
第四步精制,使用醇/水混合溶剂重结晶精制,由于粗品纯度较高,只需进行简单的重结晶即可得到纯度高于99%的溴甲纳曲酮。
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明工艺简单、科学合理、操作容易,得到的产品纯度高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
(1)洁净干燥的反应瓶,安装干燥管。投入18.9g(0.05mol)盐酸纳曲酮,300ml二氯甲烷,17.7g(0.17mol)三乙胺,全溶。加入15.1g(0.10mol)叔丁基二甲基氯硅烷。40℃反应4小时,TLC检测反应完全。加入100ml水,分层。二氯甲烷层用100ml水再萃取一遍。二氯甲烷层减压浓缩至干,剩余物为3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮,22g,黄色油状物,放置后成淡黄色至类白色固体,纯度大于98%,收率96.6%。
(2)500ml不锈钢高压釜,通过加料口加入第一步22g(0.048mol)3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮,300ml丙酮,30mlDMF,136g(1.43mol)溴甲烷,关闭加料口。25℃,反应4天。泄压,出料。反应液减压浓缩至干,剩余物为3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮,27g(0.048mol)深褐色油状物。
(3)洁净反应瓶,加入上步27g(0.048mol)3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮,19ml(0.17mol)氢溴酸(浓度48%)、20ml水,100ml甲醇,升温至80℃,反应3小时。TLC监测反应无原料。热滤,滤液降温至室温,析出结晶后,再降至5℃,结晶2小时。过滤,得灰白色溴甲纳曲酮粗品,18.8g,纯度大于95%,以3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮计算,收率89.8%。
(4)精制:洁净反应瓶,加入18.8g溴甲纳曲酮粗品,75.2ml乙醇,75.2ml纯化水,0.5g活性炭,回流半小时。热滤,滤液降温至室温,析晶2小时,再降至5℃,结晶2小时。过滤,得类白色溴甲纳曲酮,17.0g,纯度大于99.5%,精制率90.4%。
实施例2
(1)洁净干燥的反应瓶,安装干燥管。投入18.9g(0.05mol)盐酸纳曲酮,190ml二氯甲烷,15g(0.15mol)三乙胺,全溶。加入11.3g(0.075mol)叔丁基二甲基氯硅烷,20℃反应8小时,TLC监测反应完全。加入100ml水,分层。二氯甲烷层减压浓缩至干,剩余物为3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮,21.5g,黄色油状物,放置后成淡黄色至类白色固体,纯度98%,收率94.3%。
(2)500ml不锈钢高压釜,通过加料口加入第一步21.5g(0.047mol)3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮,200ml DMF,23g(0.28mol)溴甲烷,关闭加料口。升温至100℃,保温反应7天。降至室温,泄压,出料。反应液减压浓缩至干,剩余物为3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮,26g(0.047mol)灰黑色油状物。
(3)洁净反应瓶,加入上步26g(0.047mol)3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮,8.1ml(0.07mol)氢溴酸溴酸(浓度48%)、20ml水,100ml乙醇,升温至50℃,反应6小时。TLC监测反应无原料。热滤,滤液降温至室温,析出结晶后,再降至5℃,结晶2小时。过滤,得灰白色溴甲纳曲酮粗品,18.0g,纯大于度95%,以3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮计算,收率87.8%。
(4)精制:洁净反应瓶,加入18.0g溴甲纳曲酮粗品,50ml乙醇,75ml纯化水,0.5g活性炭,回流半小时。热滤,滤液降温至室温,析晶2小时,再降至5℃,结晶2小时。过滤,得类白色溴甲纳曲酮,15.5g,纯度大于99.5%,精制率86.1%。
实施例3
(1)洁净干燥的反应瓶,安装干燥管。投入18.9g盐酸纳曲酮,250ml二氯甲烷,16.4g(0.16mol)乙胺,全溶。加入13.1g(0.087mol)叔丁基二甲基氯硅烷,30℃反应6小时,TLC监测反应完全。加入100ml水,分层。二氯甲烷层再用100ml水萃取。有机层减压浓缩至干,剩余物为3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮,22g,黄色油状物,放置后成淡黄色至类白色固体,纯度大于98%,收率96.6%。
(2)500ml不锈钢高压釜,通过加料口加入第一步22g(0.048mol)3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮,250ml丙酮,12.5mlDMF,91.1g(0.96mol)溴甲烷,关闭加料口。升温至60℃,保温反应5天。降至室温,泄压,出料。反应液减压浓缩至干,剩余物为3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮,27g(0.048mol)深褐色油状物。
(3)洁净反应瓶,加入上步27g(0.048mol)3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮,13.3ml(0.12mol)氢溴酸(浓度48%)、20ml水、130ml异丙醇,升温至65℃,反应5小时。TLC监测反应无原料。热滤,滤液降温至室温,析出结晶后,再降至5℃,结晶2小时。过滤,得灰白色溴甲纳曲酮粗品,17.5g,纯度大于95%,以3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮计算,收率83.6%。
(4)精制:洁净反应瓶,加入17.5g溴甲纳曲酮粗品,70ml异丙醇,30ml纯化水,0.5g活性炭,回流半小时。热滤,滤液降温至室温,析晶2小时,再降至5℃,结晶2小时。过滤,得类白色溴甲纳曲酮,16.0g,纯度大于99.0%,精制率91.4%。
Claims (6)
1.一种溴甲纳曲酮的制备方法,其特征在于步骤如下:
(1)盐酸纳曲酮(Ⅰ)、二氯甲烷、三乙胺和叔丁基二甲基氯硅烷反应,萃取,回收溶剂,得3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮(Ⅱ);
(2)在偶极非质子溶剂中,加入3-O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮(Ⅱ)和溴甲烷,于密闭容器中反应,减压蒸馏,得3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮(Ⅲ);
(3)在3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮(Ⅲ)中加入氢溴酸溶液和C1-C3醇,脱保护反应,降温析晶,过滤得溴甲纳曲酮(Ⅳ)粗品;
(4)溴甲纳曲酮(Ⅳ)粗品用混合溶剂精制,得溴甲纳曲酮(Ⅳ);
步骤(2)中所述的偶极非质子溶剂是DMF或丙酮,偶极非质子溶剂与3- O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮(Ⅱ)的比例为9-14ml:1g;
步骤(2)中所述的3- O-叔丁基二甲基硅醚基纳曲酮(Ⅱ)与溴甲烷的摩尔比是1:5.0-30.0;
步骤(2)中所述的反应温度是25-100℃,反应时间是4-7天;
步骤(4)中所述的混合溶剂是C1-C3醇和水的混合物,C1-C3醇与水的体积比为1:0.2-1.5;溴甲纳曲酮(Ⅳ)粗品与混合溶剂的比例为1g:3-15ml。
2.根据权利要求1所述的溴甲纳曲酮的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的二氯甲烷用量与盐酸纳曲酮(Ⅰ)用量的比例为10-16ml:1g,三乙胺与盐酸纳曲酮(Ⅰ)的摩尔比为3.0-3.5:1,叔丁基二甲基氯硅烷与盐酸纳曲酮(Ⅰ)的摩尔比为1.5-2.0:1。
3.根据权利要求1所述的溴甲纳曲酮的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的反应温度是20-40℃,反应时间是4-8小时。
4.根据权利要求1所述的溴甲纳曲酮的制备方法,其特征在于步骤(3)中所述的3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮(Ⅲ)与氢溴酸的摩尔比为1:1.5-3.5,氢溴酸的浓度为20-40%。
5.根据权利要求1所述的溴甲纳曲酮的制备方法,其特征在于步骤(3)中所述的3-O-叔丁基二甲基硅醚基溴甲纳曲酮(Ⅲ)与C1-C3醇的比例为1g:3.5-5.0ml。
6.根据权利要求1所述的溴甲纳曲酮的制备方法,其特征在于步骤(3)中所述的反应温度是50-80℃,反应时间是3-6小时。
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