CN104387320A - 一种高纯度米力农的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合成高纯度米力农{式（I）：(1,6-二氢-2-甲基-6-氧-【3，4-双吡啶】-5甲腈）}方法，属于化学医药领域。该方法采用4-甲基吡啶为原料与乙酰氯发生乙酰化反应，反应结束通过水解得式（III）化合物，式（III）化合物与冰乙酸、乙酸酐和原甲酸三乙酯混合后，于35℃～45℃下反应，得到式（IV）化合物；式（IV）化合物和α-氰乙酰胺环合，得到式（I）化合物粗品；式（I）化合物粗品通过乙醇-水体系精制可得到高纯度、最大晶面间距d=8.39±0.02埃的精品，该工艺反应条件更温和、操作更简便、可制得纯度高且晶型单一的米力农制品，所得的米力农晶型在生理盐水或葡萄糖中的溶解性能更佳，有利于提高制剂的质量。

Description

一种高纯度米力农的制备方法
技术领域
本发明涉及一种米力农（1,6-二氢-2-甲基-6-氧-[3,4-双吡啶]-5-甲腈）的一种制备方法，具体的说是一种高纯度单一晶型的米力农的制备方法，属于医药技术领域。 
背景技术
米力农（milrinone，式I），化学名为1,6-二氢-2-甲基-6-氧-[3,4-双吡啶]-5-甲腈，分子式为C12H9N3O，分子量为211.22，为白色或类白色结晶性粉末，其结构式为： 
米力农最早是由美国Sterling 公司研制开发成功的抗心力衰竭药物，1987 年首次在美国被FDA批准，1992年在美国正式上市，随后相继在英国、法国、德国、荷兰、比利时等国上市销售。
米力农为磷酸二酯酶抑制剂，为氨力农的衍生物，作用机理与氨力农相同。口服和静注均有效，兼有正性肌力作用和血管扩张作用。适用于常规维持治疗无效的严重充血性心力衰竭患者的短期治疗，疗效比氨力农(amirinone)强10～30倍，耐受性较好，不良反应少。本品的正性肌力作用主要是通过抑制磷酸二酯酶，使心肌细胞内环磷酸腺苷（CAMP）浓度增高，细胞内钙增加，心肌收缩力加强，心排血量增加。一般认为是高效、低毒、非洋地黄、非拟交感能的强心药，对缺血性心脏病、扩张型心肌病等所致的严重心衰、肺水肿有显效，优于多巴胺类，不良反应少，不增加心率。因此该药物在治疗充血性心力衰竭(CHF) 和外周扩血管等方面发挥了越来越重要的作用。 
目前关于米力农的合成路线多有报道，但这些文献均有不同程度的缺陷，如反应时间长，原料价格昂贵，后处理繁琐，产品纯度不高，没有固定晶型等，不适合工业化化生产。 
现有工艺一般都是以4-甲基吡啶为原料，经酰化得到化合物III，再经缩合和环合步得到成品米力农。目前关于中间体III的制备方法有较多报道，主要有以下三条：1、4-甲基吡啶在苯基锂的催化下与乙酸乙酯反应，得到酰化的1-（4-吡啶基）-丙酮（III）（郑孝章等，中国医药工业杂志，1990，21，486），该方法使用的苯基锂对水要求严格，反应条件苛刻，生产成本高，而且在反应过程中有生成毒性较大的苯的风险，因此不适合工业化生产。2、4-甲基吡啶与乙酰氯或醋酐反应，使用氯化铝为催化剂，二硫化碳为溶剂（田祖光等，CN87102628），该方法使用无水氯化铝做催化剂，条件比较苛刻；使用二硫化碳做溶剂，对人体危害较大。3、4-甲基吡啶与乙酰氯反应，在氯化铝催化下，以氯仿为溶剂进行酰化反应（Ippolito, Robert等，US4681944），该方法在之前方法2的基础上有很大改进，但依旧没有摆脱氯化铝催化这一点，反应条件要求比较高。具体反应路线如下： 
关于米力农成品的合成，目前相关文献报道的主要有两条路线：1、化合物III与N,N-二甲基甲酰胺缩二甲醇（DFA）缩合得到1-（4-吡啶基）-2-（二甲氨基）-乙烯基甲基酮，再与氰基乙烯胺反应得到目标产物米力农（徐芳等，中药科大学学报，1996，27，377），该方法使用的DFA价格比较昂贵，而且稳定性不佳，使用和储存要求比较高。2、化合物III与原甲酸三乙酯经缩合后与氰基乙酰胺或丙二腈环合得到目标产物米力农（Singh等，US4413127），该方法使用原甲酸三乙酯做缩合剂，相对来说价格比较低，而且反应稳定性较好，缩合步使用氰乙酰胺或者丙二腈，相对条件比较温和，收率较高，精制纯化步使用不同溶剂，得到产物的质量和晶型也有所区别，具体合成过程如下：
有文献曾报道注射用米力农原料药为白色至微黄色结晶粉末。而现有技术生产的米力农一般颜色较深，需要经过反复多次精制脱色才能达到注射用原料药要求，成本高；而在脱色过程中又会增加杂质，降低纯度。而且不同的晶型溶解性也有所差别，对制剂有效成分的发挥有很大影响。
发明内容
本发明的目的是在现有的技术基础上，提供一种高纯度米力农的生产新工艺。该工艺制备条件温和、操作简便、提高收率、产品纯度高，晶型好的高纯度米力农的制备方法。 
本发明目的按照以下方法得到实现： 
一种高纯度米力农的制备方法，其包括如下步骤：
（1）4-甲基吡啶与乙酰氯在三氯甲烷溶剂中于35-55℃混合后，升温至55℃～ 70℃反应2～6小时，然后调节反应液的pH值至5～7，再直接加入碱溶液进行水解反应，控制反应温度30～50℃，反应2～5小时；反应结束，蒸馏得到；4-甲基吡啶与乙酰氯的摩尔比为1:1.0~1.5；
（2）与冰乙酸、乙酸酐和原甲酸三乙酯按照摩尔比为1:3～6:2～3:1～3混合后，于35℃～ 45℃下反应1～6小时，得到；
（3）和α- 氰乙酰胺按照摩尔比为1：1.0 ～ 2.0环合，环合反应的溶剂为甲醇或乙醇，环合反应条件为氢氧化钠水溶液的碱性条件，氢氧化钠水溶液浓度为20～50%；环合反应温度为45～70℃，反应时间为0.5～3小时；
反应结束调pH值至6.5～7.2，经过滤得到米力农化合物粗品；
（4）米力农化合物粗品通过乙醇-水体系精制得米力农精品；
反应路线为：
   
作为优选，步骤（1）中调节pH值至5～7的溶液选自碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液。采用这些物质调节pH值可以与体系中的游离氢反应更完全，以利于后续水解反应的进行。
作为优选，步骤（1）中强碱溶液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液等强碱溶液，更优选为氢氧化钠水溶液，其中氢氧化钠溶液浓度为10～50%，4-甲基吡啶与氢氧化钠的摩尔比为1:0.1～1。 
调节反应液的pH值至5～7，再直接加入碱溶液，可以使加入的部分碱与体系中的游离氢反应完全，再使体系在一定碱性浓度下水解完全，更有利于提高产物纯度，也有利于后续最终米力农的晶型改善。 
作为优选，步骤（1）中反应结束后在100-105℃、200-230kPa减压蒸馏收集馏分得到。 
作为优选，步骤（3）中和氢氧化钠的摩尔比为1：3.0 ～ 6.0。 
作为优选，步骤（3）中pH值至6.5～7.2使用的溶液为盐酸溶液或醋酸。采用盐酸或醋酸可以提高产品的纯度。 
作为优选，步骤（4）中乙醇-水体系的乙醇体积百分含量为30～90%。采用该体积含量的乙醇-水体系可以使精制更彻底，制得的米力农晶型效果更好。 
  
一种根据上述高纯度米力农的制备方法合成的高纯度米力农，其纯度为99.9%以上，室温条件下使用铜射线源进行测定的最大晶面间距d=8.39±0.02埃（1埃 = 0.1纳米 = 10-10米）。
所得的米力农晶型在生理盐水或葡萄糖中的溶解性能更佳，有利于提高制剂的质量。 
  
本发明是针对现有米力农制备路线进行改进，第一步中采用4-甲基吡啶与乙酰氯在溶剂三氯甲烷中反应，无需催化剂；采用加入部分碱与体系中的游离氢反应完全，再使体系在一定碱性浓度下水解完全的方法，其反应温度温和，低于反应体系沸点，反应过程中常压，无回流现象，大大改善大生产环境，提高安全系数，而且水解过程简便易操作，所得到的1-（4-吡啶基）-丙酮纯度高，HPLC：98.3%，有助于提高后续米力农制品的晶型效果；第二步反应以原甲酸三乙酯为缩合反应物，降低成本，所得产物无需提纯，直接在碱性条件下与α- 氰乙酰胺环合，得到米力农粗品，简化了工艺过程；在第四步中，采用乙醇-水体系替代现有DMF、DMF-乙醇、甲醇钠-DMF、甲醇钠-甲醇体系，通过脱色、结晶得到白色晶体的米力农，其纯度HPLC大于99.9%，其晶型特点为：最大晶面间距d=8.39±0.02埃（室温条件下使用铜射线源进行测定），所得的米力农晶型在生理盐水或葡萄糖中的溶解性能更佳，有利于提高制剂的质量。
本发明工艺条件温和、操作简便、降低成本、提高收率、产品纯度高，晶型好，更适用于工业化生产的米力农的方法。 
附图说明
图1为实例一的高效液相色谱图； 
图2为实例二的高效液相色谱图；
图3为实例三的高效液相色谱图；
图4为实例四的高效液相色谱图；
图5为实例五的高效液相色谱图；
图6为对比例一的高效液相色谱图；
图7为对比例二的高效液相色谱图；
图8为实例一的X-粉末衍射图；
图9为实例二的X-粉末衍射图；
图10为实例三的X-粉末衍射图；
图11为对比例一的的X-粉末衍射图；
图12为对比例二的的X-粉末衍射图。
具体实施方式：
实例一：
    在1000mL 三颈瓶中，加入4- 甲基吡啶93.0g（1.0mol）、三氯甲烷500mL ，置于冰水浴中控制温度50℃以下滴加乙酰氯80.0g（1.02mol），滴加完毕后升温至55℃反应2.5hr。反应完毕于冰浴冷却下向体系中滴加饱和碳酸钠水溶液调节pH 至5～7，再加入30.0g 30wt%氢氧化钠溶液（氢氧化钠0.23mol），30～50℃搅拌反应2.5hr。反应完毕，分层，去除水层，无水硫酸钠干燥，回收溶剂后减压蒸馏收集100-105℃/217kPa馏分即1-(4- 吡啶基)-2- 丙酮，馏分97.2g，HPLC:98.4%,收率72.08%。
在500mL圆底烧瓶中加入1-(4- 吡啶基)-2- 丙酮60.0（0.44mol）g，搅拌下将40.5g （0.44mol）原甲酸三乙酯、92.2g（0.90mol） 乙酸酐及80.0g（1.33mol）冰乙酸加入到反应瓶中，35℃～ 45℃搅拌反应4hr，原料反应完毕。80℃减压浓缩除去溶剂，得深红色油状物，不需纯化直接用于下一步反应。 
在5000mL 加入600ml无水甲醇及上述油状物，搅拌下加入64.0g（0.65mol） α- 氰乙酰胺、210g 50%氢氧化钠溶液(2.64mol)，反应时间为1.5hr。反应完毕用醋酸溶液调节pH6.5～7.2析出固体，过滤得到米力农粗品。固体以乙醇-水体系重结晶，既得白色米力农晶体77.8g，HPLC：99.97%，收率83.8%； d-间距=8.40 埃。 
实例二： 
在5000mL 三颈瓶中，加入4- 甲基吡啶465.0g（5.0mol）、三氯甲烷3000mL ，置于冰水浴中控制温度50℃以下滴加乙酰氯588.8g（7.5mol），滴加完毕后升温至55℃反应3.5hr。反应完毕于冰浴冷却下向体系中滴加饱和碳酸钠水溶液调节pH 至5～7，再加入160.0g 30%氢氧化钠溶液（氢氧化钠1.2mol），30～50℃搅拌反应2.5hr。反应完毕，分层，去除水层，无水硫酸钠干燥，回收溶剂后减压蒸馏收集100-105℃/217kPa馏分即1-(4- 吡啶基)-2- 丙酮，馏分498.2g，HPLC:98.2%,收率73.8%。
在3000mL圆底烧瓶中加入1-(4- 吡啶基)-2- 丙酮280.0g（2.07mol），搅拌下将572.0g （6.21mol）原甲酸三乙酯、633.0g（6.20mol） 乙酸酐及744.0g（12.40mol）冰乙酸加入到反应瓶中，35℃～ 45℃搅拌反应4hr，原料反应完毕。80℃减压浓缩除去溶剂，得深红色油状物，不需纯化直接用于下一步反应。 
在5000mL 加入2000ml无水甲醇及上述油状物，搅拌下加入406.0g（4.14mol）α- 氰乙酰胺、1065g 35%氢氧化钠溶液（9.32mol），反应时间为2.0hr。反应完毕用醋酸溶液调节pH6.5～7.2析出固体，过滤得到米力农粗品。固体以乙醇-水体系重结晶，既得白色米力农晶体363.4g，HPLC：99.97%，收率83.2%；d-间距=8.39 埃。 
实例三： 
在10000mL 三颈瓶中，加入4- 甲基吡啶930.0 g（10mol）、三氯甲烷6500mL ，置于冰水浴中控制温度50℃以下滴加乙酰氯981.0 g（12.5mol），滴加完毕后升温至55℃反应3.0hr。反应完毕于冰浴冷却下向体系中滴加饱和碳酸钠水溶液调节pH 至5～7，再加入315.0g 30%氢氧化钠溶液（2.36mol），30～50℃搅拌反应3.0hr。反应完毕，分层，去除水层，无水硫酸钠干燥，回收溶剂后减压蒸馏收集100-105℃/217kPa馏分即1-(4- 吡啶基)-2- 丙酮，馏分996.0g，HPLC:98.2%,收率73.8%。
在5000mL圆底烧瓶中加入1-(4- 吡啶基)-2- 丙酮600.0g（4.44mol），搅拌下将817.0g（8.87mol） 原甲酸三乙酯、1133.0g （11.10mol）乙酸酐及1201.0（20.00mol）冰乙酸加入到反应瓶中，35℃～ 45℃搅拌反应5hr，原料反应完毕。80℃减压浓缩除去溶剂，得深红色油状物，不需纯化直接用于下一步反应。 
在10000mL 加入4000ml无水甲醇及上述油状物，搅拌下加入4400g（4.49mol）α- 氰乙酰胺、2664g 20%氢氧化钠溶液（13.32mol），反应时间为2.0hr。反应完毕用醋酸溶液调节pH6.5～7.2析出固体，过滤得到米力农粗品。固体以乙醇-水体系重结晶，既得白色米力农晶体781.0g，HPLC：99.97%，收率83.3%；d-间距=8.39 埃。 
实例四 
在1000mL 三颈瓶中，加入4- 甲基吡啶93.0g（1.0mol）、三氯甲烷500mL ，置于冰水浴中控制温度35℃滴加乙酰氯80.0g（1.0mol），滴加完毕后升温至30℃反应2hr。反应完毕于冰浴冷却下向体系中滴加饱和碳酸钠水溶液调节pH 至5～7，再加入30wt%氢氧化钠溶液133.4g（氢氧化钠1mol），30℃搅拌反应2hr。反应完毕，分层，去除水层，无水硫酸钠干燥，回收溶剂后减压蒸馏收集100-105℃/200kPa馏分100.3g，即1-(4- 吡啶基)-2- 丙酮，HPLC:98.4%，收率74.3%。
在500mL圆底烧瓶中加入1-(4- 吡啶基)-2- 丙酮135.2g（1.0mol），搅拌下将92.10g（1.0mol）原甲酸三乙酯、204.3g（2.0mol）乙酸酐及180.0g（3.0mol）冰乙酸加入到反应瓶中，35℃搅拌反应1hr，原料反应完毕。80℃减压浓缩除去溶剂，得深红色油状物，不需纯化直接用于下一步反应。 
加入600ml无水甲醇及上述油状物，搅拌下加入142.5g（1.5mol） α- 氰乙酰胺、20%氢氧化钠溶液900g(4.5mol)，反应时间为0.5hr。反应完毕用醋酸溶液调节pH6.5～7.2析出固体，过滤得到米力农粗品。固体以乙醇-水体系（乙醇体积百分含量为30～90%）重结晶，既得白色米力农晶体176.8g， HPLC：99.98%，收率83.8%； d-间距=8.41 埃。 
实例五 
加入4- 甲基吡啶93.0g（1.0mol）、三氯甲烷800mL ，置于冰水浴中控制温度55℃滴加乙酰氯119.8g（1.5mol），滴加完毕后升温至70℃反应6hr。反应完毕于冰浴冷却下向体系中滴加饱和碳酸钠水溶液调节pH 至5～7，再加入30wt%氢氧化钠溶液133.4g （氢氧化钠1mol），50℃搅拌反应5hr。反应完毕，分层，去除水层，无水硫酸钠干燥，回收溶剂后减压蒸馏收集100-105℃/230kPa馏分99.6g，即1-(4- 吡啶基)-2- 丙酮，HPLC:98.4%，收率73.8%。
加入1-(4- 吡啶基)-2- 丙酮135.2g（1.0mol），搅拌下将276.3g（3.0mol）原甲酸三乙酯、306.27g（3.0mol）乙酸酐及360.3g（6.0mol）冰乙酸加入到反应瓶中，45℃搅拌反应6hr，原料反应完毕。80℃减压浓缩除去溶剂，得深红色油状物，不需纯化直接用于下一步反应。 
加入1400ml无水甲醇及上述油状物，搅拌下加入196.3g（2.0mol ）α- 氰乙酰胺、20%氢氧化钠溶液1200g(6.0mol)，反应时间为3hr。反应完毕用醋酸溶液调节pH6.5～7.2析出固体，过滤得到米力农粗品。固体以乙醇-水体系（乙醇体积百分含量为30～90%）重结晶，既得白色米力农晶体101.04g ，HPLC：99.98%，收率85.8%； d-间距=8.39埃。 
对比例一： 
同实施例一，不同的是1-乙氧基-2- (4-吡啶基)乙烯基甲基酮（IV）与氰乙酰胺的反应溶剂为乙醇；以及取米力农粗品以DMF为溶剂重结晶，得浅黄色米力农晶体，HPLC:99.52%,所得晶体d-间距=13.00 埃。
对比例二： 
同实施例二，不同的是取米力农粗品以DMF-乙醇为溶剂重结晶，得浅白色米力农晶体，HPLC:99.45%,所得晶体d-间距=8.42埃; d-间距=12.98埃（非单一晶型）。
对比例三 
取1-乙氧基-2- (4-吡啶基)乙烯基甲基酮200g (1. 05mo1)，加80vt%乙醇2L溶解，投入氰乙酰胺97g (1. 15mo1)，搅拌溶解，滴加氢氧化钠的80vt%乙醇溶液630m1氢氧化钠含量126 g)，控温0℃以下;滴完后于-5-0℃搅拌反应16h，反应液加水1.3L，加活性炭50g，室温搅拌20min，过滤，滤液用盐酸溶液调pH至7，过滤，水洗滤饼至滤液无色，得米力农湿品200g，加 50vt%乙醇4L回流溶解，过滤，滤液-5-0℃搅拌析晶6h，过滤,60-70℃干燥6h，得白色结晶米力农183g，收率82. 8%，纯度99. 97%  (HPLC法)。
本发明实施例一-实施例五制得的米力农为白色晶体。 
本发明制得的高纯度米力农采用杂质对照法检测，已知杂质米力农胺，最大未知单杂和总杂质，本发明所得样本纯度大于99.9%，图谱见图1-5。分析方法如下： 
色谱条件：
色谱柱：4.6mm×250mm，填料L7
柱流速：1.0ml/min     检测波长：220nm
柱温：25℃ ， 进样量：20μl
流动相：pH7.5磷酸盐缓冲溶液：乙腈=80：20。
准确称取100mg米力农样品于50ml容量瓶中，加流动相稀释至刻度，得到浓度约2mg/ml，若有必要，在水浴加热至80℃溶解，取20μl进样，要求空白图谱无明显干扰，记录色谱图至主峰保留时间的三倍。供试品溶液色谱图中如有杂质峰，各杂质峰面积的和不得大于对照溶液主峰面积，最大单个杂质不得大于对照溶液主峰面积1/2，使用外标法计算含量 
表1：米力农有关物质检测结果： 
本发明所得高纯度米力农晶型是通过乙醇-水体系精制所得。
本发明所得高纯度米力农与现有技术样本，通过X-粉末衍射所得晶型图见图8-12。结果对比，下表表2： 
另外，实施例五的收率是从中间体II开始计算的，而我们的收率是从中间体I开始算的，从这个角度考虑，本发明收率更高。
上述实验数据对比说明：实施例一-实施例五与对比例一-对比例三相比，纯度高，收率大，晶面间距小，晶型单一，晶型好。 
  

Claims (8)

1.一种高纯度米力农的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）4-甲基吡啶与乙酰氯在三氯甲烷溶剂中于35-55℃混合后，升温至55℃～ 70℃反应2～6小时，然后调节反应液的pH值至5～7，再直接加入碱溶液进行水解反应，控制反应温度30～50℃，反应2～5小时；反应结束，蒸馏得到                                                ；4-甲基吡啶与乙酰氯的摩尔比为1:1.0~1.5；
（2）与冰乙酸、乙酸酐和原甲酸三乙酯按照摩尔比为1:3～6:2～3:1～3混合后，于35℃～ 45℃下反应1～6小时，得到；
（3）和α- 氰乙酰胺按照摩尔比为1：1.0 ～ 2.0环合，环合反应的溶液为甲醇或乙醇，环合反应条件为氢氧化钠水溶液的碱性条件，氢氧化钠水溶液溶度为20～50%；环合反应温度为45～70℃，反应时间为0.5～3小时；
反应结束调pH值至6.5～7.2，经过滤得到米力农化合物粗品；
（4）米力农化合物粗品通过乙醇-水体系精制得米力农精品；
反应路线为：
。
2.根据权利要求1所述的高纯度米力农的制备方法，其特征在于步骤（1）中调节pH值至5～7的溶液选自碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液。
3.根据权利要求2所述的高纯度米力农的制备方法，其特征在于步骤（1）中碱溶液为氢氧化钠水溶液，其中氢氧化钠溶液的质量浓度为10～50%，4-甲基吡啶与氢氧化钠的摩尔比为1:0.1～1。
4.根据权利要求3所述的高纯度米力农的制备方法，其特征在于步骤（1）中反应结束后在100-105℃、200-230kPa减压蒸馏收集馏分得到。
5.根据权利要求1所述的高纯度米力农的制备方法，其特征在于步骤（3）中和氢氧化钠的摩尔比为1：3.0 ～ 6.0。
6.根据权利要求5所述的高纯度米力农的制备方法，其特征在于步骤（3）中pH值至6.5～7.2使用的溶液为盐酸溶液或醋酸。
7.根据权利要求6所述的高纯度米力农的制备方法，其特征在于步骤（4）中乙醇-水体系的乙醇体积百分含量为30～90%。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高纯度米力农的制备方法合成的高纯度米力农，其特征在于：其纯度为99.9%以上，室温条件下使用铜射线源进行测定的最大晶面间距d=8.39±0.02埃。
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