CN107324998B - 一种制备外用抗生素类药物瑞他莫林的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制备外用抗菌药瑞他莫林的新方法，该方法以泰妙菌素为起始原料，经过5步实体化学反应加精制过程得到瑞他莫林。本法起始原料质量可控，适宜于新药研发和申报；本法工艺操作简单，条件可控，制备成本低，便于工业生产，是对瑞他莫林合成方法的重大创新。

Description

一种制备外用抗生素类药物瑞他莫林的方法
技术领域
本发明涉及一类重要的外用抗生素药物的制备方法，具体的说，是涉及化合物名称为[[(3-外)-8-甲基-8-氮杂二环[3.2.1]辛烷]-3-巯基]-,(3aS,4R,5S,6S,8R,9R,9aR,10R)-4,6,9,10-四甲基-5-羟基-6-乙烯基十氢化-1-氧代-3a,9-丙烷-3aH-环戊环辛烷-8-乙酸酯的制备方法。
背景技术
瑞他莫林，化学名为[[(3-外)-8-甲基-8-氮杂二环[3.2.1]辛烷]-3-巯基]-,(3aS,4R,5S,6S,8R,9R,9aR,10R)-4,6,9,10-四甲基-5-羟基-6-乙烯基十氢化-1-氧代-3a,9-丙烷-3aH-环戊环辛烷-8-乙酸酯，是一个半合成的截断北风菌素类抗生素，它能与细菌的核糖体50S亚单位上的独特位点结合，阻断核糖体P区域，干扰肽酰转移酶活性，从而选择性地抑制细菌蛋白的合成，达到抗菌效果。FDA 于2007年4月17日批准了史克公司申报的商品名为Altabax的含1％瑞他莫林乳膏在美国上市，其适应症为9个月以上儿童及成人因金黄色葡萄球菌和化脓性链球菌引起的疱疹病。
针对该化合物，已有报道其制备方法(US20090149655，WO2005023257A1，WO2010056855A1)均是以细菌发酵产物截短侧耳素为原料，经过侧链上的羟基保护，与盐酸外-托品-3-硫醇发生取代反应得到目标产物的粗品，粗品再经过精制得到瑞他莫林成品，具体路线如下：
Figure BDA0001366025610000021
关于瑞他莫林的制备方法，现有方法所用起始原料均为截短侧耳素，截短侧耳素为细菌发酵产物，容易受到垄断控制，再者因为发酵产物杂质谱复杂且难以控制，影响瑞他莫林产品质量，也使药品生产厂家杂质研究增加的难度加大，同时不利于新药注册申报。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种全新的瑞他莫林制备方法，该制备方法采用一种新的原料药为起始物，该原料药质量易控制。
以该原料药为起始物制备瑞他莫林的关键在于合成一种重要的中间体，因此，本发明首先是提供一种合成瑞他莫林的中间体及其制备方法。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种合成瑞他莫林的中间体，其结构式如式Ⅳ所示：
Figure BDA0001366025610000031
式Ⅳ所示中间体的制备方法，包括如下进行的步骤：
(1)泰妙菌素或其盐发生重排反应生成式Ⅱ所示的化合物，泰妙菌素结构式如式Ⅰ所示：
Figure BDA0001366025610000032
(2)式Ⅱ所示的化合物发生水解反应得到式Ⅲ所示的化合物：
Figure BDA0001366025610000033
(3)式Ⅲ所示的化合物与氯乙酰氯发生取代反应生成式Ⅳ所示的化合物：
Figure BDA0001366025610000041
泰妙菌素或其盐为起始原料，所述的盐包括有机酸盐和无机盐，有机酸盐如延胡索酸盐、马来酸盐、柃檬酸盐、醋酸盐、对甲苯磺酸盐、苯磺酸盐等；无机盐如盐酸盐、硫酸盐、磷酸盐等。
进一步，所述的制备方法，步骤(1)中，所述重排反应所用溶剂为甲醇、乙醇、二氯甲烷、甲基叔丁基醚、1,4-二氧六环和四氢呋喃中的一种或多种。优选甲醇。
进一步，所述的制备方法，步骤(1)中，所述重排反应在原甲酸三甲酯和无机酸作用下进行，泰妙菌素或其盐与原甲酸酯的摩尔比为1：5-10。
优选的，所述无机酸为无机强酸。
优选的，无机强酸为硫酸、盐酸和磷酸中的一种或多种。优选硫酸。
进一步，所述的制备方法，步骤(1)中，所述重排反应在温度范围为20-60℃条件下进行。优选温度范围为40-50℃。
进一步，所述的制备方法，步骤(2)中，所述水解反应在碱性条件下水解。
优选的，碱性条件为无机碱。
优选的，所述无机碱为无机强碱，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等。优选氢氧化钠。
进一步，所述的制备方法，步骤(2)中，所述水解反应在温度范围为20-60℃条件下进行。优选水解反应温度为40-50℃。
进一步，所述的制备方法，步骤(3)中，所述取代反应在有机碱催化下，式Ⅲ化合物与氯乙酰氯在溶剂中，在一定温度下，发生酯化反应。
优选的，所述有机碱为三乙胺、三丁胺、4-二甲氨基吡啶、吡啶和二异丙基乙胺中的一种或多种。优选吡啶。
优选的，式Ⅲ所示的化合物与有机碱的摩尔比为1：3-5。
进一步，所述的制备方法，步骤(3)中，式Ⅲ所示的化合物与氯乙酰氯的摩尔比为1：1.5-2.5。
进一步，所述的制备方法，步骤(3)中，所述取代反应所用溶剂选自甲基叔丁基醚、异丙醚、乙醚、四氢呋喃、甲基异丁基酮、甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯和乙酸异丙酯中的一种或多种。优选甲基叔丁基醚。
进一步，所述的制备方法，步骤(3)中，所述取代反应温度为(-50℃)- (30℃)。优选反应温度为(-20)-0℃。
进一步，本发明提供了利用所制备的中间体制备瑞他莫林的方法。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
基于所述的中间体制备瑞他莫林的方法，包括如下进行的步骤：
(1)式Ⅳ所示的化合物发生重排反应生成式Ⅴ所示的化合物：
Figure BDA0001366025610000051
(2)式Ⅴ所示的化合物与盐酸外-托品-3-硫醇发生取代反应生成式Ⅵ所示的化合物，由式Ⅵ所示的化合物经过精制得到瑞他莫林成品：
Figure BDA0001366025610000052
进一步，所述的制备瑞他莫林的方法，步骤(1)中，所述重排反应在强酸性条件下，在路易斯酸催化作用下进行。
优选的，所述路易斯酸为三氯化铝、三氯化铁、氯化锌、三氟化锑和四氯化钛中的一种或多种。
优选的，式Ⅳ所示的化合物与路易斯酸的摩尔比为1：2-5，优选摩尔比为 1：3。
优选的，所述强酸选自浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸，优选为浓盐酸。式Ⅳ所示的化合物与强酸配比为1：2-5(质量体积比kg/L)，优选式Ⅳ所示的化合物与强酸配比为1：3。
进一步，所述的制备瑞他莫林的方法，步骤(1)中，所述重排反应所用溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、1,4-二氧六环、丙酮、乙二醇单甲醚中的一种或多种。
进一步，所述的制备瑞他莫林的方法，步骤(1)中，所述重排反应温度范围选自0-60℃。优选重排反应温度为40-50℃。
进一步，所述的制备瑞他莫林的方法，步骤(2)中，所述取代反应在无机碱作用下，在相转移催化剂作用下进行。
优选的，所述相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵、四丁基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵和十四烷基三甲基氯化铵中的一种或多种。优选四丁基溴化铵或者四丁基碘化铵。
优选的，所述无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂。优选氢氧化钠。
优选的，所述无机碱配制成水溶液，浓度为15-30％。优选浓度为20％。
优选的，式Ⅴ所示的化合物与无机碱水溶液的摩尔比为1：3-7。优选式Ⅴ所示的化合物与无机碱水溶液的摩尔比为1：5。
进一步，所述的制备瑞他莫林的方法，步骤(2)中，所述取代反应所用溶剂选自甲基叔丁基醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、异丙醚、乙醚、甲基异丁基酮、乙酸丁酯、乙酸异丙酯中的一种或多种。优选甲基叔丁基醚。
进一步，所述的制备瑞他莫林的方法，步骤(2)中，所述取代反应温度为 0-60℃。优选取代反应温度为20-30℃。
进一步，所述的制备瑞他莫林的方法，步骤(2)中，式Ⅴ所示的化合物与盐酸外-托品-3-硫醇的摩尔比为1：1.2-1.5。
进一步，所述的制备瑞他莫林的方法，步骤(2)中，式Ⅵ所示的化合物经过溶剂纯化后再精制得到瑞他莫林成品。
优选的，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、正己烷、正庚烷中的一种或多种。优选为乙酸乙酯-正己烷混合液或乙酸乙酯-正庚烷混合液。每次纯化优选式VI所示的化合物与溶剂的配比在1：1-6(质量体积比kg/L)。优选为1：2。
优选的，所述纯化过程可包括一种或多种混合溶剂体系的搭配使用。
本发明的有益效果在于：
1)本发明所选起始原料为半合成类兽用药，具有严格的质量标准(如欧洲药典标准)，且杂质谱清晰，因此该起始原料质量可控。以该起始原料制备瑞他莫林，便于药品生产企业进行瑞他莫林产品的质量研究，利于新药申报。
2)本发明提供了一种全新的制备方法，整体工艺操作简单，反应温度适中，无严苛的反应条件，便于工业化生产。
3)本发明的制备方法所用试剂价廉易得，加料方便，运输储存简单，制备成本低。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明。所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明，但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1式Ⅲ所示的化合物的制备
式Ⅲ所示的化合物化学名称为(3aS,4R,6S,8R,9R,9aR,10R)-4,6,9,10-四甲基八氢-8-羟基-1-甲氧基-6–乙烯基-3a,9-丙烷-3aH-环戊环辛烷-5-酮。
将1.22kg式I化合物和7.5L无水甲醇加入50L双层玻璃反应釜中，氮气保护，搅拌下溶清后加入原甲酸三甲酯1.18kg，降温；0-10℃开始滴加浓硫酸，保温<15℃，约1.0-1.5小时滴毕，共602.9g浓硫酸；升温至内温45-50℃反应，约6.0-7.0小时反应完毕，停止加热，降温度至10-20℃，开始滴入50％的氢氧化钠水溶液，控温<30℃，约1.0小时滴毕，共滴入2.17kg 50％的氢氧化钠水溶液；升温至内温55-65℃反应，约4.0-5.0小时后反应完毕，停止加热，降温至20-30℃，加入25L饮用水，乙酸乙酯萃取(5.0L*2)，合并有机相，水洗(6.0L*3)，加入无水硫酸钠1.0kg搅拌下干燥1.0-2.0小时；50.0-60.0℃减压浓缩至断流，加入1.5L正庚烷减压蒸馏至断流后加入820mL正庚烷，加热至 45-50℃搅拌溶清；降温至20-30℃，后冰浴析晶(0-10℃)1.0-1.5小时；抽滤，滤饼用约50-100mL正庚烷淋洗，真空干燥(55-65℃，-0.08～-0.09MPa)4-6小时，得675.6g黄白色固体(式Ⅲ化合物)，收率82.5％，纯度98.6％。
实施例2式Ⅳ化合物的制备
式Ⅳ化合物的化学名称为(3aS,4R,6S,8R,9R,9aR,10R)-4,6,9,10-四甲基八氢-8-羟基-1-甲氧基-6–乙烯基-3a,9-丙烷-3aH-环戊环辛烷-5-酮-8-氯乙酸酯。
将2.4L甲基叔丁基醚、210.0g式Ⅲ化合物加入10L双层玻璃反应釜中，搅拌溶清，搅拌转速200-300转/分钟；高低温循环机降温，控温在-10至-15℃滴加吡啶(共223.0g)，约15-20分钟滴加完毕；降温，控温在-20～-25℃滴加氯乙酰氯(146.0g)和750ml甲基叔丁基醚的混合液，反应釜中有大量黄白色固体生成，约2.5-3.5小时滴加完毕；升温至-10～-15℃反应1.0-1.5小时结束反应，加入2.0L饮用水搅拌后分层，有机相用2.0L饮用水洗一次，弃去水层；有机相用0.5kg无水硫酸钠搅拌干燥1.0-2.0小时；45.0-55.0℃减压浓缩至断流，再加入200mL正己烷45.0-55.0℃减压浓缩至断流；加入650mL正己烷，升温至40-50℃搅拌溶清，后停止加热，自然降温；内温20-30℃时冰浴降温析晶；0-10℃析晶1.0-2.0小时；抽滤，滤饼用约30-50mL正己烷淋洗，真空干燥(55-65℃，-0.08～-0.09MPa)4-6小时，得173.0g黄白色固体(式Ⅳ化合物)，收率67.2％，纯度98.0％。
实施例3式Ⅴ化合物的制备
式Ⅴ化合物的化学名称为(3aS,4R,5S,6S,8R,9R,9aR,10R)-4,6,9,10-四甲基八氢-5,8-羟基-6-乙烯基-3a,9-丙烷-3aH-环戊环辛烷-1-酮-8-氯乙酸酯。
将315.0g式Ⅳ化合物和1.58L乙腈加入10.0L反应釜中，控温5-15℃搅拌下缓慢滴入氯化锌的浓盐酸溶液(312.7g氯化锌溶于945mL浓盐酸中)，约 1.5-2.0小时滴加完毕，后升温至40.0-50.0℃反应1.0-1.5小时，结束反应，加入2.0L饮用水淬灭反应，二氯甲烷萃取(2.5L*2)，合并有机相，用饮用水洗 (3.0L*2)；有机相用1.0kg无水硫酸钠搅拌下干燥1.0-2.0小时；抽滤，滤饼用0.5L二氯甲烷洗涤，后滤液40.0-50.0℃减压浓缩至断流，加入100mL乙酸乙酯减压蒸馏至断流后，再加入456mL乙酸乙酯，40.0-50.0℃加热搅拌溶清，保温滴入正己烷(共3.65L)，约1.5-2.0小时滴加完毕；自然降温至 20.0-30.0℃，后冰浴降温，0-10.0℃析晶1.0-1.5小时，抽滤，滤饼用100-200mL 正己烷淋洗；真空干燥(55-65℃，-0.08～-0.09MPa)4-6小时，得236.0g黄白色固体(式Ⅴ化合物)，收率77.2％，纯度98.9％。
以下实施例中，式VI化合物和瑞他莫林精制品的纯度采用高效液相色谱法(HPLC)测定，色谱条件如下：
色谱柱：Kromasil Eternity-C18 4.6*250mm，5μm
流动相：缓冲盐：乙腈：水＝30:21:49
缓冲盐配置方法：称取10g碳酸铵于1L容量瓶，加入800mL纯化水溶解后，缓慢加入22mL高氯酸，待不产生气泡后，稀释至刻度，用氨水调节pH值至10.0；
检测波长：212nm
柱温：30℃
流速：1.0ml/min
进样量：20μl
配样浓度：10.0mg/ml(乙腈作溶剂)
实施例4式Ⅵ化合物的制备
式Ⅵ化合物的化学名称为[[(3-外)-8-甲基-8-氮杂二环[3.2.1]辛烷]-3- 巯基]-，(3aS,4R,5S,6S,8R,9R,9aR,10R)-4,6,9,10-四甲基-5-羟基-6-乙烯基十氢化-1-氧代-3a,9-丙烷-3aH-环戊环辛烷-8-乙酸酯。
向10L反应釜内加入116.2g RET-X1，74.0g TBAB，200g式V化合物和2.0L 甲基叔丁基醚，搅拌转速300-400转/分钟下，控温10-20℃滴入氢氧化钠水溶液(100.0g氢氧化钠溶于500mL水中)，约1.0-1.5小时滴加完毕，后升温至 20-30℃反应1.0-1.5小时，结束反应，加入2.0L饮用水，搅拌后分液，水层用1.0L甲基叔丁基醚萃取一次，合并有机相，饮用水洗两次(2.5L*2)；有机相用0.5kg无水硫酸钠在搅拌下干燥1.0-2.0小时；抽滤，滤饼用0.5L甲基叔丁基醚洗涤，后滤液40.0-50.0℃减压浓缩至断流，加入100mL乙酸乙酯减压蒸馏至断流后，再加入518mL乙酸乙酯，50.0-60.0℃加热搅拌溶清，保温下滴加正己烷(共1040mL)，约1.5-2.0小时滴加完毕；自然降温至20.0-30.0℃，冰浴降温析晶，0-10.0℃析晶1.0-1.5小时，抽滤，滤饼用100-200mL正己烷淋洗；真空干燥(55-65℃，-0.08～-0.09MPa)4-6小时，得196.0g黄白色固体(式 VI化合物，瑞他莫林粗品)，收率75.7％，HPLC纯度99.9％。
实施例5瑞他莫林精制品的制备
将1260mL丙酮和186g粗品(式VI化合物)加入到洁净干燥的2L三口玻璃反应瓶中，室温搅拌至溶解澄清，过滤，30mL丙酮淋洗三口瓶，淋洗液过滤，合并滤液得粗品丙酮溶液。
将7.3kg纯化水加入到洁净的10L双层玻璃反应釜中，搅拌，冰水浴冷却，控制纯化水温度0-10℃将上述丙酮滤液滴入其中。滴加完毕后控制内温0-10℃搅拌0.5-1.0小时。离心，滤饼用140mL纯化水淋洗。将所得湿品置于55-65℃真空(-0.08MPa～-0.10Mpa)烘干至恒重，得成品175g，收率94.4％，HPLC纯度99.9％。
实施例6瑞他莫林结构确证数据
(1)质谱数据：
仪器：AB公司的API3000，ESI源，正离子模式，[M+H+]+＝518.7，与瑞他莫林理论分子量一致；
(2)单晶X射线衍射结果：
仪器：日本Rigaku MicroMax 002+单晶衍射仪
单晶制备方法：取0.2g本法制备所得的瑞他莫林精制品，用5ml无水甲醇溶清，过滤，滤液放入西林瓶中，封闭瓶口，仅留细小缝隙，放置于无自然光的地方，数天后即得适于单晶X射线衍射的实验用单晶。
通过单晶X射线衍射检测报告，其分析结果为：最终确定不对称单位化学计量式为C30H47NO4S，计算分子量为517.77，这与CAS为224452-66-8化合物的数据完全一致。分子绝对构型如下：
Figure BDA0001366025610000111
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种制备瑞他莫林的方法，其特征在于，包括如下进行的步骤：
(1)泰妙菌素或其盐发生重排反应生成式Ⅱ所示的化合物，泰妙菌素结构式如式Ⅰ所示：
Figure FDA0002394300800000011
(2)式Ⅱ所示的化合物发生水解反应得到式Ⅲ所示的化合物：
Figure FDA0002394300800000012
(3)式Ⅲ所示的化合物与氯乙酰氯发生取代反应生成式Ⅳ所示的化合物：
Figure FDA0002394300800000013
(4)式Ⅳ所示的化合物发生重排反应生成式Ⅴ所示的化合物：
Figure FDA0002394300800000021
(5)式Ⅴ所示的化合物与盐酸外-托品-3-硫醇发生取代反应生成式Ⅵ所示的化合物，由式Ⅵ所示的化合物经过精制得到瑞他莫林成品：
Figure FDA0002394300800000022
2.根据权利要求1所述的制备瑞他莫林的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述重排反应在强酸性条件下，在路易斯酸催化作用下进行，所述路易斯酸为三氯化铝、三氯化铁、氯化锌、三氟化锑和四氯化钛中的一种或多种，反应所用溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、1,4-二氧六环、丙酮、乙二醇单甲醚中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的制备瑞他莫林的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述取代反应在无机碱存在下，在相转移催化剂作用下进行，所述相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵、四丁基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵中的一种或多种，反应所用溶剂选自甲基叔丁基醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、异丙醚、乙醚、甲基异丁基酮、乙酸丁酯和乙酸异丙酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制备瑞他莫林的方法，其特征在于，步骤(5)中，式Ⅵ所示的化合物经过溶剂纯化后再精制得到瑞他莫林成品，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、正己烷、正庚烷中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述重排反应所用溶剂为甲醇、乙醇、二氯甲烷、甲基叔丁基醚、1,4-二氧六环和四氢呋喃中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述重排反应在原甲酸三甲酯和无机酸作用下进行，泰妙菌素或其盐与原甲酸酯的摩尔比为1：5-10。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述水解反应在碱性条件下水解。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述取代反应在有机碱存在下进行，所述有机碱为三乙胺、三丁胺、4-二甲氨基吡啶、吡啶和二异丙基乙胺中的一种或多种，反应所用溶剂选自甲基叔丁基醚、异丙醚、乙醚、四氢呋喃、甲基异丁基酮、甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯和乙酸异丙酯中的一种或多种。
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