泼尼松龙中间体或其类似物的制备方法
技术领域
本发明涉及甾体药物中间体的制备方法,具体是涉及一种泼尼松龙中间体或其类似物的制备方法。
背景技术
泼尼松龙主要用于各种急性严重细菌感染,严重过敏性疾病,胶原性疾病(红斑狼疮、结节性动脉周围炎等),风湿病、类风湿性关节炎、肾病综合征,严重支气管哮喘、急性淋巴性白血病、各种肾上腺皮质功能不全症等。效力比氢化可的松大。
我国的甾体药物及其中间体工业已经具备一定规模,已经成为世界上氢化可的松、泼尼松龙的最大出口国。目前泼尼松龙或其类似物合成主要是生物发酵和化学合成相结合的制备方法,存在收率低、成本高的问题。
泼尼松龙或其类似物的制备难点在于11位羰基和1,2位双键的引入。由于在C-11位和1,2位周围没有活性功能基团的影响,常规化学法很难氧化非活泼碳氢键,而生物催化法却能对它立体选择性氧化。目前国内生产醋酸泼尼松常用的起始原料是奥氏氧化物经11位氧化和1,2位脱氢得到霉菌脱氢物,之后再在侧链上碘置换得到泼尼松醋酸酯,或者直接用醋酸可的松位起始原料一步发酵得到产物。
文献CN201210070704.7报道了一条制备醋酸泼尼松化学合成路线,以霉菌氧化物为起始原料,经氧化,脱溴,上碘置换合成。上碘置换合成使用碘,毒性较大,且价格昂贵,生产成本偏高。
文献CN200810152878.1和CN201110101279.9都以奥氏氧化物为基础原料,经霉菌脱氢物中间体合成醋酸泼尼松及其类似物。缺点是起始原料成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新的,原料低廉,收率高且稳定的泼尼松龙或其类似物的制备方法。
本发明的所述泼尼松龙或其类似物的结构式如式Ⅵ所示,由化合物Ⅰ经过消除反应,氰基取代反应,硅烷氧基保护反应,分子内亲核取代反应和酯化反应制得,反应路线如下:
其中,R1为Cl或者Br,R为H,C1-C10的烃基,如甲基、乙基、丙基或丁基。
具体过程如下:
(一)消除反应:优选在氮气保护下,将化合物Ⅰ加入有机溶剂中,加入占化合物Ⅰ重量的0.5~1.0倍的脱水剂,分离干燥后得化合物Ⅱ;消除反应的有机溶剂为碳原子数小于6的脂肪酸、碳原子数小于6的酮、碳原子数小于6的醚中的一种或多种,最好是乙酸、丙酮、乙醚或四氢呋喃,有机溶剂和化合物Ⅰ的体积重量比优选为4~6ml/g;脱水剂优选为五氯化磷、三氯氧磷、甲磺酰氯或对甲苯磺酰氯,最好是五氯化磷。加入脱水剂的温度优选为0~10℃,反应温度为-10~100℃,加入完成后反应温度优选为30~40℃。
(二)氰基取代反应:优选氮气保护下,将化合物Ⅱ加入有机溶剂中,加入占化合物Ⅱ重量0.3~1.0倍的氰化试剂,反应温度选自-10~100℃,优选为40~50℃,水洗,搅拌,抽滤,干燥后得到化合物Ⅲ;氰基取代反应的有机溶剂包括碳原子数小于6的脂肪醇类、碳原子数小于6的脂肪酸类或碳原子数小于6的醚类中的一种或多种,优选为甲醇,有机溶剂和化合物Ⅱ的体积/重量比为1~2ml/g;氰基取代试剂为丙酮氰醇、氰化钠或氰化钾;氰基取代反应中优选加入占化合物Ⅱ重量0.05~2.0的催化剂,催化剂为碳原子数小于6的脂肪酸类、碳酸钾或碳酸钠。
(三)硅烷氧基保护反应:优选氮气保护下,将化合物Ⅲ加入有机溶剂和有机碱中,搅拌均匀,然后加入占化合物Ⅲ重量0.5~2.0倍的硅烷氧基试剂,反应温度选自10~60℃,反应温度优选为30~35℃,反应完成后,加入水中,搅拌,抽滤,干燥后得到化合物Ⅳ;硅烷氧基保护的有机溶剂包括碳原子数小于6的卤代烃类、醚类、酰胺类或吡啶中的一种或多种,优选为四氢呋喃,有机溶剂与化合物Ⅲ的体积重量配比为3~6ml/g;有机碱为咪唑、三乙胺或4-二甲氨基吡啶,加入量为化合物Ⅲ重量的0.2~0.8倍;硅烷氧基试剂为氯甲基二甲基氯硅烷(CH3Cl(CH3)2SiCl)或溴甲基二甲基氯硅烷(CH3Br(CH3)2SiCl)。
(四)分子内亲核取代反应:优选氮气保护下,将化合物Ⅳ加入有机溶剂中,搅拌,反应温度选自-80~-10℃,优选为-40~-30℃,反应完后,然后加入占化合物Ⅳ摩尔当量3.0~5.0倍的碱金属试剂,分离干燥后得到化合物Ⅴ;分子内亲核取代反应的有机溶剂为碳原子数小于6的醚类,优选为四氢呋喃,有机溶剂与化合物Ⅳ的体积重量配比为3-10ml/g;碱金属试剂为正丁基锂(C4H9Li)或叔丁醇钾(C4H9OK)。
(五)酯化反应:优选氮气保护下,将化合物Ⅴ加入到有机溶剂中,加入占化合物Ⅴ重量1~3倍的碳原子数小于6的有机羧酸盐,分离干燥后得到化合物式Ⅵ。酯化反应的有机溶剂为碳原子数小于6的卤代烃类、酮类、酰胺类或醚类中的一种或多种,有机溶剂与化合物Ⅴ的体积重量配比为3~10ml/g;有机羧酸盐优选为醋酸钾或醋酸钠,加入量为化合物Ⅴ重量的0.5~3.0倍;反应温度选自0~100℃。
本发明的有益效果是,本发明以廉价易得的植物甾醇为起始原料,通过生物发酵制备11a-羟基-1,4-二烯-孕甾-3,17-二酮,随后经消除反应、氰基取代反应得到化合物Ⅲ,随后通过硅烷氧基试剂保护17-位羟基,与正丁基锂或叔丁醇钾在低温下反应经分子内迁移,构建氯甲基酮,最后和有机羧酸盐经酯化反应得到泼尼松龙中间体或其类似物。本发明起始原料易得,收率高且稳定。
具体实施方式
实施例1
消除反应
室温,氮气保护下,往一洁净干燥的装配温度计、回流冷凝管、机械搅拌的500ml四口圆底烧瓶中依次加入400ml无水四氢呋喃,搅拌下加入80.0g化合物Ⅰ,体系降温至0到10℃,控温0到10℃分批加入80.0g五氯化磷,加完后0~10℃保温。TLC跟踪反应至无原料剩余。将反应体系滴加至1L冰水中,析出大量固体,继续搅拌2小时。体系抽滤,滤饼水洗至中性,抽干后于50℃烘干,得化合物Ⅱ70.8g,收率:88.5%,HPLC(配比为甲醇:水为55:45的甲醇液)纯度为96.8%。
氰基取代反应
室温,氮气保护下,往一洁净干燥的装配温度计、回流冷凝管、机械搅拌的250ml四口圆底烧瓶中依次加入100ml甲醇、50ml丙酮氰醇、50.0g化合物Ⅱ,搅拌均匀后,加入100ml质量浓度为5%的碳酸钾水溶液,体系控温于40~50℃反应42小时,TLC检测原料不再减少。将反应体系滴加至400ml水中,搅拌2小时。抽滤,水洗滤饼至中性,抽干后于50℃烘干,得化合物Ⅲ46.9g,收率:93.8%,HPLC纯度为98.6%。HPLC(甲醇:水为55:45)纯度为98.0%。硅烷氧基保护反应
室温,氮气保护下,往一洁净干燥的装配温度计、回流冷凝管、机械搅拌的500ml四口圆底烧瓶中依次加入200ml四氢呋喃、40.0g化合物Ⅲ、13.6g咪唑,搅拌均匀后,室温20~30℃,控温20~25℃缓慢滴加22g氯甲基二甲基氯硅烷,约40min滴加完毕,保温30~35℃反应2小时,TLC检测无原料剩余。将反应体系滴加至600ml水中,搅拌2小时。抽滤,水洗滤饼至中性,抽干后于50℃烘干,得化合物Ⅳ49.68g,收率:124.2%,HPLC(甲醇:水为55:45)纯度为97.2%。
分子内亲核取代反应
室温,氮气保护下,往一洁净干燥的装配温度计、回流冷凝管、机械搅拌的250ml四口圆底烧瓶中依次加入60ml四氢呋喃、20.0g化合物Ⅳ,搅拌均匀后,体系降温至-20℃到-10℃,控温-10℃,缓慢滴加70.0ml2mol/L正丁基锂,约30min滴加完毕,保温反应1小时,TLC检测无原料剩余。控温T≤20℃,将反应体系滴加至40ml36.5%盐酸中,搅拌5小时。体系用20%氢氧化钠水溶液调PH=6~7,控温T≤40℃浓缩至无明显馏分,向剩余体系中滴加100ml水,搅拌1小时,抽滤,水洗滤饼至中性,抽干后于50℃烘干,得化合物Ⅴ15.0g,收率:75.0%,HPLC(甲醇:水为55:45)纯度为92.6%。
酯化反应
室温,氮气保护下,往一洁净干燥的装配温度计、回流冷凝管、机械搅拌的250ml四口圆底烧瓶中依次加入50ml二甲基甲酰胺(DMF)、15.0g化合物Ⅴ、3.0ml冰醋酸、7.5g醋酸钾、1.4ml水。搅拌均匀后,体系升温至70~80℃,保温反应8小时。TLC检测无原料剩余,体系降至室温,向体系中滴加70ml水,滴加完毕后继续搅拌1小时,抽滤,水洗滤饼至中性,抽干后于50℃烘干,得化合物14.8g,收率:98.7%,HPLC纯度大于96.0%。粗品用氯仿和丙酮重结晶,得类白色固体13.2g,精制收率89.2%,HPLC保留时间与对照品一致,结构确定为17a,21-二羟基孕甾-1,4,9(11)-三烯-3,20-二酮-21-乙酸酯。
实施例2
消除反应
室温,氮气保护下,往一洁净干燥的装配温度计、回流冷凝管、机械搅拌的500ml四口圆底烧瓶中依次加入450ml无水四氢呋喃,搅拌下加入80.0g化合物Ⅰ,体系降温至0到10℃,控温0~10℃分批加入80.0g对甲苯磺酰氯,加完后0~10℃保温。TLC跟踪反应至无原料剩余。将反应体系滴加至1L冰水中,析出大量固体,继续搅拌2小时。体系抽滤,滤饼水洗至中性,抽干后于50℃烘干,得化合物Ⅱ69.2g,收率:86.5%,HPLC(配比为甲醇:水为55:45的甲醇液)纯度为96.5%。
氰基取代反应
室温,氮气保护下,往一洁净干燥的装配温度计、回流冷凝管、机械搅拌的250ml四口圆底烧瓶中依次加入90ml甲醇、30ml丙酮氰醇、50.0g化合物Ⅱ,搅拌均匀后,加入50ml质量浓度为5%的碳酸钾水溶液,体系控温于50~55℃反应42小时,TLC检测原料不再减少。将反应体系滴加至400ml水中,搅拌2小时。抽滤,水洗滤饼至中性,抽干后于50℃烘干,得化合物Ⅲ48.8g,收率:97.6%,HPLC纯度为97.2%。粗品用20ml甲醇打浆,抽滤。滤液暂存套用至下一批;滤饼烘干后得48.0g,收率96.0%,HPLC(甲醇:水为55:45)纯度为97.1%。硅烷氧基保护反应
室温,氮气保护下,往一洁净干燥的装配温度计、回流冷凝管、机械搅拌的500ml四口圆底烧瓶中依次加入250ml四氢呋喃、45.0g化合物Ⅲ、31.2g咪唑,搅拌均匀后,冰浴降温至0~5℃,控温30~35℃缓慢滴加70g溴甲基二甲基氯硅烷,约40min滴加完毕,保温反应2小时,TLC检测无原料剩余。将反应体系滴加至400ml水中,搅拌2小时。抽滤,水洗滤饼至中性,抽干后于50℃烘干,得化合物Ⅳ54.9g,收率:122%,HPLC(甲醇:水为55:45)纯度为97.5%。
分子内亲核取代反应
室温,氮气保护下,往一洁净干燥的装配温度计、回流冷凝管、机械搅拌的250ml四口圆底烧瓶中依次加入120ml四氢呋喃、18.0g化合物Ⅳ,搅拌均匀后,体系降温至-20℃到-10℃,控温-10℃,分批次加入8.0g叔丁醇钾,约30min滴加完毕,保温反应1小时,TLC检测无原料剩余。控温T≤20℃,将反应体系滴加至35ml36.5%盐酸中,搅拌5小时。体系用20%氢氧化钠水溶液调PH=6~7,控温T≤40℃浓缩至无明显馏分,向剩余体系中滴加100ml水,搅拌1小时,抽滤,水洗滤饼至中性,抽干后于50℃烘干,得化合物Ⅴ14.1g,收率:78.3%,HPLC(甲醇:水为55:45)纯度为93.2%。
酯化反应
室温,氮气保护下,往一洁净干燥的装配温度计、回流冷凝管、机械搅拌的250ml四口圆底烧瓶中依次加入50ml二甲基甲酰胺(DMF)、10.0g化合物Ⅴ、3.0ml冰醋酸、7.5g醋酸钠、1.4ml水。搅拌均匀后,体系升温至75-80℃,保温反应8小时。TLC检测无原料剩余,体系降至室温,向体系中滴加70ml水,滴加完毕后继续搅拌1小时,抽滤,水洗滤饼至中性,抽干后于50℃烘干,得化合物9.63g,收率:96.3%,HPLC纯度大于97.6%。粗品用氯仿和丙酮重结晶,得类白色固体8.4g,精制收率87.2%,HPLC保留时间与对照品一致,结构确定为17a,21-二羟基孕甾-1,4,9(11)-三烯-3,20-二酮-21-乙酸酯。
以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,应视为本发明的保护范围。