CN104163784B - 一种奥拉西坦的合成工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗老年痴呆药物奥拉西坦(Ⅰ)的合成方法,主要是提出了一条新的合成路线,步骤如下:在碱性条件下,以式(Ⅴ)化合物(当R为‑Me,NO2时),与式(Ⅵ)化合物甘氨酰胺盐酸盐为原料反应得式(Ⅳ)化合物(其中R为‑Me,NO2),此化合物再和式(Ⅲ)化合物,即4‑氯‑3‑羟基丁酸乙酯,反应得到式(Ⅱ)化合物(其中R为‑Me,NO2),然后在酸性条件下脱去保护基再分子内成环得到式(Ⅰ)化合物4‑羟基‑2‑氧代‑1‑吡咯烷乙酰胺,即奥拉西坦。该合成路线原料及试剂均低毒而且价廉易得,操作简单,收率较高,适用于工业生产。
Description
技术领域
本发明属于药物合成领域,涉及一种奥拉西坦的合成新工艺。
背景技术
奥拉西坦是由意大利史克比切姆公司于1974年首次合成的促智药,是由两种异构体 (S)-奥拉西坦((S)-oxiracetam)和 (R)-奥拉西坦((R)-oxiracetam)组成的消旋体。且据W093/06826报道奥拉西坦的两个异构体用于大脑功能改进剂的活性有差异,其中 (S)-奥拉西坦比 (R)-奥拉西坦的活性更强。其化学名为4-羟基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺,其化学结构如下:
。
现有的国外文献奥拉西坦有两条合成路线:
(1) 专利W02005/115978中的 (S)-奥拉西坦的合成路线,其中 (S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯与甘氨酰胺在碱性条件下反应得到最终产品。
合成路线如下所示:
。
该路线有以下缺点:
1) 奥拉西坦是通过一次性加碱来控制反应液的碱性,但由于奥拉西坦在强碱性溶液中容易被破坏,这样直接影响奥拉西坦的收率。
2) 反应可以为0-100℃条件下进行,但是在这样一个宽的温度范围内,反应效率相差值很大,它尚不能给出一个产品收率最高的反应温度范围。
3)在纯化最终产品奥拉西坦中采用硅胶柱层析方法,使用的洗脱液为有机混合剂,溶剂量大,污染大且不易回收,成本高,且柱层析方法也不适宜工业化生产。
(2) 专利US4173569公布的另一条 (S)-奥拉西坦合成路线,以(s)-γ-氨基-β-羟基丁酸为起始原料,经甲硅烷基化试剂保护羟基,环合后的产物与卤代乙酸乙酯反应,反应产物经脱保护基,氨解,最后得到目标化合物。
合成路线如下所示:
。
该路线有以下缺点:
1) 合成路线长,操作繁琐,使用到的试剂较复杂;
2) 使用保护基对羟基进行保护会增加反应步骤,浪费原料,耗时较长,增加成本,使总收率降低。
因此上述两条合成路线均不适合工业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种更合理、更便于工业化生产的奥拉西坦的合成路线。
本发明为解决上述问题所采用解决方案为:
奥拉西坦的合成新工艺,其特征在于包括有以下依次步骤:
1) 将甘氨酰胺盐酸盐,碱,芳香磺酰氯和反应溶剂投入反应器中,在0℃-80℃条件下搅拌0.5-5h,其中甘氨酰胺盐酸盐,碱,芳香磺酰氯和反应溶剂的摩尔比为1 : 1~3 :1~3 : 5~30,优选反应温度为10-30℃。然后于0.5h-2h内0℃-20℃条件下滴加4-氯-3-羟基丁酸乙酯,其中甘氨酰胺盐酸盐与4-氯-3-羟基丁酸乙酯的摩尔比为1 : 0.8-1.2,滴加毕后于0℃-80℃条件反应1h-6h,优选反应温度为20-30℃。再减压蒸去溶剂,蒸毕加入冰水,过滤烘干后甲醇打浆,得式(Ⅱ)化合物,其结构式如下:
其中R为-Me,NO2。
2)将步骤1)所得式(Ⅱ)化合物和反应溶剂按摩尔比为1 : 5-20加入到反应器中,然后于0.5h-3h内0℃-50℃滴加三氟乙酸/MeSO3H混合液,其中式(Ⅱ)化合物,三氟乙酸与MeSO3H的摩尔比为1 : 0.5-5 : 0.5-5,优选在0-10℃内滴加。滴加毕,在0℃-100℃条件下反应1-6h,优选反应温度为20-30℃。反应毕,蒸去溶剂,加入醇类溶剂重结晶得到式(Ⅰ)化合物4-羟基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺,即奥拉西坦:
。
按上述方案,步骤1) 中所述的芳香磺酰氯可以是对甲苯磺酰氯,对硝基苯磺酰氯,优选对甲苯磺酰氯。
按上述方案,步骤1) 中所述的反应溶剂为甲醇、乙醇、水、四氢呋喃、N,N- 二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮,优选丙酮。
按上述方案,步骤1) 中加入的碱为吡啶、二甲胺、三甲胺、三乙胺、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠或碳酸氢钠,优选氢氧化钠或碳酸钾。
按上述方案,步骤2) 中所述的反应溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、N,N- 二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮,优选四氢呋喃。
按上述方案,步骤2) 中所述的酸为三氟乙酸(TFA)、盐酸、硫酸、冰醋酸,优选三氟乙酸(TFA)。
按上述方案,步骤2) 中所述的式(Ⅰ)化合物的粗品重结晶所用醇类试剂为甲醇、乙醇、异丙醇或异丁醇,优选甲醇。
本发明的合成工艺路线如下:
。
本发明和现有工艺相比具有以下优点和效果:
1) 由于采用首先芳香磺酰氯类保护甘氨酰胺的亚甲基上的伯胺,然后再进行缩合反应。这样使反应工艺更具目标性,减少了副产物,提高收率。
2) 成本低,操作简便,反应的过程更平稳合理,适合工业化生产。
3) 后处理操作简单可控,有效减少了对环境的污染。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1:4-( N-(2-乙酰胺基)-N-对甲苯磺酰基)-3-羟基丁酸乙酯的制备
反应方程式如下:
。
方法一:取甘氨酰胺盐酸盐20g,K2CO3固体30g,对甲苯磺酰氯34.4g和丙酮200ml投入反应器中,在25℃条件下搅拌5h。反应完毕后于2h内0-10℃下滴加4-氯-3-羟基丁酸乙酯30.2g,滴加毕后于30℃条件反应6h ,反应完毕后再减压蒸去溶剂,蒸毕加入冰水搅拌1h,过滤烘干后甲醇打浆,得式(Ⅱ)化合物59.8g,收率为91.8%。
方法二:取甘氨酰胺盐酸盐25g,K2CO3固体37.5g,对甲苯磺酰氯43g和水300ml投入反应器中,在30℃条件下搅拌4h。反应完毕后于2h内0-10℃下滴加4-氯-3-羟基丁酸乙酯37.7g,滴加毕后于30℃条件反应5h ,反应完毕后再于0-5℃下搅拌2h,过滤得粗品,烘干后甲醇打浆,得式(Ⅱ)化合物69.5g,收率为85.5%。
方法三:取甘氨酰胺盐酸盐30g,对甲苯磺酰氯51.6g和乙醇200ml投入反应器中,在0-10℃条件下滴加2.5 mol/L 氢氧化钠溶液(250ml),在30℃条件下搅拌5h。然后于2h内0-10℃滴加4-氯-3-羟基丁酸乙酯 45.3g,滴加毕后于30℃条件反应6h ,反应完毕后再于0-5℃下搅拌2h,过滤得粗品,烘干后甲醇打浆,得式(Ⅱ)化合物86.8g,收率为88.9%。
实施例2:4-羟基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺的制备,反应方程式如下:
方法一:取式(Ⅱ)化合物 4-( N-(2-乙酰胺基)-N-对甲苯磺酰基)-3-羟基丁酸乙酯20g,四氢呋喃120ml加入到反应器中,然后于3h内25℃滴加三氟乙酸 / MeSO3H(1:1)混合液。滴加毕,在25℃条件下反应4h。反应毕,蒸去溶剂,加入溶剂甲醇重结晶得到奥拉西坦7.73g,收率为87.6% ,熔点167℃-169℃。1H-NMR谱数据:7.26 (1H, brs), 7.06 (1H,brs),5.17 (1H,d),4.28[1H, m],3.84 (2H, dd),2.24 (2H, ddd),3.23 (2H, ddd)。
方法二:取式(Ⅱ)化合物 4-( N-(2-乙酰胺基)-N-对甲苯磺酰基)-3-羟基丁酸乙酯30g,甲醇180ml加入到反应器中,然后于3h内0-10℃下滴加浓度24%的盐酸/甲醇混合液。滴加毕,在25℃条件下反应6h。反应完毕后,蒸去溶剂至一定体积,再重结晶得到奥拉西坦11.1g,收率为84% ,熔点167℃-169℃。1H-NMR谱数据:7.26 (1H, brs), 7.06 (1H, brs),5.17 (1H,d),4.28[1H,m],3.84 (2H, dd),2.24 (2H, ddd),3.23 (2H, ddd)。
Claims (7)
1.一种奥拉西坦的合成方法,其特征在于包括如下合成步骤:
(1) 在碱性条件下,以式( Ⅴ ) 化合物
其中R为-Me,NO2,
与式( Ⅵ ) 化合物的甘氨酰胺盐酸盐为原料反应,得式( Ⅳ ) 化合物
其中R为-Me,NO2,
再与式( Ⅲ ) 化合物,即4- 氯-3- 羟基丁酸乙酯,反应得到式( Ⅱ ) 化合物
其中R为- Me,NO2,
(2) 在酸性条件下,使式( Ⅱ ) 化合物脱去保护基再分子内成环得到式( Ⅰ ) 化合物4- 羟基-2- 氧代-1- 吡咯烷乙酰胺,即奥拉西坦:
。
2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于:合成步骤(1) 中,反应溶剂为甲醇、乙醇、水、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)或丙酮,加入的碱为吡啶、二甲胺、三甲胺、三乙胺、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠或碳酸氢钠。
3.根据权利要求2所述的合成方法,其特征在于:合成步骤(1) 中,反应溶剂为丙酮,加入的碱为氢氧化钠或碳酸钾。
4.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于:合成步骤(2) 中,反应溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、N,N- 二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)或丙酮,加入的酸为三氟乙酸(TFA)、盐酸、硫酸或冰醋酸。
5.根据权利要求4所述的合成方法,其特征在于:合成步骤(2) 中,反应溶剂为四氢呋喃,加入的酸为三氟乙酸(TFA)。
6.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于:合成步骤(2) 中,式(Ⅰ) 化合物的粗品重结晶所用醇类试剂为甲醇、乙醇、异丙醇或异丁醇。
7.根据权利要求6所述的合成方法,其特征在于:合成步骤(2) 中,式(Ⅰ) 化合物的粗品重结晶所用醇类试剂为甲醇。
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