CN106831469B - 一种制备替加环素中间体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备替加环素中间体的方法，能够高产率、高纯度地获得替加环素中间体。本发明具有操作简便，安全，环保，所得产品纯度高、差向异构体含量低，利于工业放大生产的特点。

Description

一种制备替加环素中间体的方法
技术领域
本发明属于医药化学领域，具体涉及一种制备替加环素中间体的方法，更确切地说是制备9-硝基米诺环素的方法。
背景技术
替加环素(Tigecycline)，由美国惠氏药物公司开发，是一种新型广谱活性的静脉注射用抗生素，对有抗药性的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌也有活性，是甘氨酰四环素类中的首个药品，其化学结构如下：
替加环素不稳定，可通过差向异构化而降解。差向异构化通常是四环素类已知的降解途径，虽然降解速率可以随四环素的不同而改变。比较而言，替加环素的差向异构化可能是快速的，即使例如在稍微酸性的条件和/或稍微升高的温度下亦如此。
替加环素与差向异构体仅在结构上存在细微差别，具体如下所示：
在替加环素中，4号碳上的N-二甲基相对于相邻的氢为顺式，而在C4-差向异构体中，4号碳上的N-二甲基相对于相邻的氢为反式。虽然替加环素差向异构体是无毒的，但是其缺乏替加环素的抗菌功效，因此是不希望的降解产物。而且，当大规模合成替加环素时，差向异构化的量将被放大。
现有文献已报道了多种使得四环素类的差向异构体形成最小化的方法。
英国专利GB901,107报道了在碱性条件下、非水溶液中，与四环素类形成钙、镁、锌或铝金属盐限制了差向异构体的形成。美国专利4,038,315报道了在酸性条件进行金属复合物的形成，随后制备成药物的稳定固体形式。
减少差向异构体形成的其它方法包括：在加工期间维持pH高于约6.0；避免与弱酸共轭物如甲酸根、乙酸根、磷酸根或硼酸根接触；和避免潮湿、包括基于水的溶液接触。关于防潮，Noseworthy和Spiegel(美国专利3,026,248)以及Nash和Haeger(美国专利3,219,529)已经提出在非水溶媒中配制四环素类似物，以提高药物稳定性。然而，在这些公开文献中所包括的溶媒大都更适合于局部使用。四环素差向异构化还已知是温度依赖性的，因此在低温下生产和储存四环素类也可以降低差向异构体形成的速率(Yuen，P.H.Sokoloski，T.D.J.Pharm.Sci.66：1648-1650，1977；Pawelczyk，E.Matlak，B，Pol.J.Pharmacol.Pharm.34：409-421，1982)。用于生产替加环素的中间体9-硝基米诺环素、9-氨基米诺环素同样存在产生差向异构体的问题。
除了C4-差向异构体，替加环素及其生产替加环素的中间体可能产生的其它杂质包括氧化副产物，其中有一些副产物是经过分子的D环(氨基苯酚)氧化产生的。式Ⅱ化合物9-硝基米诺环素在C-11和C-12a位置容易被氧化。采用非溶剂沉淀法分离式Ⅱ化合物9-硝基米诺环素存在氧化副产物和金属盐与产物共沉淀、导致纯度非常低的问题。CN200680026962.8在说明书中明确指出：式Ⅱ化合物9-硝基米诺环素的氧化和降解反应在碱性条件下可更明显，并且在大规模操作时，由于加工时间通常较长以及化合物与碱接触更长时间，因而氧化和降解更为明显。
关于替加环素的合成，文献报道的合成方法主要是以米诺环素为原料，经过对9位的硝化、还原和酰化反应得到替加环素。具体有以下三种：
第一种是文献Bioorg.Med.Chem.Lett.9(1999)1459-1462报道的将9-氨基米诺环素和叔丁氨基乙酰氯直接进行酰化反应得到替加环素或者先和溴乙酰溴进行酰化反应得到9-溴乙酰胺基米诺环素后再和叔丁胺反应得到替加环素：
第二种是US5675030报道的将9-氨基米诺环素或其盐在酸清除剂存在下进行氯乙酰化得到9-氯乙酰氨基米诺环素或其盐，再和叔丁氨反应得到替加环素：
第三种是WO2006130500报道的将盐酸米诺环素9位一锅法消化还原后得到9-氨基米诺环素或其盐，然后在水溶液进行酰基化反应得到替加环素：
从上述可以看出，9-硝基米诺环素是生产替加环素的关键中间体，其质量直接影响到替加环素的质量。而将9-硝基米诺环素从硝化反应体系中分离，不可避免的要使用碱性物质中和过量的硫酸和硝酸。因此，在替加环素的工业化生产中，9-硝基米诺环素的分离纯化尤其重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种9-硝基米诺环素的制备方法，包括如下步骤：
(1)式Ⅰ化合物或其盐溶于浓硫酸；
(2)适当温度加入硝酸盐；
(3)适当温度加入氨气甲醇溶液；
(4)后处理得到式Ⅱ化合物；
其中，步骤(1)中米诺环素和浓硫酸的质量体积比为1:1～1:5，也可以是1:1～1:3，还可以是1:1.8。
步骤(2)中所述硝酸盐选自硝酸锂、硝酸钠或硝酸钾一种或几种，优选硝酸钾；其中，硝酸盐与米诺环素的摩尔比是1.0:1～1.5:1，还可以是1.1:1～1.3:1。。
步骤(2)中反应温度是-30～-0℃，也可以是-20～-5℃，还可以是-15～-10℃。
步骤(2)中硝酸盐是匀速缓慢加入反应体系的，添加硝酸盐的速度通常根据硝酸盐的用量来定，添加时间一般为2～2.5小时。
步骤(3)中反应温度是-10～0℃，也可以是-5～0℃，缓慢加入氨气甲醇溶液调节硝化反应体系至不再产生沉淀为止。当反应体系中的硫酸或硝酸全部转化为硫酸铵或者硝酸铵后过滤除去无机盐，滤液即为9-硝基米诺环素的甲醇溶液，减压浓缩除去溶剂得到9-硝基米诺环素固体。
本发明提供的9-硝基米诺环素的合成方法，有效的减少了9-硝基米诺环素差向异构化、氧化、降解等副反应。本发明提供的合成方法，显著的减少了消化反应中浓硫酸的用量，避免了氢化反应中存在大量强酸，降低了生产工艺对反应设备的要求，也避免了大量强酸对反应设备的腐蚀。
本发明方法具有适合工业化大批量生产，操作简单，质量可控，成本低等优点。
具体实施方式
为使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。但并非是对本发明的限制，凡是依照本发明公开内容所作的任何本领域的同等替换，均属于本发明的保护范围。
实施例一
向反应瓶中加入浓硫酸(180ml)，控温-20℃加入盐酸米诺环素(100g)，加毕搅拌至溶清。控温-20℃缓慢匀速加入硝酸钾(24.3g)，用时2.5小时。加毕保温反应1h，HPLC检测，显示纯度为89.8％，C4-差向异构体0.2％。控温-5℃缓慢滴加10％的氨气甲醇溶液至不再产生沉淀为止，过滤，滤液即为9-硝基米诺环素甲醇溶液，HPLC检测，显示纯度为93.2％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。滤液减压浓缩至干得到固体，固体HPLC检测，显示纯度为93.2％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％，与在溶液中无明显差异。所得固体炽灼残渣为0.05％。
由此可见，9-硝基米诺环素的分离提高了纯度，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体未有明显变化。
实施例二
向反应瓶中加入浓硫酸(180ml)，控温-5℃加入盐酸米诺环素(90g)，加毕搅拌至溶清。控温-5℃缓慢匀速加入硝酸钾(25g)，用时2.5小时。加毕保温反应1h，HPLC检测，显示纯度为88.5％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。控温0℃缓慢滴加10％的氨气甲醇溶液至不再产生沉淀为止，过滤，滤液即为9-硝基米诺环素甲醇溶液，HPLC检测，显示纯度为92.1％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。滤液减压浓缩至干得到固体，固体HPLC检测，显示纯度为92.0％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。所得固体炽灼残渣为0.06％。
实施例三
向反应瓶中加入浓硫酸(180ml)，控温-20℃加入盐酸米诺环素(60g)，加毕搅拌至溶清。控温-15℃缓慢匀速加入硝酸钾(17g)，用时2.2小时。加毕保温反应1h，HPLC检测，显示纯度为89.1％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。控温-5℃缓慢滴加10％的氨气甲醇溶液至不再产生沉淀为止，过滤，滤液即为9-硝基米诺环素甲醇溶液，HPLC检测，显示纯度为92.3％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。滤液减压浓缩至干得到固体，固体HPLC检测，显示纯度为92.4％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。所得固体炽灼残渣为0.04％。
实施例四
向反应瓶中加入浓硫酸(180ml)，控温-20℃加入盐酸米诺环素(100g)，加毕搅拌至溶清。控温-15℃缓慢匀速加入硝酸钾(26.5g)，用时2.3小时。加毕保温反应1h，HPLC检测，显示纯度为89.5％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。控温-5℃缓慢滴加11％的氨气甲醇溶液至不再产生沉淀为止，过滤，滤液即为9-硝基米诺环素甲醇溶液，HPLC检测，显示纯度为92.2％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。滤液减压浓缩至干得到固体，固体HPLC检测，显示纯度为92.3％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。所得固体炽灼残渣为0.05％。
实施例五
向反应瓶中加入浓硫酸(180ml)，控温-20℃加入盐酸米诺环素(100g)，加毕搅拌至溶清。控温-20℃缓慢匀速加入硝酸钾(30.9g)，用时2.4小时。加毕保温反应1h，HPLC检测，显示纯度为89.6％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。控温-5℃缓慢滴加12％的氨气甲醇溶液至不再产生沉淀为止，过滤，滤液即为9-硝基米诺环素甲醇溶液，HPLC检测，显示纯度为92.2％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。滤液减压浓缩至干得到固体，固体HPLC检测，显示纯度为92.2％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。所得固体炽灼残渣为0.04％。
实施例六
向反应瓶中加入浓硫酸(180ml)，控温-20℃加入盐酸米诺环素(100g)，加毕搅拌至溶清。控温-20℃缓慢匀速加入硝酸钾(30.9g)，用时2.4小时。加毕保温反应1h，HPLC检测，显示纯度为89.6％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。控温-5℃缓慢滴加12％的氨气乙醇溶液至不再产生沉淀为止，过滤，滤液即为9-硝基米诺环素乙醇溶液，HPLC检测，显示纯度为90.1％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.2％。滤液减压浓缩至干得到固体，固体HPLC检测，显示纯度为88.3％，9-硝基米诺环素的C4-差向异构体0.3％。所得固体炽灼残渣为5.1％。

Claims (10)

1.一种制备式Ⅱ化合物的方法，包括如下步骤：
1)式Ⅰ化合物或其盐溶于浓硫酸；
2)适当温度加入硝酸盐；
3)适当温度加入氨气甲醇溶液；
4)后处理得到式Ⅱ化合物；
其中，步骤1)中式Ⅰ化合物或其盐和浓硫酸的质量体积比g:ml是1:1～1:5，步骤2)中硝酸盐与式Ⅰ化合物的摩尔比是1.0:1～1.5:1，步骤2)中温度是-30～0℃，步骤3)中温度是-10～0℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中式Ⅰ化合物或其盐和浓硫酸的质量体积比g:ml是1:1～1:3。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中式Ⅰ化合物或其盐和浓硫酸的质量体积比g:ml是1:1.8。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中硝酸盐选自硝酸锂、硝酸钠或硝酸钾。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中硝酸盐选自硝酸钾。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中硝酸盐与式Ⅰ化合物的摩尔比是1.1:1～1.3:1。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中温度是-20～-5℃。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中温度是-15～-10℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中氨气甲醇溶液质量百分比为10％～12％。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中温度是-5～0℃。
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