CN106083642A - 一种左乙拉西坦中间体l‑2‑氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法 - Google Patents

一种左乙拉西坦中间体l‑2‑氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种左乙拉西坦中间体L‑2‑氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法,所述方法包括正丙醛在水溶液中,氯化铵存在下,与氨及氢氰酸反应制备2‑氨基丁腈,母液通入一定数量的液氨及氢氰酸可无限次的套用;2‑氨基丁腈在1%的氢氧化钠水溶液中水解得2‑氨基丁酰胺,水经蒸馏可无限次套用;2‑氨基丁酰胺经拆分得L‑2‑氨基丁酰胺。再成盐得到L‑2‑氨基丁酰胺盐酸盐。本方法具有产品质量好,生产过程无废水,成本低等优点,适合工业化生产。

Description

一种左乙拉西坦中间体L-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法
技术领域
本发明涉及手性药物中间体制备领域,具体是一种式(I)所示左乙拉西坦中间体L-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法
背景技术
L-2-氨基丁酰胺盐酸盐是抗癫痫手性药物左乙拉西坦关键中间体。左乙拉西坦由比利时UCB公司研究开发,2000年4月获FDA批准在美国上市。左乙拉西坦是目前唯一用于治疗局限性及继发性全身性癫痫的药品。具有抗致癫痫及抗癫痫两种性能,可同时治疗癫痫及预防癫痫的发生。左乙拉西坦具有耐受性好,药品相互作用少,不良反应发生率低,治疗安全指数高等优点。L-2-氨基丁酰胺盐酸盐分子中同时含有氨基和酰胺官能团,是有机合成中重要的中间体。
L-2-氨基丁酰胺盐酸盐文献报道主要有几条合成路线:
1、2-溴丁酸/2-溴丁酸甲酯路线
CN102020584 A报道以2-溴丁酸为起始原料,先与氯化亚砜生成2-溴丁酰氯,与氨水反应得混旋的2-氨基丁酰胺,经L-酒石酸拆分,后成盐得到。CN102898324 A报道以2-溴丁酸甲酯为起始原料,与氨水反应一步得到混旋的2-氨基丁酰胺,经L-酒石酸拆分,后成盐得到。上述专利报道合成收率较高,反应步骤短,操作简单,但是2-溴丁酸/2-溴丁酸甲酯价格贵,原料成本高,产品价格无优势,并且生产过程产生大量废水,不利于环境保护。
2、海因路线
该方法存在海因水解时温度压力较高,有较高的安全隐患,且反应放出大量氨气,同时除盐成本较高。
3、正丙醛路线
CN101928229 A公开了以正丙醛为原料,与氨,氯化铵,氰化钠的水溶液进行斯特雷反应,得到2-氨基丁腈,在碱性条件下常压水解得到2-氨基丁酰胺,最后拆分成盐得L-2-氨基丁酰胺盐酸盐。该方法操作简单,无高温高压反应,产品收率较高,质量较好。但用到剧毒物质氰化钠,氰化钠在加料秤量阶段操作不当会致人中毒甚至死亡,对操作人员健康危害大。此外,反应产生大量含氯化铵和过量氰化钠的废水,处理成本高,这些安全隐患限制了这些工艺的工业推广。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,本发明所要解决的技术问题是提供一种简单经济环保的L-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法,该方法各步反应收率高,废气,废水(由于最终所得反应混合液使用有机溶剂提取所得水层循环使用,几乎无废水排放)少且成本低,无需特殊反应设备。此外,本申请方法使用了氢氰酸,能够适当避免氰化钠在秤量中可能导致的致人中毒。
根据本申请的一个实施方案,本申请提供了一种式(I)所示左乙拉西坦中间体L-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法,
特征在于包括以下步骤:
(1)向反应器中加入氨水和氯化铵,搅拌至氯化铵全部溶解,然后在搅拌的通入氨和氢氰酸,最后滴加正丙醛进行反应,所得反应混合液使用有机溶剂提取分离得到2-氨基丁腈,提取分离所得水层循环使用;
(2)2-氨基丁腈在相转移催化剂存在下,在质量浓度为1%的氢氧化钠水溶液中水解得2-氨基丁酰胺;
(3)2-氨基丁酰胺用L-酒石酸拆分得L-2-氨基丁酰胺;
(4)L-2-氨基丁酰胺与氯化氢气体成盐得到L-2-氨基丁酰胺盐酸盐。
根据本申请的一个实施方案,本申请提取分离水层循环使用步骤为:步骤(1)中反应完毕后所得反应混合液使用有机溶剂提取得到水层,然后在搅拌的同时向水层通入氨和氢氰酸,最后滴加正丙醛进行反应制备2-氨基丁腈
根据本申请的一个实施方案,本申请提供了一种式(I)所示左乙拉西坦中间体L-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法,
特征在于包括以下步骤:
(a)将权利要求1步骤(1)中反应完毕后所得反应混合液使用有机溶剂提取得到水层,然后在搅拌的同时向水层通入氨和氢氰酸,最后滴加正丙醛进行反应制备2-氨基丁腈;
(b)2-氨基丁腈在相转移催化剂存在下,在质量浓度为1%的氢氧化钠水溶液中水解得2-氨基丁酰胺;
(c)2-氨基丁酰胺用L-酒石酸拆分得L-2-氨基丁酰胺;
(d)L-2-氨基丁酰胺与氯化氢气体成盐得到L-2-氨基丁酰胺盐酸盐。根据本申请的一个实施方案,步骤(1)中所述有机溶剂为二氯甲烷、四氯化碳或氯仿,优选二氯甲烷。经过申请人对比试验分析,有机溶剂为二氯甲烷时,产物收率较高。
根据本申请的一个实施方案,步骤(1)中所述氨水的质量浓度为18-30%,优选20%。申请人出乎意料地发现,氨水浓度对反应产率具有一定影响,质量浓度为20%的氨水具有较好的产物收率。
根据本申请的一个实施方案,步骤(1)中反应温度为-10℃至50℃,优选-10℃至30℃,更优选0℃至5℃。
根据本申请的一个实施方案,步骤(1)中反应时间为10-20小时,优选10-15小时,更优选12-13小时。
根据本申请的一个实施方案,步骤(1)中原料投料摩尔比为正丙醛:氨:氢氰酸:氯化铵=1:5-10:1.0-1.5:1.5-2.0,优选1:7.5:1.3:1.6。
根据本申请的一个实施方案,步骤(2)或步骤(b)中反应温度为-10℃至30℃,优选-10℃至10℃,更优选0℃至5℃。
根据本申请的一个实施方案,步骤(2)或步骤(b)中反应时间为20-30小时,优选24小时。
根据本申请的一个实施方案,步骤(2)或步骤(b)中原料的投料质量比为2-氨基丁腈:1%氢氧化钠水溶液1:1.5-2.5,优选1:2。
根据本申请的一个实施方案,步骤(2)或步骤(b)中使用的相转移催化剂为季铵盐类相转移催化剂,所述季铵盐类相转移催化剂选自四丁基氯化铵,苄基三乙基氯化铵(TEBA)、四丁基溴化铵、四丁基硫酸氢铵(TBAB)、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵等的一种或几种混合物,优选四丁基氯化铵。
根据本申请的一个实施方案,步骤(3)或步骤(c)中反应温度为30℃至70℃。
根据本申请的一个实施方案,步骤(3)或步骤(c)中反应时间为2-4小时,优选3小时。
根据本申请的一个实施方案,步骤(3)或步骤(c)中原料的投料摩尔比为2-氨基丁酰胺:L-酒石酸2-4:1,优选3:1。
根据本申请的一个实施方案,步骤(3)或步骤(c)在溶剂中进行,反应温度为溶剂的回流温度,所用溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种的混合物,优选甲醇。
根据本申请的一个实施方案,步骤(4)或步骤(d)中反应温度为30℃-70℃,优选30℃。
根据本申请的一个实施方案,步骤(4)或步骤(d)中反应时间为2-4小时,优选3小时。
根据本申请的一个实施方案,步骤(4)或步骤(d)中原料的投料摩尔比为L-2-氨基丁酰胺:氯化氢=1:1.5-3,优选1:2。
根据本申请的一个实施方案,步骤(4)或步骤(d)在溶剂中进行,所用溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种的混合物,优选乙醇。
根据本申请的一个实施方案,各个步骤的反应流程如下所示:
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,本发明用以下具体实施例进行说明,但本发明绝非限于这些例子。以下所述仅为本发明较好的实施例,仅仅用于解释本发明,并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例一
(1)2-氨基丁腈的制备
5000ml四口烧瓶中,投入20%氨水1500g,氯化铵400g,室温下搅拌30分钟至全部溶解,降温至0℃以下,先通入液氨175g,再0℃以下通入氢氰酸160g,搅拌30分钟,开始滴加正丙醛265g,2-3小时滴加结束,0-5℃保温反应12小时。反应完毕,加入二氯甲烷300g*3提取三次,分层,合并二氯甲烷层(水层约2400g,套用)100g饱和食盐水洗涤一次,分层,二氯甲烷层浓缩,得2-氨基丁酰胺350g,含量GC≥95%,收率91%。
(2)2-氨基丁酰胺的制备
2000ml四口烧瓶中,投入2-氨基丁腈350g,四丁基氯化铵3.5g,降温至0℃以下,开始滴加1%氢氧化钠水溶液700g,2-3小时滴加结束,0-5℃保温反应24小时。反应完毕,滴加30%盐酸约20g,调节PH 6.5-7.5之间,开始减压蒸馏,蒸尽水(蒸馏出来的水可直接套用下批)得2-氨基丁酰胺395g,含量GC≥95%,收率93%。
(3)L-2-氨基丁酰胺的制备
3000ml四口烧瓶中,投入2-氨基丁酰胺395g,甲醇2000g,搅拌30分钟至全部溶解,投入L-酒石酸225g,升温至回流保温反应2小时,慢慢降温至15-20℃,析晶2小时,抽滤,200g甲醇淋洗滤饼,得L-2-氨基丁酰胺L-酒石酸盐。湿品约470g(干品约380g)。L-2-氨基丁酰胺L-酒石酸盐湿品约470g,投入1200g甲醇中,室温20-30℃通入氨50g,搅拌1小时,之后升温至50-60℃保温1小时,再降温至20℃,搅拌2小时,抽滤,100g甲醇淋洗滤饼,合并滤液,浓缩至干,得L-2-氨基丁酰胺180g,含量GC≥99%,收率45.5%。
(4)L-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备
1000ml四口烧瓶中,投入L-2-氨基丁酰胺180g,无水乙醇540g,室温搅拌30分钟,过滤少量不溶物,滤液室温下20-30℃通入氯化氢气体75g,析出大量白色固体,搅拌1小时,之后升温至回流1小时,慢慢降温至20-25℃,搅拌1小时,抽滤,100g无水乙醇淋洗。干燥。得L-2-氨基丁酰胺盐酸盐232g,含量HPLC≥99%,收率95%。
实施例二 母液套用一次
(1)2-氨基丁腈的制备
5000ml四口烧瓶中,投入上批反应水层(母液)约2400g,开搅拌,降温至0℃以下,0-5℃下通入氨100g(5.88mol),再在0-5℃下通入氢氰酸130g(4.81mol),0-5℃搅拌30分钟,开始滴加正丙醛265g(4.56mol),2-3小时滴加结束,0-5℃保温反应12小时。反应完毕,加入二氯甲烷300g*3提取三次,分层,合并二氯甲烷层(水层约2400g,套用)100g饱和食盐水洗涤一次,分层,二氯甲烷层浓缩,得2-氨基丁酰胺358g,含量GC95.2%,收率93.1%。
(2)2-氨基丁酰胺的制备
2000ml四口烧瓶中,投入2-氨基丁腈358g,四丁基氯化铵3.6g,降温至0℃以下,开始滴加1%氢氧化钠水溶液700g,2-3小时滴加结束,0-5℃保温反应24小时。反应完毕,滴加30%盐酸约20g,调节PH 6.5-7.5之间,开始减压蒸馏,蒸尽水(蒸馏出来的水可直接套用下批)得2-氨基丁酰胺400g,含量GC 95.3%,收率94.5%。
(3)L-2-氨基丁酰胺的制备
3000ml四口烧瓶中,投入2-氨基丁酰胺400g,甲醇2000g,搅拌30分钟至全部溶解,投入L-酒石酸225g,升温至回流保温反应2小时,慢慢降温至15-20℃,析晶2小时,抽滤,200g甲醇淋洗滤饼,得L-2-氨基丁酰胺L-酒石酸盐。湿品约470g(干品约385)。L-2-氨基丁酰胺L-酒石酸盐湿品约470g,投入1200g甲醇中,室温20-30℃通入氨50g,搅拌1小时,之后升温至50-60℃保温1小时,再降温至20℃,搅拌2小时,抽滤,100g甲醇淋洗滤饼,合并滤液,浓缩至干,得L-2-氨基丁酰胺182g,含量GC 99.2%,收率46.1%。
(4)L-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备
1000ml四口烧瓶中,投入L-2-氨基丁酰胺182g,无水乙醇540g,室温搅拌30分钟,过滤少量不溶物,滤液室温下20-30℃通入氯化氢气体75g,析出大量白色固体,搅拌1小时,之后升温至回流1小时,慢慢降温至20-25℃,搅拌1小时,抽滤,100g无水乙醇淋洗。干燥。得L-2-氨基丁酰胺盐酸盐234g,含量HPLC99.3%,收率96%。
实施例三 母液套用二次
(1)2-氨基丁腈的制备
5000ml四口烧瓶中,投入上批反应水层(母液)约2450g,开搅拌,降温至0℃以下,0-5℃下通入氨100g(5.88mol),再在0-5℃下通入氢氰酸130g(4.81mol),0-5℃搅拌30分钟,开始滴加正丙醛265g(4.56mol),2-3小时滴加结束,0-5℃保温反应12小时。反应完毕,加入二氯甲烷300g*3提取三次,分层,合并二氯甲烷层(水层约2430g)套用)100g饱和食盐水洗涤一次,分层,二氯甲烷层浓缩,得2-氨基丁酰胺360g,含量GC93.9%,收率93.6%。
(2)2-氨基丁酰胺的制备
2000ml四口烧瓶中,投入2-氨基丁腈360g,四丁基氯化铵3.6g,降温至0℃以下,开始滴加1%氢氧化钠水溶液700g,2-3小时滴加结束,0-5℃保温反应24小时。反应完毕,滴加30%盐酸约20g,调节PH 6.5-7.5之间,开始减压蒸馏,蒸尽水(蒸馏出来的水可直接套用下批)得2-氨基丁酰胺401g,含量GC 94.3%,收率94.8%。
(3)L-2-氨基丁酰胺的制备
3000ml四口烧瓶中,投入2-氨基丁酰胺401g,甲醇2000g,搅拌30分钟至全部溶解,投入L-酒石酸225g,升温至回流保温反应2小时,慢慢降温至15-20℃,析晶2小时,抽滤,200g甲醇淋洗滤饼,得L-2-氨基丁酰胺L-酒石酸盐。湿品约470g(干品约385)。L-2-氨基丁酰胺L-酒石酸盐湿品约470g,投入1200g甲醇中,室温20-30℃通入氨50g,搅拌1小时,之后升温至50-60℃保温1小时,再降温至20℃,搅拌2小时,抽滤,100g甲醇淋洗滤饼,合并滤液,浓缩至干,得L-2-氨基丁酰胺183g,含量GC 99.2%,收率46.3%。
(4)L-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备
1000ml四口烧瓶中,投入L-2-氨基丁酰胺183g,无水乙醇540g,室温搅拌30分钟,过滤少量不溶物,滤液室温下20-30℃通入氯化氢气体75g,析出大量白色固体,搅拌1小时,之后升温至回流1小时,慢慢降温至20-25℃,搅拌1小时,抽滤,100g无水乙醇淋洗。干燥。得L-2-氨基丁酰胺盐酸盐235g,含量HPLC99.3%,收率96%。
母液如此循环套用,不产生含大量氯化铵及少量氰化钠的废水。此外,本发明方法成本低,质量好,收率高。

Claims (10)

1.一种式(I)所示左乙拉西坦中间体L-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法,
特征在于包括以下步骤:
(1)向反应器中加入氨水和氯化铵,搅拌至氯化铵全部溶解,然后在搅拌的同时通入氨和氢氰酸,最后滴加正丙醛进行反应,所得反应混合液使用有机溶剂提取分离得到2-氨基丁腈,提取分离所得水层循环使用;
(2)2-氨基丁腈在相转移催化剂存在下,在质量浓度为1%的氢氧化钠水溶液中水解得2-氨基丁酰胺;
(3)2-氨基丁酰胺用L-酒石酸拆分得L-2-氨基丁酰胺;
(4)L-2-氨基丁酰胺与氯化氢气体成盐得到L-2-氨基丁酰胺盐酸盐。
2.一种式(I)所示左乙拉西坦中间体L-2-氨基丁酰胺盐酸盐的制备方法,
特征在于包括以下步骤:
(a)将权利要求1步骤(1)中反应完毕后所得反应混合液使用有机溶剂提取得到水层,然后在搅拌的同时向水层通入氨和氢氰酸,最后滴加正丙醛进行反应制备2-氨基丁腈;
(b)2-氨基丁腈在相转移催化剂存在下,在质量浓度为1%的氢氧化钠水溶液中水解得2-氨基丁酰胺;
(c)2-氨基丁酰胺用L-酒石酸拆分得L-2-氨基丁酰胺;
(d)L-2-氨基丁酰胺与氯化氢气体成盐得到L-2-氨基丁酰胺盐酸盐。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中所述有机溶剂为二氯甲烷、四氯化碳或氯仿,优选二氯甲烷;所述氨水的质量浓度为18-30%,优选20%。
4.根据权利要求1或3中任意一项所述的方法,其特征在于步骤(1)中反应温度为-10℃至50℃,优选-10℃至30℃,更优选0℃至5℃;反应时间为10-20小时,优选10-15小时,更优选12-13小时,原料投料摩尔比为正丙醛:氨:氢氰酸:氯化铵=1:5-10:1.0-1.5:1.5-2.0。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其特征在于:步骤(2)或步骤(b)中反应温度为-10℃至30℃,优选-10℃至10℃,更优选0℃至5℃;反应时间为20-30小时,优选24小时;原料的投料质量比为2-氨基丁腈:1%氢氧化钠水溶液1:1.5-2.5,优选1:2。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其特征在于:步骤(2)或步骤(b)中使用的相转移催化剂为季铵盐类相转移催化剂,所述季铵盐类相转移催化剂选自四丁基氯化铵,苄基三乙基氯化铵(TEBA)、四丁基溴化铵、四丁基硫酸氢铵(TBAB)、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵等的一种或几种混合物,优选四丁基氯化铵。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其特征在于:步骤(3)或步骤(c)中反应温度为30℃至70℃;反应时间为2-4小时,优选3小时;原料的投料摩尔比为2-氨基丁酰胺:L-酒石酸2-4:1,优选3:1。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其特征在于:步骤(3)或步骤(c)在溶剂中进行,反应温度为溶剂的回流温度,所用溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种的混合物,优选甲醇。
9.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其特征在于:步骤(4)或步骤(d)中反应温度为30℃-70℃,优选30℃;反应时间为2-4小时,优选3小时,原料的投料摩尔比为L-2-氨基丁酰胺:氯化氢=1:1.5-3。
10.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法,其特征在于:步骤(4)或步骤(d)在溶剂中进行,所用溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种的混合物,优选乙醇。
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