CN103910773B - 卡培他滨杂质的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卡培他滨杂质的合成方法。该方法是通过含α位和β位的2,3-O-异亚丙基-5-脱氧-D-呋喃核糖为原料先氯化，再与卡培他滨在低温及NaH作用下反应得到β-3位丙酮叉、β-2位丙酮叉、α-3位丙酮叉，再在甲醇及水中及固体酸催化剂Amberlyst15作用下，使β-3位丙酮叉、β-2位丙酮叉、α-3位丙酮叉反应得到β-3位杂质、β-2位杂质及α-3位杂质。该方法成功合成了卡培他滨的β-3位杂质、β-2位杂质及α-3位杂质，为卡培他滨的研究提供基础。在此过程中，发现三个重要的中间体，即β-3位丙酮叉、β-2位丙酮叉及α-3位丙酮叉。本发明的合成方法得到的β-3位杂质、β-2位杂质及α-3位杂质相对于卡培他滨的保留时间分别为1.054、1.068、1.193。

Description

卡培他滨杂质的合成方法

技术领域

本发明涉及药物化学技术领域，尤其是指卡培他滨杂质的合成方法领域，具体指卡培他滨β-3位杂质、β-2位杂质及α-3位杂质的合成方法。

背景技术

卡培他滨（Capecitabline），化学名为5’-脱氧-5-氟-N-[(戊氧基)羰基]胞啶，由瑞士罗氏制药公司（Roche）研制，1998年4月以商品名称希罗达（Xeloda）在美国上市。卡培他滨可以在体内转变成5-FU的抗代谢氟嘧啶脱氧核苷氨基甲酸酯，能够抑制细胞分裂、干扰RNA及蛋白质（protein）合成，适用于紫杉醇和包括有蒽环类抗生素化疗方案治疗无效的晚期原发性或转移性乳腺癌的进一步治疗，主要用于晚期原发性或转移性乳腺癌，直肠癌、结肠癌和胃癌的治疗。

卡培他滨杂质对卡培他滨的深入研究具有重大意义，现有技术中已经披露了卡培他滨杂质A、杂质B、杂质C等以及所述杂质的合成方法，而卡培他滨的β-3位杂质、β-2位杂质及α-3位杂质的合成路线未见公开。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种卡培他滨杂质的合成方法，该方法能够成功合成卡培他滨的β-3位杂质、β-2位杂质及α-3位杂质。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种卡培他滨杂质的合成方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）在第一反应器中加入水、1-甲基-2,3-O-异亚丙基-5-O-脱氧-D-呋喃核糖和浓硫酸，加热至80℃～90℃，反应4h～6h；冷却到10℃后向上述第一反应器中加入用水稀释后的强碱性阴离子树脂至所述第一反应器中的pH值在6～8之间；将上述第一反应器中的物质过滤，所述阴离子树脂用水洗涤，所得滤液减压浓缩至无馏出物后加入甲苯带水，然后将该混合物进行旋蒸水浴，得到无水浆状物粗品，即5-脱氧-D-核糖；

（2）分别向第二反应器中加入干燥的无水DMF、无水2,2-二甲氧基-丙烷及2H₂O·4-甲苯磺酸，然后加入步骤（1）中得到的5-脱氧-D-核糖，加入分子筛后加热至30℃～40℃，在搅拌作用下反应40h～45h；将反应后的物质过滤，所述分子筛用无水DMF洗涤，所得滤液进行减压浓缩蒸除DMF，残留物冷却至10℃加入碳酸氢钠溶液调节pH值至7，然后加入乙酸乙酯进行萃取，所得乙酸乙酯层用无水硫酸镁进行干燥后过滤，所得滤液减压浓缩后进行减压蒸馏，得到油状物纯品，即2,3-O-异亚丙基-5-脱氧-D-呋喃核糖；

（3）向第三反应器中加入无水乙腈及步骤（2）中得到的2,3-O-异亚丙基-5-脱氧-D-呋喃核糖，滴入2滴DMF后将其降温至0℃～10℃，并在该温度下向所述第三反应器中滴加草酰氯，滴加完毕后升温至20℃～30℃，搅拌作用下反应2h～3h；将氯化反应物进行旋蒸水浴后所得物质在60℃下搅拌2h～3h，得到氯代物A；

向第四反应器中加入NaH（含量为60%）及无水乙腈，冷却至-30℃以下后向所述第四反应器中滴加卡培他滨的无水乙腈溶液，滴加完毕后升温至0℃～10℃搅拌1h～2h，然后降温至-30℃以下，向所述第四反应器中滴加上述氯代物A的无水乙腈溶液，搅拌20h以上后，向所述第四反应器中加入二氯甲烷和水，搅拌均匀后进行萃取，分离出的二氯甲烷层用无水硫酸钠干燥后过滤，所得滤液减压浓缩得到干燥的浓缩物粗品；

将上述浓缩物粗品用体积比为200：1～100：1的二氯甲烷与甲醇的混合物作流动相过层析柱，得到α-3位丙酮叉纯品和β-3位丙酮叉及β-2位丙酮叉的混合物；

（4）在固体酸催化剂Amberlyst15存在下，向第五反应器中加入X位丙酮叉、甲醇及水，加热至25℃～30℃，充分搅拌反应1h～1.25h；用甲醇将所得反应物溶解并过滤，滤去固体酸催化剂Amberlyst15，滤渣用二氯甲烷及水溶解，分离出二氯甲烷层并用无水硫酸钠对其进行干燥、过滤，滤液经过减压浓缩得到干燥的卡培他滨杂质粗品；

所述的X位丙酮叉为步骤（3）中得到的β-3位丙酮叉及β-2位丙酮叉的混合物，或α-3位丙酮叉。

所述第一反应器中加入的1-甲基-2,3-O-异亚丙基-5-O-脱氧-D-呋喃核糖和浓硫酸的摩尔比为1:0.1。

所述第二反应器中加入的5-脱氧-D-核糖、无水2,2-二甲氧基-丙烷和2H₂O·4-甲苯磺酸的摩尔比为1:5:0.08。

所述第四反应器中卡培他滨与氢化钠反应生成醇钠，再滴加氯代物进行反应，两次反应的最优滴加温度为-30℃以下。

所述第五反应器中加入的X位丙酮叉、固体酸催化剂Amberlyst15、甲醇及水的最优反应配比为20mg:500mg:1.5mL:1.5mL，最优反应温度25℃，最优反应时间为1.00h～1.25h。

与现有技术相比，本发明提供一种卡培他滨杂质的合成方法，该方法能够成功合成卡培他滨的β-3位杂质、β-2位杂质及α-3位杂质，为卡培他滨的研究提供基础；β-3位杂质、β-2位杂质及α-3位杂质相对于卡培他滨的保留时间分别为1.054、1.068、1.193。

附图说明

图1～图4为本发明实施例1中步骤（2）所得油状物纯品的核磁共振图谱；

图5中a～g为本发明实施例1中步骤（3）所得浓缩物粗品在过层析柱之前的LCMS图谱；

图6为本发明实施例1中步骤（3）所得浓缩物粗品在过层析柱之前的HPLC谱图；

图7为本发明实施例1中步骤（3）所得产物过层析柱所得各组分的薄层层析谱图；

图8为本发明实施例1中步骤（4）所得产物的HPLC谱图；

图9为卡培他滨、本发明实施例1步骤（4）所得产物和实施例2步骤（4）所得产物的薄层层析图谱；

图10为本发明实施例2中步骤（4）所得产物的HPLC谱图；

图11为本发明实施例2中步骤（4）提纯得色带A的HPLC谱图；

图12为本发明实施例2中步骤（4）提纯得色带B的HPLC谱图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

卡培他滨α-3位杂质的合成步骤如下：

步骤（1）：在1L的第一单口瓶中加入700mL水、70g1-甲基-2,3-O-异亚丙基-5-O-脱氧-D-呋喃核糖和2.0mL浓硫酸，加热至80℃～90℃，反应5h；冷却到10℃后向上述第一单口瓶中加入用1L水稀释后的强碱性阴离子树脂500g至第一单口瓶中的pH值在6～8之间；将上述第一单口瓶中的物质过滤，阴离子树脂用500mL水洗涤2次，所得滤液减压浓缩至无馏出物后加入500mL甲苯带水，然后将该混合物在80℃下进行旋蒸水浴3h，得到无水浆状物粗品40g，即5-脱氧-D-核糖；

步骤（2）：向1L的第二单口瓶中加入干燥的无水DMF500mL、无水2,2-二甲氧基-丙烷200mL及2H₂O·4-甲苯磺酸5.0g，然后加入步骤（1）中得到的无水浆状物粗品80g，加入分子筛后加热至30℃～40℃，在搅拌作用下反应42h；将反应后的物质过滤，分子筛用100mL无水DMF洗涤，所得滤液在60℃下进行减压浓缩，残留物冷却至10℃加入1mol/L的碳酸氢钠溶液调节pH值至7.0，然后加入400mL乙酸乙酯进行萃取，所得乙酸乙酯层用无水硫酸镁进行干燥后过滤，所得滤液减压浓缩后再进行减压蒸馏，得到油状物纯品30g，即2,3-O-异亚丙基-5-脱氧-D-呋喃核糖；

用CDCl₃作氘代溶剂，对本步骤中得到的油状物纯品做核磁分析，如图1～4所示，该油状物纯品主要由两种同分异构体物质组成，即α位和β位的两种化合物，且这两种化合物的组成比例为5:3或3:5。

如图1所示，高场1～2之间显示的是三个甲基峰，其中，比例较高的同分异构体核糖环上的4-位甲基出双重峰（δ=1.312，δ=1.294）、丙酮叉上的两个甲基出两个单峰（δ=1.430）和（δ=1.270）；比例较低的同分异构体核糖环上的4-位甲基出双重峰（δ=1.192，δ=1.175），丙酮叉上的两个甲基出两个单峰（δ=1.521）和（δ=1.336）。

如图2所示，中场3～4之间显示的是1-位上羟基活泼氢，其中，比例较高的同分异构体核糖环上的1-位上羟基活泼氢出一组dd峰（δ=3.747～3.814），比例较低的同分异构体核糖环上的1-位上羟基活泼氢出一组dd峰（δ=3.443～3.478）。

如图3所示，中场4～5之间显示的是核糖环上2-位，3-位和4-位的氢，其中，比例较高的同分异构体核糖环上的4-位氢出一组四重峰（δ=4.273～4.326），3-位氢出单峰（δ=4.611），2-位氢出双重峰（δ=4.498～4.515），比例较低的同分异构体核糖环上4-位氢出一组多重峰（δ=4.10～4.17），3-位氢出单峰（δ=4.626），2-位氢出一组dd峰（δ=4.346～4.370）。

如图4所示，低场5～6之间显示的是核糖环上1-位的氢，其中，比例较高的同分异构体核糖环上的1-位氢出单峰（δ=5.376），比例较低的同分异构体核糖环上的1-位氢出双重峰（δ=5.238，δ=5.248）。

上述步骤（1）、（2）为原料准备过程。

步骤（3）：向100mL的第三单口瓶中加入无水乙腈50mL及步骤（2）中得到的油状物纯品2.0g，滴入2滴DMF后将其降温至0℃，并在该温度下向第三单口瓶中滴加草酰氯5.0mL，滴加完毕后升温至20℃～30℃，搅拌作用下反应2h；将反应物进行旋蒸水浴后所得物质在60℃下搅拌2h，得到反应物A；

向250mL三口瓶中加入NaH（含量为60%）0.44g、无水乙腈30mL，冷却至-30℃以下后向上述三口瓶中滴加用70mL无水乙腈溶解了4.1g卡培他滨的溶液，滴加完毕后升温至0℃搅拌1h，然后降温至-30℃以下，向三口瓶中滴加上述反应物A的无水乙腈溶液40mL，搅拌20h以上后，向三口瓶中加入二氯甲烷300mL并搅拌10min，再在0～10℃下向三口瓶中加入300mL水并搅拌10min，进行萃取，分离出的二氯甲烷层用无水硫酸钠干燥后过滤，所得滤液减压浓缩得到干燥的浓缩物粗品5g；反应式如下：

反应所得浓缩物粗品做LCMS分析，如图5中b所示，显示有分子量为M+H⁺=360.3的峰，说明有卡培他滨存在；如图5中a、c～g所示，显示有分子量为M+H⁺=516.5的峰，表明有β-2位丙酮叉或β-3位丙酮叉或α-3位丙酮叉生成。图6为图5对应的HPLC图谱。

为了提纯该步骤中β-2位丙酮叉或β-3位丙酮叉或α-3位丙酮叉的纯度，将上述浓缩物粗品上样，用体积比为200：1～100：1的二氯甲烷与甲醇的混合液作流动相过层析柱，得到α-3位丙酮叉纯品50mg和含α-3位丙酮叉、β-3位丙酮叉及β-2位丙酮叉的混合物200mg。如图7所示，层析柱依前后次序出来的组分：组分1为β-3位丙酮叉纯品；组分2为β-3位丙酮叉和β-2位丙酮叉的混合物；组分3为β-2位丙酮叉和α-3位丙酮叉的混合物；组分4为α-3位丙酮叉纯品；组分5为卡培他滨。薄层层析展开剂二氯甲烷:甲醇=20:1。

步骤（4）：向试管反应瓶中加入500mg湿的固体酸催化剂Amberlyst15、20mgα-3位丙酮叉、1.5mL甲醇及1.5mL水，加热至25℃，充分搅拌反应1h，反应式如下：

向上述试管反应瓶中加入5mL甲醇，过滤滤去Amberlyst15，滤液用15mL二氯甲烷和15mL水溶解后萃取，分离出二氯甲烷层并用无水硫酸钠对其进行干燥、过滤，滤液经过减压浓缩得到干燥的α-3位杂质粗品。

按照美国药典列的分析方法，α-3位杂质相对于卡培他滨的相对保留时间为1.20。图8为本实施例制备得到的α-3位杂质粗品的HPLC图谱，由图可知，α-3位杂质粗品中α-3位杂质含量为55.68%；其相对卡培他滨的保留时间为1.193。

实施例2：

卡培他滨β-2位杂质与β-3位杂质的合成步骤如下：

本实施例与实施例1的区别在于以下步骤：

步骤（3）：向250mL的第三单口瓶中加入无水乙腈100mL及步骤（2）中得到的油状物纯品8.0g，滴入8滴DMF后将其降温至0℃，并在该温度下向第三单口瓶中滴加草酰氯20mL，滴加完毕后升温至30℃，搅拌作用下反应2h；将氯化反应物进行旋蒸水浴后所得物质在60℃下搅拌2h，得到氯代物A；

向1000mL三口瓶中加入NaH（含量为60%）1.8g、无水乙腈100mL，冷却至-30℃以下后向上述三口瓶中滴加用300mL无水乙腈溶解了16.5g卡培他滨的溶液，滴加完毕后升温至0℃搅拌1h，然后降温至-30℃以下，向三口瓶中滴加上述氯代物A的无水乙腈溶液100mL，搅拌20h以上后，向三口瓶中加入二氯甲烷1000mL并搅拌10min，再在0℃下加入1000mL水并搅拌10min，进行萃取，分离出的二氯甲烷层用无水硫酸钠干燥后过滤，所得滤液减压浓缩得到干燥的浓缩物粗品23g；反应式如下：

将上述浓缩物粗品上样，用体积比为100:1的二氯甲烷与甲醇的混合液作流动相过层析柱，如图10所示，得到1.5g含β-3位丙酮叉及β-2位丙酮叉的混合物，β-3位丙酮叉与β-2位丙酮叉各占约50%；

步骤（4）：向试管反应瓶中加入500mg固体酸催化剂Amberlyst15、20mgβ-2位丙酮叉与β-3位丙酮叉的混合物，其中，β-2位丙酮叉与β-3位丙酮叉分别约占混合物总量的50%，再向反应瓶中加入1.5mL甲醇、1.5mL水，加热至30℃，充分搅拌反应1.25h，反应式如下：

向上述试管反应瓶中加入5mL甲醇，过滤滤去Amberlyst15，滤液用15mL二氯甲烷和15mL水溶解后萃取，分离出二氯甲烷层并用无水硫酸钠干燥、过滤，滤液经过减压浓缩得到干燥的β-2位杂质及β-3位杂质的混合物粗品。如图9所示，组分1为卡培他滨对照点；组分2为实施例1中步骤（4）所得产物，由上至下分别为卡培他滨和α-3位杂质；组分3为实施例2中步骤（4）所得产物，由上至下分别为卡培他滨、β-2位杂质和β-3位杂质；薄层层析展开剂二氯甲烷:甲醇=10:1。

按照美国药典列的分析方法，β-3位杂质及β-2位杂质相对于卡培他滨的相对保留时间分别为1.06、1.09。图8为本实施例制备得到的β-2位杂质及β-3位杂质混合物粗品的HPLC图谱，由图可知，β-2位杂质含量为23.61%，其相对卡培他滨的保留时间为1.086；β-3位杂质的含量为25.69%，其相对卡培他滨的保留时间是1.054。

将2.5mg上述含β-2位杂质及β-3位杂质的混合物粗品上样，用体积比为30:1的二氯甲烷及甲醇混合液作展开剂，制备薄层层析板并重复10次，由上至下得色带1和色带2，其中，色带1为卡培他滨，色带2为β-2位杂质及β-3位杂质的混合物。将色带2刮下，重新上样，用体积比为20:1的二氯甲烷及甲醇混合液作展开剂，制备薄层层析板并重复6次，由上至下得色带A和色带B，如图11、12所示，色带A中β-2位杂质的含量为73.12%，不含β-3位杂质及卡培他滨；色带B中β-3位杂质的含量为72.45%，不含β-2位杂质及卡培他滨。

Claims (5)

1.一种卡培他滨杂质的合成方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在第一反应器中加入水、1-甲基-2,3-O-异亚丙基-5-O-脱氧-D-呋喃核糖和浓硫酸，加热至80℃～90℃，反应4h～6h；冷却到10℃后向上述第一反应器中加入用水稀释后的强碱性阴离子树脂至所述第一反应器中的pH值在6～8之间；将上述第一反应器中的物质过滤，所述阴离子树脂用水洗涤，所得滤液减压浓缩至干燥后加入甲苯及水的混合物中，然后将该混合物进行旋蒸水浴，得到无水浆状物粗品，即5-脱氧-D-核糖；

(2)分别向第二反应器中加入干燥的无水DMF、无水2,2-二甲氧基-丙烷及2H₂O·4-甲苯磺酸，然后加入步骤(1)中得到的5-脱氧-D-核糖，加入分子筛后加热至30℃～40℃，在搅拌作用下反应40h～45h；将反应后的物质过滤，所述分子筛用无水DMF洗涤，所得滤液进行旋蒸水浴，蒸干后的物质冷却至10℃加入碳酸氢钠溶液调节pH值至7，然后加入乙酸乙酯进行萃取，所得乙酸乙酯层用无水硫酸镁进行干燥后过滤，所得滤液减压浓缩后进行减压蒸馏，得到油状物纯品，即2,3-O-异亚丙基-5-脱氧-D-呋喃核糖；

(3)向第三反应器中加入无水乙腈及步骤(2)中得到的2,3-O-异亚丙基-5-脱氧-D-呋喃核糖，滴入2滴DMF后将其降温至0℃～10℃，并在该温度下向所述第三反应器中滴加草酰氯，滴加完毕后升温至20℃～30℃，搅拌作用下反应2h～3h；将反应物进行旋蒸水浴后所得物质在60℃下搅拌2h～3h，得到反应物A；

向第四反应器中加入含量为60％的NaH及无水乙腈，冷却至-30℃以下后向所述第四反应器中滴加卡培他滨的无水乙腈溶液，滴加完毕后升温至0℃～10℃搅拌1h～2h，然后降温至-30℃以下，向所述第四反应器中滴加上述反应物A的无水乙腈溶液，搅拌20h以上后，向所述第四反应器中加入二氯甲烷和水，搅拌均匀后进行萃取，分离出的二氯甲烷层用无水硫酸钠干燥后过滤，所得滤液减压浓缩得到干燥的浓缩物粗品；

将上述浓缩物粗品上样，用体积比为200：1～100：1的二氯甲烷与甲醇的混合液作为流动相过层析柱，得到α-3位丙酮叉纯品和β-3位丙酮叉及β-2位丙酮叉的混合物；

(4)在固体酸催化剂Amberlyst15存在下，向第五反应器中加入X位丙酮叉、甲醇及水，加热至25℃～30℃，充分搅拌反应1h～1.25h；用甲醇将所得反应物溶解并过滤，滤去固体酸催化剂Amberlyst15，滤渣用二氯甲烷及水溶解，分离出二氯甲烷层并用无水硫酸钠对其进行干燥、过滤，滤液经过减压浓缩得到干燥的卡培他滨杂质粗品；

所述的X位丙酮叉为步骤(3)中得到的β-3位丙酮叉及β-2位丙酮叉的混合物，或α-3位丙酮叉。

2.根据权利要求1所述的卡培他滨杂质的合成方法，其特征在于：所述第一反应器中加入的1-甲基-2,3-O-异亚丙基-5-O-脱氧-D-呋喃核糖和浓硫酸的摩尔比为1:0.1。

3.根据权利要求1所述的卡培他滨杂质的合成方法，其特征在于：所述第二反应器中加入的5-脱氧-D-核糖、无水2,2-二甲氧基-丙烷和2H₂O·4-甲苯磺酸的摩尔比为1:5:0.08。

4.根据权利要求1所述的卡培他滨杂质的合成方法，其特征在于：所述第四反应器中卡培他滨与NaH反应生成醇钠，再滴加氯代物进行反应，两次反应的最优滴加温度为-30℃以下。

5.根据权利要求1所述的卡培他滨杂质的合成方法，其特征在于：所述第五反应器中加入的X位丙酮叉、固体酸催化剂Amberlyst15、甲醇及水的最优反应配比为20mg:500mg:1.5mL:1.5mL，最优反应温度为25℃，最优反应时间为1.00h～1.25h。