CN104844602B - 一种利格列汀的制备方法 - Google Patents

一种利格列汀的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利格列汀(Linagliptin)的制备方法,其特征在于,以碳酸钾盐或者碳酸钠为碱,含碘无机盐为催化剂,以N‑甲基吡咯烷酮(NMP)或者N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,40‑50℃条件下,8‑溴‑7‑(2‑丁炔基)‑3,7‑二氢‑3‑甲基‑1H‑嘌呤‑2,6‑二酮先和(R)‑3‑氨基哌啶类化合物反应,反应结束后,直接加入2‑氯甲基‑4‑甲基喹唑啉反应,制备化合物D。化合物D经过1‑2步反应制备利格列汀。本发明缩短了反应时间,提高了收率。

Description

一种利格列汀的制备方法
技术领域
本发明涉及制备利格列汀(Linagliptin)(8-[(3R)-3-氨基-1-哌啶基]-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1-[(4-甲基-2-喹唑啉基)甲基]-1H-嘌呤-2,6-二酮)的制备方法,属于原料药制备技术领域。
背景技术
利格列汀(如式所示化合物A)是一种二肽基肽酶-4(DPP-4)抑制剂,可在饮食控制和体育锻炼的基础上改善2型糖尿病(T2DM)成年患者的血糖控制水平。相对于其它列汀类药物,利格列汀具有优异的肾脏安全性。它对肾功能损害的患者或年龄大于75岁的老年人皆不需要调整剂量,从而大大扩大了用药人群范围,提高了患者用药的依从性。美国食品和药物管理局2011年5月2日批准利格列汀片剂上市。
目前,利格列汀的合成主要是以3-甲基-8-卤代黄嘌呤为基本母核,依次在9位氮原子上连接丁炔基,1位氮原子连接喹唑啉环,8位碳原子连接(R)-3-氨基哌啶而得。
原研专利WO200551950和专利WO2006148427中提到利格列汀的合成方法如下:
首先8-溴-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮(化合物B)和2-氯甲基4-甲基喹唑啉(化合物E)反应生成8-溴-7-(2-丁炔基)-3-甲基-1-[(4-甲基-2-喹唑啉)甲基]-1H-嘌呤-2,6-二酮(化合物C),产率只有76-83%。然后(R)-3-N-Boc-氨基哌啶(化合物F)取代化合物C的8位溴原子生成化合物D,最后经过室温下三氟乙酸(TFA)脱叔丁氧羰基(Boc),生成终产品利格列汀。
原研专利WO2008/048247和CN102127080A对上述制备方法进行了持续改进:将邻苯二甲酰保护的3-氨基哌啶即化合物F'与化合物C反应生成化合物D'(产率90%-94%),化合物D'经过乙醇胺脱保护,得到终产品利格列汀(产率83%)。上述的两种方法均涉及到合成中间体C,但产率只有76-83%。而且后续制备利格列汀的操作复杂,工艺繁琐,限制了工业化放大生产。
专利EP2468749中提出了另外一种新的合成工艺:同上述两种方法相同,第一步是化合物B和化合物E反应生成化合物C,然后化合物F''进攻8位溴原子得到化合物D'',还需要经过水解生成羧酸、羧酸经过Curtius重排生成氨基得到终产品利格列汀。由于Curtius重排中需要用到难除去的叠氮磷酸二苯酯(DPPA)或者危险性较大的叠氮化钠(NaN3), 此合成方法的应用受到限制。
综合上述利格列汀的合成方法可以发现:利格列汀的合成主要是化合物B和E反应生成C,然后化合物C和3-氨基哌啶类化合物(化合物F、F'、F'')反应得到对应D类化合物(化合物D、D'、D'')。最后经过一步至两步反应得到利格列汀。由于D类化合物为膏状物质,纯化困难,一般在终产品利格列汀步骤进行纯化,但是此条工艺无疑增加了成本与工艺复杂程度。因此寻找一条适合利格列汀工业化生产的工艺方法势在必行。
发明内容
发明目的:综合以上合成路线的优缺点,提高关键中间体D类化合物的产率与纯度,减少终产品的纯化压力,以降低生产成本,为药物制剂提供优质廉价的原料药。
技术方案:
本发明是将化合物D的合成由原来的两步缩短为一步(俗称的一锅反应),即化合物B首先和化合物F反应,不经分离,在相同的反应条件下继续和化合物E反应得到化合物D。通过反应顺序的改变化合物D纯度得到明显提高,而未调换反应顺序得到的化合物D(实施例2)纯度只有97.1%。同时本发明采用一锅法,两步反应的产率达到92%(实施例1);而原研专利中化合物D的两步产率只有68-78%。更重要的是通过添加催化剂KI(实施例1)或者NaI(实施例4)使反应温度降低至40-50℃,显著降低杂质的生成,有效提高利格列汀前体即D类化合物的纯度,最高可达99.2%(实施例1)。以此工艺得到的中间体 D类化合物经过脱Boc,邻苯二甲酰基得到终产品,最高纯度达到99.5%,终产品的纯化压力大大减少。
在上述化学式中:
R基团选自叔丁氧羰基氨基 (即R1);邻苯二甲酰亚胺基(即R2);乙氧羰基(即R3)。
本发明的技术方案是:一种利格列汀的制备方法,其特征在于,在碳酸钾盐或者碳酸钠为碱,含碘无机盐为催化剂,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)或者N ,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,30-80℃条件下,原料8-溴-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮(如式所示化合物B)与(R)-3-氨基哌啶类化合物(如式所示化合物F)反应,TLC监测反应结束,不经分离直接加入2-氯甲基-4-甲基喹唑啉(如式所示化合物E)反应,生成D类化合物, D类化合物脱保护得利格列汀。
本发明优选的技术方案,化合物D经三氟乙酸脱Boc得终产品。
本发明优选的技术方案,化合物D'经乙醇胺70-80℃条件下脱去邻苯二甲酰基得利格列汀。
本发明所述的制备方法,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)或者N ,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,原料8-溴-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮(如式所示化合物B)与(R)-3-氨基哌啶类化合物(如式所示化合物F)反应温度优选40-50℃。
本发明优选的技术方案,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,碳酸钾为碱,碘化钾为催化剂,40-50℃条件下,8-溴-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮(如式所示化合物B)先和(R)-3-氨基哌啶类化合物(如式所示化合物F)反应2-3h后,不经分离直接加入2-氯甲基-4-甲基喹唑啉(如式所示化合物E)继续反应得到中间体D。
本发明所述的制备方法,反应的顺序是化合物B先与化合物F反应,经过TLC检测反应结束后,直接加入化合物E继续反应生成化合物D。
本发明所述的制备方法,R基团选择是Boc保护的氨基(如式所示基团R1),邻苯二甲酰基保护的氨基(如式所示基团R2)或者乙氧羰基(如式所示基团R3),优先选择Boc保护的氨基(如式所示基团R1),邻苯二甲酰基保护的氨基(如式所示基团R2)。
本发明所述的制备方法,反应所用的碱可选择碳酸钾、碳酸钠,优选碳酸钾。
本发明所述的制备方法,反应所用的催化剂可选择碘化钾、碘化钠,优选碘化钾。
本发明所述的制备方法,反应所用的溶剂可选择N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N ,N-二甲基甲酰胺(DMF)DMF,优选NMP。
本发明还提供了化合物D以及D'制备利格列汀终产品的工艺方法,具体如下:
化合物D在20℃温度下,二氯甲烷为溶剂,三氟乙酸(TFA)为脱保护剂脱除保护基Boc,然后经过无水乙醇打浆得到终产品利格列汀,纯度达到99.5%(实施例8)。
化合物D'以乙醇胺为脱保护剂,甲苯为溶剂,70-80℃条件下脱除邻苯二甲酰基得到粗品利格列汀,然后经过无水乙醇打浆得到精品利格列汀,纯度达到99.0%(实施例10)。
有益效果:通过改变反应顺序和“一锅法”的实施,产率得到大幅度提高,两步产率达到92%(实施例1);本工艺通过添加碘化钾、碘化钠等催化剂,使反应温度由原来的70-80℃降至40-50℃,产品纯度提高,终产品可达99.5%(实施例8)。
具体实施方式:
实施例1:将化合物B 54g(0.182mol),化合物F 40g(0.2mol),碳酸钾50g(0.364mol),碘化钾0.6g(0.04mol)加入2L反应瓶中,然后加入NMP270ml。搅拌升温至40-50℃,搅拌2-3h。TLC检测反应完毕后,加入化合物E 36.5g(0.192mol),继续反应3-4h。TLC检测(DCM:MeOH=20:1)反应完毕后,停止加热,降至室温。
后处理:加入二氯甲烷540ml, 水1080ml,搅拌至固体溶解。分液,水层用270ml*2DCM萃取,合并有机相;加入1%醋酸水溶液500ml洗涤1次,饱和氯化钠洗涤1次得有机相。有机相蒸干淡黄色固体,然后加入乙醇300ml,加热至回流溶解,缓慢滴加水300ml,降温至20-30℃,搅拌2h,抽滤,滤饼用20ml无水乙醇洗涤。60-70℃鼓风干燥5-6h。得中间体D 93.6g产率92%,HPLC纯度99.5%。
实施例2:将化合物B 54g(0.182mol),化合物E 36.5g(0.192mol),碳酸钾50g(0.364mol),碘化钾0.6g(0.04mol)加入2L反应瓶中,然后加入NMP270ml。搅拌升温至40-50℃,搅拌2-3h。TLC检测反应完毕后,加入化合物F 40g(0.2mol),继续反应3-4h。TLC检测(DCM:MeOH=20:1)反应完毕后,停止加热,降至室温。
后处理:加入二氯甲烷540ml, 水1080ml,搅拌至固体溶解。分液,水层用270ml*2DCM萃取,合并有机相;加入1%醋酸水溶液500ml洗涤1次,饱和氯化钠洗涤1次得有机相。有机相蒸干淡黄色固体,然后加入乙醇300ml,加热至回流溶解,缓慢滴加水300ml,降温至20-30℃,搅拌2h,抽滤,滤饼用20ml无水乙醇洗涤。60-70℃鼓风干燥5-6h。得中间体D 93.6g产率88%,HPLC纯度97.1%。
实施例3:将化合物B 54g(0.182mol),化合物F 40g(0.2mol),碳酸钠38.5g(0.364mol),碘化钾0.6g(0.04mol)加入2L反应瓶中,然后加入NMP270ml。搅拌升温至40-50℃,搅拌2-3h。TLC检测反应完毕后,加入化合物E36.5g(0.192mol),继续反应3-4h。TLC检测(DCM:MeOH=20:1)反应完毕后,停止加热,降至室温。
后处理:加入二氯甲烷540ml, 水1080ml,搅拌至固体溶解。分液,水层用270ml*2DCM萃取,合并有机相;加入1%醋酸水溶液500ml洗涤1次,饱和氯化钠洗涤1次得有机相。有机相蒸干淡黄色固体,然后加入乙醇300ml,加热至回流溶解,缓慢滴加水300ml,降温至20-30℃,搅拌2h,抽滤,滤饼用20ml无水乙醇洗涤。60-70℃鼓风干燥5-6h。得中间体D 93.6g产率90%,HPLC纯度98.8%。
实施例4:将化合物B 54g(0.182mol),化合物F 40g(0.2mol),碳酸钾50g(0.364mol),碘化钠0.6g(0.04mol)加入2L反应瓶中,然后加入NMP270ml。搅拌升温至40-50℃,搅拌7-8h。TLC检测反应完毕后,加入化合物E36.5g(0.192mol),继续反应3-4h。TLC检测(DCM:MeOH=20:1)反应完毕后,停止加热,降至室温。
后处理:加入二氯甲烷540ml, 水1080ml,搅拌至固体溶解。分液,水层用270ml*2DCM萃取,合并有机相;加入1%醋酸水溶液500ml洗涤1次,饱和氯化钠洗涤1次得有机相。有机相蒸干淡黄色固体,然后加入乙醇300ml,加热至回流溶解,缓慢滴加水300ml,降温至20-30℃,搅拌2h,抽滤,滤饼用20ml无水乙醇洗涤。60-70℃鼓风干燥5-6h。得中间体D 93.6g产率85%,HPLC纯度98.5%。
实施例5:将化合物B 54g(0.182mol),化合物F 40g(0.2mol),碳酸钾50g(0.364mol),碘化钾0.6g(0.04mol)加入2L反应瓶中,然后加入DMF 270ml。搅拌升温至40-50℃,搅拌2-3h。TLC检测反应完毕后,加入化合物E36.5g(0.192mol),继续反应3-4h。TLC检测(DCM:MeOH=20:1)反应完毕后,停止加热,降至室温。
后处理:加入二氯甲烷540ml, 水1080ml,搅拌至固体溶解。分液,水层用270ml*2DCM萃取,合并有机相;加入1%醋酸水溶液500ml洗涤1次,饱和氯化钠洗涤1次得有机相。有机相蒸干淡黄色固体,然后加入乙醇300ml,加热至回流溶解,缓慢滴加水300ml,降温至20-30℃,搅拌2h,抽滤,滤饼用20ml无水乙醇洗涤。60-70℃鼓风干燥5-6h。得中间体D 93.6g产率87%,HPLC纯度97.5%。
实施例6:将化合物B 5.4g(0.0182mol),化合物F 4.0g(0.02mol),碳酸钾5.0g(0.0364mol),碘化钾0.06g(0.004mol)加入500L反应瓶中,然后加入NMP27ml。搅拌升温至70-80℃,搅拌2-3h。TLC检测反应完毕后,加入化合物E 3.65g(0.0192mol),继续反应3-4h。TLC检测(DCM:MeOH=20:1)反应完毕后,停止加热,降至室温。
后处理:加入二氯甲烷54ml, 水108ml,搅拌至固体溶解。分液,水层用27ml*2DCM萃取,合并有机相;加入1%醋酸水溶液50ml洗涤1次,饱和氯化钠洗涤1次得有机相。有机相蒸干淡黄色固体,然后加入乙醇30ml,加热至回流溶解,缓慢滴加水30ml,降温至20-30℃,搅拌2h,抽滤,滤饼用5ml无水乙醇洗涤。60-70℃鼓风干燥5-6h。得中间体D 9.3 g 产率91%,HPLC纯度97.0%。
实施例7:将化合物B 5.4g(0.0182mol),化合物F 4.0g(0.02mol),碳酸钾5.0g(0.0364mol),碘化钾0.06g(0.004mol)加入500L反应瓶中,然后加入NMP27ml。搅拌升温至30-40℃,搅拌10h。TLC检测反应完毕后,加入化合物E 3.65g(0.0192mol),继续反应12h。TLC检测(DCM:MeOH=20:1)反应完毕后,停止反应。
后处理:加入二氯甲烷54ml, 水108ml,搅拌至固体溶解。分液,水层用27ml*2DCM萃取,合并有机相;加入1%醋酸水溶液50ml洗涤1次,饱和氯化钠洗涤1次得有机相。有机相蒸干淡黄色固体,然后加入乙醇30ml,加热至回流溶解,缓慢滴加水30ml,降温至20-30℃,搅拌2h,抽滤,滤饼用5ml无水乙醇洗涤。60-70℃鼓风干燥5-6h。得中间体D 9.2 g 产率90%,HPLC纯度95.5%。
实施例8:将化合物D加入到DCM 400ml中,搅拌溶解。0-10℃条件下,滴加TFA180ml,滴加完毕后,升温至20-30℃反应12h,TLC检测反应完毕。
后处理:控制温度0-10℃,滴加浓氨水,调节PH=8。分液,水层用200ml*2DCM 萃取,合并有机相。减压蒸干得油状物,加入无水乙醇50ml, 50℃条件下,减压蒸干。再次加入无水乙醇200ml,0-10℃条件下,搅拌打浆2h,抽滤,滤饼用无水乙醇50ml淋洗,得利格列汀69g,产率90%,HPLC纯度99.5%。1H-NMR(DMSO, 400MHz):δ8.26-8.20(d,1H),7.90(t,1H),7.80(d,1H),7.70(t,1H),5.30(s,2H),4.85-4.95(s,2H),3.55-3.80(m,2H),3.40(s,3H),2.90-3.10(m,1H),2.90-2.70(m,5H),1.90-1.80(m,1H),1.80-1.70(s,4H),1.60-1.40(m,3H),1.40-1.20(m, 1H)。
1:δ 168.79, 160.97,156.12, 153.20, 150.90, 149.01, 147.72, 134.03,127.84, 127.09, 125.69, 122.45, 103.17, 81.10, 73.74, 57.62, 49.54, 47.27,45.53, 40.13, 35.47, 33.23, 29.39, 23.29, 21.54, 3.05。
实施例9:将化合物B 27g(0.09mol),化合物F '46g(0.1mol),碳酸钾25g(0.181mol),碘化钾0.3g(0.02mol)加入1L反应瓶中,然后加入NMP 125ml。搅拌升温至50-60℃,搅拌2-3h。TLC检测反应完毕后,加入化合物 E 18.3g(0.095mol),继续反应3-4h。TLC检测(DCM:MeOH=20:1)反应完毕后,停止加热,降至室温。
后处理:加入二氯甲烷250ml, 水500ml,搅拌至固体溶解。分液,水层用125ml*2DCM萃取,合并有机相;加入1%醋酸水溶液300ml洗涤1次,饱和氯化钠200ml洗涤1次得有机相。有机相蒸干淡黄色固体,然后加入乙醇150ml,加热至回流溶解,降温至20-30℃,搅拌析晶2h,然后降温至0-10℃,搅拌1h。抽滤,滤饼用10ml无水乙醇洗涤。60-70℃鼓风干燥5-6h。得中间体D' 49.8g 产率91%,HPLC纯度99.0%。
实施例10:将40g(0.066mol)中间体D'加入到400ml甲苯中,升温至80-90℃之间溶解。然后,降温至70-80℃之间加入乙醇胺40g(0.66mol)。升温至80-90℃,搅拌3-4h。TLC监测反应完毕后,停止加热。
后处理:降温至50-60℃,分液得上层甲苯层,下层乙醇胺层用甲苯100 ml *2萃取,合并甲苯层。甲苯层用纯净水200ml*2洗涤。减压蒸干后,加入100ml无水乙醇,降温至0-10℃,搅拌打浆2h。抽滤,滤饼用无水乙醇25ml淋洗,得利格列汀27.6g,产率87%,HPLC纯度99.0%。
实施例11:将化合物B 27g(0.09mol),化合物F'' 15.7g(0.1mol),碳酸钾25g(0.181mol),碘化钾0.3g(0.02mol)加入1L反应瓶中,然后加入NMP125ml。搅拌升温至60-70℃,搅拌2-3h。TLC检测反应完毕后,加入化合物E 18.3g(0.095mol),继续反应3-4h。TLC检测(DCM:MeOH=20:1)反应完毕后,停止加热,降至室温。
后处理:加入二氯甲烷250ml, 水500ml,搅拌至固体溶解。分液,水层用125ml*2DCM萃取,合并有机相;加入5%醋酸水溶液300ml洗涤1次,饱和氯化钠200ml洗涤1次得有机相。有机相蒸干淡黄色固体,然后加入乙醇150ml,加热至回流溶解,降温至20-30℃,滴加甲基叔丁基醚150ml,搅拌析晶2h,然后降温至0-10℃,搅拌1h。抽滤,滤饼用无水乙醇:MTBE=1:1 的溶液20ml淋洗。60-70℃鼓风干燥5-6h。得中间体D'' 40.5g 产率85%,HPLC>96.0%。

Claims (3)

1.一种利格列汀的制备方法,其特征在于,在碳酸钾盐存在下,以碘化钾为催化剂,以N-甲基吡咯烷酮为溶剂,40-50℃条件下,式B所示8-溴-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1H-嘌呤-2,6-二酮与式F所述(R)-3-氨基哌啶类化合物反应,反应结束不经分离直接加入式E所述2-氯甲基-4-甲基喹唑啉,生成D类化合物,D类化合物脱保护得利格列汀,
式中,R基团选自叔丁氧羰基氨基 即R1,邻苯二甲酰亚胺基即R2,乙氧羰基即R3。
2.权利要求1所述制备方法,其特征在于,化合物D经三氟乙酸脱Boc得利格列汀。
3.权利要求1所述制备方法,其特征在于,化合物D'经乙醇胺在70-80℃条件下脱去邻苯二甲酰基得利格列汀。
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