CN104370994A - 氢化反应的母液回收料制备3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物的方法 - Google Patents

氢化反应的母液回收料制备3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种氢化反应的母液回收料制备3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01的方法,包括以下步骤:(1)将3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01发生氢化反应制备3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03的母液回收料溶于冰醋酸中,加钯碳催化剂,通氧气,加压,升温,进行脱氢反应;(2)将反应体系降温,过滤,得滤饼;将滤饼用冰醋酸洗涤,抽滤至干;得废钯碳滤饼;(3)将滤液减压浓缩至近干,向体系中加甲醇,冷冻结晶,甩滤,得滤饼;再用甲醇洗涤滤饼,甩滤至干;烘干,得3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01。本发明将废物利用,合成重要的医药中间体,降低了成本,减少了污染。原辅料简单易得可回收,工艺简单,适于工业化实施。

Description

氢化反应的母液回收料制备3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物的方法
技术领域
本发明涉及一种用氢化反应的母液回收料制备医药中间体3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01的方法。
背景技术
非那雄胺、度他雄胺分别是美国默克公司和葛兰素公司开发研制的治疗良性前列腺增生及脱发的药物,疗效确切,副作用小。3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03是其重要的中间体。将3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01发生氢化反应,可以制备3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03。但此氢化反应不可避免、或多或少地都会产生3-羰基-4-氮杂-5β-雄甾-17β羧酸衍生物02,即5β异构体,最后会影响产品收率和生产成本。由于3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01和3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03都比较昂贵,所以回收5β异构体,并将之变成所需要的中间体3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01具有非常重要的实际意义。《中国药科大学学报》1996年03期,曾报道过非那甾胺合成过程中两个5β异构体的分离和鉴定。
本发明很好地解决了这个问题。重要中间体3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物可以由它进行氢化反应制备3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03时的母液回收料(含大量3-羰基-4-氮杂-5β-雄甾-17β羧酸衍生物02和少量3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03,进行脱氢反应,回收而得。
目前尚未见到文献报道使用本发明的方法,即用氢化反应的回收母料制备3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01。也未见到文献报道通过α、β相互转位的方法,用回收滤液制备3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03。本领域技术人员曾经很多次尝试用转位方法,如用强酸、强碱、高温、微波等方法,企图使α、β相互转位,制备3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03,但都未成功。目前工业上都是将此氢化反应的母液回收料焚烧处理,这样既造成浪费,又造成环境污染。综合以上情况,发明一种方法简便,成本低廉,适合工业化生产的回收利用氢化反应的母液回收料,制备3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01的方法,具有重要的实际意义。
我们在生产过程中监控发现:在3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01制备3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03的氢化反应终点时,反应体系中的01基本反应完毕。但最后浓缩结晶获得产物后,3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01的含量反而变大了。我们通过大量实验,研究分析发现,原来是冰醋酸溶解了部分钯,将之带到滤液中。过滤后的滤液是无色通明的,钯是离子态。当升温回流或浓缩时,滤液变为黑色,浑浊,钯离子被空气中的还原性物质如一氧化碳等还原成了钯黑,并且01的含量增加。钯黑既可以在氢气存在的条件下催化加氢,又可以在氧化剂和氢受体存在下催化脱氢。由此,发现了本发明的方法。
发明内容
针对现有技术3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物氢化反应的母液回收料焚烧处理造成浪费和环境污染问题,本发明的目的是提供一种方法简便,成本低廉,适合工业化生产的利用氢化反应的母液回收料制备3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01的方法,此工艺方法未见文献报道。
所述制备方法,包括以下步骤:
(1)将3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01发生氢化反应制备3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03的母液回收料作为原料,将所述原料溶于冰醋酸中,加钯碳催化剂,通氧气,加压,升温,进行脱氢反应;
(2)反应完毕后,将反应体系降温,分离,滤液备用,得废钯碳滤饼;
(3)将所述滤液减压浓缩,向其中加甲醇,冷冻结晶,分离产物,得3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01;
反应式为:
式02、式01、式03中的R相同,且R为羰基、羧酸、羧酸酯、酰胺、乙酰基、羟基、烃基、醚基、氯代基。
在所述氢化和脱氢正逆两种反应中,加氢属于还原反应,脱氢属于氧化反应。所述冰醋酸做为溶剂,钯碳即可做加氢催化剂又可做脱氢催化剂,氧气做为氢受体,即氧化剂。所述钯碳催化剂为市场上通用催化剂,即钯吸附在活性炭上。
所述步骤(1)中:所用的原料可采用现有技术公开的多种以3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01发生氢化反应制备3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03的母液回收液。
更具体而言,优选所述母液回收液中3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03的含量为24~28%;异构体3-羰基-4-氮杂-5β-雄甾-17β羧酸衍生物02的含量为64~68%。
将所述氢化母液回收液溶于冰醋酸中,加钯碳催化剂,氧气置换后,通氧气加压,升温,进行脱氢反应;HPLC检测,至基本反应完全。
所述钯碳催化剂为含量为1%~25w%的钯碳,优选为含量为10w%的钯碳。
理论上使用含量为1%~25w%的钯碳都可用,但综合考虑成本、反应速度、操作方便性等因素,选择含量为10w%的钯碳。
所述氢化母液回收料、冰醋酸和钯碳催化剂按质量比为1:8~20:0.1~0.3,优选为1:12:0.2。
所述的氧气压力为0.2~0.8MPa,优选为0.5~0.6MPa。
所述的脱氢反应,反应时间为18~30小时,优选为24小时。
在所述反应条件下反应的产率较高。
所述步骤(1)的脱氢反应,用高效液相色谱法HPLC检测,至基本反应完全。
所述步骤(2),反应完毕后,将反应体系降温至40~50℃,过滤,得滤饼;将滤饼用冰醋酸洗涤,抽滤至干;得废钯碳滤饼;返供应厂家加工回收;
其中,降温的目的是为了将温度降低到冰醋酸的沸点下,便于过滤,同时避免温度高过滤损失大,且不安全。
所述步骤(3),将滤液减压浓缩,向体系中加甲醇,冷冻结晶,甩滤,得滤饼;再用甲醇洗涤滤饼,甩滤至干;烘干,得3-羰基-4-氮杂-5β-雄甾-17β羧酸衍生物01。
步骤(3)向反应体系中加甲醇,所述氢化母液回收料和甲醇的质量比为1:1~3,优选1:1.5。
本发明的有益效果是:将原来需要焚烧处理的氢化母液回收料通过简单的合成方法变为有用的中间体,降低了成本,减少了污染。本发明方法是既经济、环保,又便于工业化实施的回收利用方法。
附图说明
图1为氢化反应的母液回收料制备3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01的反应式;
图2为3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01氢化反应的反应式;
图3为氢化反应完成后的反应液中3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03的HPLC图谱;
图4为氢化反应后分离滤液得到3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03精品的HPLC图谱;
图5为制备3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03的母液回收料的HPLC图谱;
图6为将氢化反应后分离滤液得到3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03粗品所余滤液回流反应5小时反应液的HPLC图谱;
图7为脱氢反应完成后的3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01精品的HPLC图谱。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
本发明所述技术方案均采用如下方法得到的母液回收料作为原料。
氢化反应制备3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸甲酯(03)
具体操作步骤为,参见图1:
(1)室温下,在一装配有温度计和搅拌器的2000L不锈钢氢化反应釜中,加冰醋酸1200L,搅拌,加3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β-羧酸甲酯(01)100kg,加10%的钯碳20kg。夹套通热水加热至75~80℃,分别用氮气和氢气置换3次后,通氢气至0.5~0.6MPa,间歇式补充氢气保压反应12h,HPLC检测反应完毕。反应液的HPLC结果:产品3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03的纯度为94.7723%;异构体3-羰基-4-氮杂-5β-雄甾-17β羧酸衍生物02的含量为4.9194%;原料01的含量为0.0227%。
高效液相色谱法HPLC检测03反应液,分析结果如下,见附图3。
(2)反应完毕后,停止保温,排氢气,用氮气置换,过滤,得滤饼;再用少量冰醋酸洗涤滤饼,甩滤至干,得钯碳滤饼回收返供应厂家加工,滤液备用。
(3)将步骤(2)滤液减压浓缩至近干,加150kg甲醇冷冻结晶,甩滤,得03粗品滤饼,滤液备用。
再用50kg甲醇洗涤粗品滤饼,甩干,得03精品滤饼,滤液备用。
将此步骤分离粗品滤饼后的滤液和甲醇洗涤粗品滤饼、得精品滤饼后的滤液合并,用来制备氢化母液回收料。
HPLC检测所述精品:03的纯度为99.1210%;5β异构体02未检出;原料01的含量为0.5642%。
03精品分析结果如下,见附图4
(4)将步骤(3)所得滤液减压浓缩至近干,加适量甲醇冷冻结晶,甩滤,得滤饼;之后再用少量甲醇洗涤此滤饼,甩干,所得滤饼为氢化母液回收料,即3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸甲酯(03)和3-羰基-4-氮杂-5β-雄甾-17β羧酸甲酯(02)的混合物。以此氢化母液回收料作为本发明脱氢反应的原料。
HPLC检测(母液料):03的含量为26.4376%;异构体02的含量为66.7015%;原料01未检出。
母液回收料分析结果如下,见附图5。
HPLC检测使用仪器类型:液相色谱;检测器:紫外;波长(nm):210;流动相:40%乙腈醋酸缓冲液;柱型号:C18。
实施例1脱氢反应制备3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸甲酯01
所述制备方法,包括以下步骤:
(1)将3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01发生氢化反应制备3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物03的母液回收料作为原料,将所述原料溶于冰醋酸中,加钯碳催化剂,通氧气,加压,升温,进行脱氢反应;
具体操作方法为:室温下,在一装配有温度计和搅拌器的2000ml不锈钢氢化反应釜中,加冰醋酸1200ml,搅拌,加入前述氢化反应步骤(4)所得的氢化母液回收料(3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β-羧酸甲酯(03)和3-羰基-4-氮杂-5β-雄甾-17β-羧酸甲酯(02)的混合物)100g,加10%的钯碳20g。用氧气置换3次后,油浴加热至135~140℃,通氧气至0.5~0.6MPa,间歇式补充氧气保压反应24h。
(2)反应完毕后,将反应体系降温,分离,滤液备用,得废钯碳滤饼;
具体操作方法为:排氧气,将反应体系降温,过滤,得废钯碳滤饼;用少量冰醋酸洗涤滤饼,抽滤至干,得废钯碳滤饼。将钯碳滤饼回收,返供应厂家加工。
(3)将所述滤液减压浓缩,向其中加甲醇,冷冻结晶,分离产物,得3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物01。
具体操作方法为:将滤液减压浓缩,向其中加150g甲醇,冷冻结晶,甩滤,得滤饼;再用50g甲醇洗涤滤饼,甩干,得3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸甲酯01。
HPLC检测:01的纯度为98.8547%;03的含量为0.2286%。
01精品分析结果如下,见附图7。
实施例2
与实施例1相同,区别仅在于:步骤(1)中,所述钯碳催化剂为质量含量为1%的钯碳;所述氢化母液回收料、冰醋酸和钯碳催化剂按质量比为1:8:0.1;所述的氧气压力为0.2MPa;所述反应温度为120℃;所述的脱氢反应的反应时间为18小时。步骤(3)中,向体系中加甲醇,所述氢化母液回收料和甲醇的质量比为1:1。
HPLC检测:01的纯度为95.2623%;03的含量为0.2457%。
实施例3
与实施例1相同,区别仅在于:步骤(1)中,所述钯碳催化剂为质量含量为25%的钯碳;所述氢化母液回收料、冰醋酸和钯碳催化剂按质量比为1:20:0.3;所述的氧气压力为0.8MPa;所述反应温度为160℃;所述的脱氢反应的反应时间为30小时。步骤(3)中,向体系中加甲醇,所述氢化母液回收料和甲醇的质量比为1:3。
HPLC检测:01的纯度为96.1524%;03的含量为0.2916%。
对比实验3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸甲酯(01)的制备
具体操作方法为:
室温下,在一装配有温度计和搅拌器的1000ml玻璃反应瓶中,加前述氢化反应步骤2过滤分离钯碳滤饼后的待浓缩滤液所得滤液600ml,加热回流5h,HPLC检测,03的纯度为90.0476%;异构体02的含量为5.0108%;原料01的含量为4.3234%。见附图6:
反应液中的01的含量比本反应原料滤液中的增加了。本发明方法制备的01精品收率远远高于此自然反应01含量的增加。
本发明利用3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物(01)氢化反应的母液回收料中两种构型的现有含量,对母液回收料中3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸甲酯(03)和3-羰基-4-氮杂-5β-雄甾-17β羧酸甲酯(02)两种构型的混合物同时用一步脱氢,制备成01原料。并经过大量实验和分析研究,选择适宜的反应条件,得到了高的转化率。变废为宝,即节约了成本,又保护了环境。
虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种氢化反应的母液回收料制备3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物(01)的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物(01)发生氢化反应制备3-羰基-4-氮杂-5α-雄甾-17β羧酸衍生物(03)的母液回收料作为原料,将所述原料溶于冰醋酸中,加钯碳催化剂,通氧气,加压,升温,进行脱氢反应;
(2)反应完毕后,将反应体系降温,分离,滤液备用,得废钯碳滤饼;
(3)将所述滤液减压浓缩,向其中加甲醇,冷冻结晶,分离产物,得3-羰基-4-氮杂-5-雄烯-17β羧酸衍生物(01);
反应式如下:
式02、式01、式03中的R相同,且R为羰基、羧酸、羧酸酯、酰胺、乙酰基、羟基、烃基、醚基、氯代基。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述钯碳催化剂为质量含量为1%~25%的钯碳,优选为质量含量为10%的钯碳。
3.根据权利要求1~2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述氢化母液回收料、冰醋酸和钯碳催化剂按质量比为1:8~20:0.1~0.3。
4.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的氧气压力为0.2~0.8MPa。
5.根据权利要求1~4任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述反应温度为120℃~160℃。
6.根据权利要求1~5任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的脱氢反应,反应时间为18~30小时。
7.根据权利要求1~6任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,向体系中加甲醇,所述氢化母液回收料和甲醇的质量比为1:1~3。
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