CN107814824A - 一种醋酸四烯物的制备方法 - Google Patents

一种醋酸四烯物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于甾体激素药物中间体的制备技术领域,具体涉及一种醋酸四烯物的制备方法,包括以1,4,9(11)‑三烯‑雄甾‑3,17‑二酮为原料,依次经炔化反应、酯化反应、上溴脱溴反应和置换消除反应几个反应步骤来制备醋酸四烯物,且本发明不使用贵金属催化剂,原料易得,成本低廉,反应易于操作,适合工业化生产,整条路线精制后质量收率大于88%,纯度大于99%。

Description

一种醋酸四烯物的制备方法
技术领域
本发明属于甾体激素药物中间体的制备技术领域,具体涉及一种醋酸四烯物的制备方法。
背景技术
醋酸四烯物是合成地塞米松、曲安奈德、布地奈德等甾体药物非常重要的中间体,醋酸四烯物的结构式如下:
醋酸四烯物的传统合成路线中,一般以17位乙酰基的体中间体为原料,经过碘代、酯化得到21位醋酸酯基,这种方法采用的原料较昂贵,生产成本高。
中国专利CN102603843A报道了一种地塞米松中间体的制备方法,这种方法以1,4,9(11)-三烯-雄甾-3,17-二酮(化合物I)为原料,经过炔化、酯化、氧化、重排获得醋酸四烯物,其中氧化过程使用贵金属催化,生产成本高,且带来一定的环境污染,不适合工业化生产,该专利获得的醋酸四烯物的重量收率50~70%,纯度98%。
中国专利CN105622699A报道了一种醋酸四烯物及衍生物的制备方法,这种方法以4,9(11)-二烯-3,17-二酮为原料,经过醚化、加成、水解、消去、取代、重排、脱氢得到醋酸四烯物,该专利获得的醋酸四烯物重量收率47%,纯度98.3%。路线收率较低,生产成本较高,亦不适合工业化生产。
发明内容
本发明的目的是:针对现有技术中存在的上述缺点和不足,提供一条无需使用贵金属,成本低,收率高,对环境友好并适合工业化生产的醋酸四烯物的制备方法。
为实现本发明的发明目的,本发明提供如下技术方案:
以1,4,9(11)-三烯-雄甾-3,17-二酮(即化合物I)为原料,依次经炔化反应、酯化反应、上溴脱溴反应和置换消除反应几个反应步骤来制备醋酸四烯物,其反应路线如下:
具体来说,本发明的技术方案如下:
一种醋酸四烯物的制备方法,包括以下步骤:
第一步:炔化反应制备化合物II。
反应过程为:氩气保护下,氢氧化钾加入四氢呋喃中,通入乙炔,0~10℃滴加丙酮。滴毕,35~40℃反应2h。降温至-5℃,1,4,9(11)-三烯-雄甾-3,17-二酮(化合物I)溶于四氢呋喃中滴加至反应体系中,控温-5~5℃。滴毕,-5~5℃反应15h。反应完毕,加水淬灭。加稀硫酸调节PH=3~4。过滤,滤饼以四氢呋喃洗涤,合并滤液。减压蒸去四氢呋喃,加水水析,过滤,烘干得化合物II。
第二步:酯化反应制备化合物III。
反应过程为:氩气保护下,化合物II加入二氯甲烷中,加入4-二甲胺基吡啶,三乙胺,醋酐,回流7h。TLC检测反应终点,反应完毕,减压浓缩出二氯甲烷。冰水浴下滴加甲醇,室温搅拌30min。减压浓缩出大部分甲醇,冷至室温。冰水水析。过滤,烘干得化合物III。
第三步:上溴脱溴反应制备化合物V。
反应过程为:将化合物III加入溶剂中,加入水,加入催化剂,分批次加入溴代试剂,第一次控温0~40℃,TLC检测,反应完毕,得化合物IV的溶液。氩气保护下向上述化合物IV的溶液中加入还原剂的水溶液,第二次控温10~50℃,反应1h。减压浓缩出溶剂,降温至0~5℃,搅拌1h。过滤,45℃干燥24h得化合物V。
所述上溴脱溴反应中第一次控温0~40℃,最优选温度是10~20℃;第二次控温10~50℃,最优选温度是30~35℃
所述上溴脱溴反应中使用的溶剂选自:丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二甲基四氢呋喃中的一种或任意两种的组合。
所述上溴脱溴反应中使用的催化剂选自:甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、叔戊醇中的一种。
所述上溴脱溴反应中使用的溴代试剂选自:N-溴代乙酰胺、N-溴代琥珀酰亚胺、二溴海因中的一种或两种。
所述上溴脱溴反应中使用的还原剂选自:亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、二硫化钠、硫氢化钠、抗坏血酸中的一种。
所述上溴脱溴反应中化合物III:溶剂:水:催化剂:溴代试剂:还原剂的重量体积比是1W:10~50V:10~20V:0.5~3V:0.7~1.1W:0.65~1W。
第四步:置换消除反应制备醋酸四烯物VI
反应过程为:氩气保护下,化合物V中加入溶剂中,加入冰醋酸,无水醋酸钾或无水醋酸钠,控温100~150℃反应5h。TLC检测反应完全后,加入乙酸乙酯10V稀释反应液,降至常温,搅拌0.5h,过滤,5V乙酸乙酯洗涤滤饼,减压蒸去溶剂。10V冰水水析,过滤,60℃烘干得化合物VI的粗品。
所述置换消除反应中使用的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮中的一种,最优选溶剂为:二甲基甲酰胺。
所述置换消除反应中使用的无水醋酸盐为无水醋酸钾,无水醋酸钠,无水醋酸锂中的一种,最优选无水醋酸盐为:无水醋酸钾。
所述置换消除反应中化合物V:溶剂:无水醋酸盐:冰醋酸的重量体积比是1W:4~10V:0.6~2W:0.1~0.7V。
精制方法:将化合物VI的粗品用乙酸乙酯溶解,加入活性炭回流0.5h。过滤,滤液浓缩至糊状。此糊状物降温至0~5℃,静置2h。过滤,乙酸乙酯淋洗滤饼。烘干得醋酸四烯物VI精品。
注:文中所述W表示重量,V表示体积。当W单位为g时,V的单位mL;当W单位为kg时,V的单位L。
与相比现有技术,本发明的有益效果是:
本发明的方法,以起始物料以1,4,9(11)-三烯-雄甾-3,17-二酮(化合物I)为原料,经炔化、酯化、上溴脱溴反应和置换消除的方法制备得到醋酸四烯物,整条路线精制后质量收率大于88%,纯度大于99%,且不使用贵金属催化剂,原料易得,成本低廉,反应易于操作,适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例,更具体地说明本发明的内容。应当理解,本发明的实施并不局限于下面的实施例,对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
实施例1
(1)炔化反应:
氩气保护下,4Kg氢氧化钾加入18L四氢呋喃中,通入乙炔,搅拌降温至0℃。滴加1L丙酮,控制滴加速度,保持内温处于0~10℃,滴毕,35~40℃反应2h,降温至-5℃。将起始物化合物I 1Kg溶于18L四氢呋喃中滴加至反应体系中,控制内温-5~5℃,滴毕,-5~5℃反应15h。反应完毕,加水淬灭,加9N稀硫酸调节pH=3~4,过滤,滤饼以5V四氢呋喃洗涤,合并滤液,减压蒸去四氢呋喃,加5L水水析,过滤。50℃干燥16h得化合物II 1.08Kg,重量收率108%,HPLC纯度95.68%。
(2)酯化反应:
氩气保护下,将化合物II 1.08Kg加入二氯甲烷3.24L中,加入4-二甲胺基吡啶5.4g、三乙胺0.6L和醋酐1.3L,回流7h。TLC检测反应完毕后,减压浓缩出二氯甲烷,冰水浴下滴加甲醇2.2L,室温搅拌30min,减压浓缩出大部分甲醇,冷至室温,5.4L冰水水析,过滤,50℃干燥15h,得化合物III1.22Kg,重量收率112.9%,HPLC纯度94.88%。
(3)上溴脱溴反应:
将化合物III1.22Kg溶于12L丙酮中,加入1.3L叔丁醇和1.2L水,分批加入950g N-溴代琥珀酰亚胺,保持内温10~20℃,加料完毕后继续反应2h,TLC检测反应完毕,得化合物IV的溶液。将亚硫酸氢钠864g溶于11L水中,氩气保护下加入上述化合物IV的溶液中,控制内温30~35℃,反应1h。50℃以下减压浓缩出溶剂。降温至0~5℃,搅拌1h,过滤。45℃干燥24h得化合物V 1.51Kg,重量收率123.7%,HPLC纯度94.68%。
(4)置换消除反应:
氩气保护下,将化合物V 1.51Kg溶于7.5L二甲基甲酰胺中,加入无水醋酸钾0.9Kg,加入冰醋酸150mL,加毕升温至105℃,反应5h。TLC检测反应完全,降温至50℃,加入乙酸乙酯15L,搅拌0.5h,降至常温,过滤,滤饼用7.5L乙酸乙酯洗涤,合并滤液,减压浓缩至干,加入15L水搅拌1h,过滤,烘干得化合物VI的粗品1.23Kg,重量收率81.5%,HPLC纯度94.67%。
将化合物VI的粗品1.23Kg加入25L乙酸乙酯中加热溶清,加入活性炭62g,回流0.5h。过滤,滤液浓缩至糊状,降温至0~5℃,静置2h,过滤,烘干得化合物VI精品965g,重量收率78.4%,HPLC纯度99.40%。
实施例2
(1)炔化反应:
氩气保护下,将4Kg氢氧化钾加入18L四氢呋喃中,通入乙炔,搅拌降温至0℃,滴加1L丙酮,控制滴加速度,保持内温处于0~10℃。滴毕,35~40℃反应2h,降温至-5℃。将起始物料化合物I 1Kg溶于18L四氢呋喃中滴加至反应体系中,控制内温-5~5℃。滴毕,-5~5℃反应15h,反应完毕,加水淬灭,加9N稀硫酸调节pH=3~4。过滤,滤饼以5V四氢呋喃洗涤,合并滤液,减压蒸去四氢呋喃,加5L水水析,过滤,50℃干燥16h得,化合物II 1.09Kg,重量收率109%,HPLC纯度92.85%。
(2)酯化反应:
氩气保护下,化合物II 1.09Kg加入二氯甲烷3.3L中,加入4-二甲胺基吡啶5.5g、三乙胺0.6L和醋酐1.3L,回流7h,TLC检测反应完毕,减压浓缩出二氯甲烷。冰水浴下,滴加甲醇2.2L,室温搅拌30min,减压浓缩出大部分甲醇,冷至室温,5.5L冰水水析,过滤,50℃干燥15h,得化合物III1.22Kg,重量收率111.9%,HPLC纯度93.13%。
(3)上溴脱溴反应:
将化合物III1.22Kg溶于34L丙酮中,加入0.61L叔戊醇和1.8L水,分批加入860gN-溴代乙酰胺,保持内温0~10℃,加料完毕后继续反应4h。TLC检测反应完毕,得化合物IV的溶液。二硫化钠800g溶于16.5L水中,氩气保护下加入上述化合物IV的溶液中,控制内温10~20℃,反应2h,50℃以下减压浓缩出溶剂,降温至0~5℃,搅拌1h,过滤,45℃干燥24h得化合物V 1.48Kg,重量收率121.3%,HPLC纯度94.24%。
(4)置换消除反应:
氩气保护下,将化合物V 1.48Kg溶于6L二甲基甲酰胺中,加入无水醋酸钾1.18Kg,加入冰醋酸300mL。加毕升温至125℃,反应4h,TLC检测反应完全,降温至50℃,加入乙酸乙酯14L,搅拌0.5h,降至常温,过滤。滤饼用7.5L乙酸乙酯洗涤,合并滤液,减压浓缩至干,加入15L水搅拌1h,过滤,烘干得化合物VI的粗品1.18Kg,重量收率79.7%,HPLC纯度93.10%。
将化合物VI的粗品1.18Kg加入23L乙酸乙酯中加热溶清。加入活性炭59g,回流0.5h。过滤,滤液浓缩至糊状,降温至0~5℃,静置2h。过滤,烘干得化合物VI精品912g,重量收率77.2%,HPLC纯度99.22%。
实施例3
(1)炔化反应:
氩气保护下,4Kg氢氧化钾加入18L四氢呋喃中,通入乙炔,搅拌降温至0℃,滴加1L丙酮,控制滴加速度,保持内温处于0~10℃。滴毕,35~40℃反应2h,降温至-5℃。将起始物料化合物I 1Kg溶于18L四氢呋喃中滴加至反应体系中,控制内温-5~5℃,滴毕,-5~5℃反应15h。反应完毕,加水淬灭,加9N稀硫酸调节pH=3~4。过滤,滤饼以5V四氢呋喃洗涤,合并滤液,减压蒸去四氢呋喃,加5L水水析,过滤,50℃干燥16h得,化合物II 1.08Kg。重量收率108%,HPLC纯度92.90%。
(2)酯化反应:
氩气保护下,化合物II 1.08Kg加入二氯甲烷3.3L中,加入4-二甲胺基吡啶5.4g、三乙胺0.6L和醋酐1.3L,回流7h。TLC检测反应终点,反应完毕,减压浓缩出二氯甲烷,冰水浴下,滴加甲醇2.1L,室温搅拌30min,减压浓缩出大部分甲醇,冷至室温,5.4L冰水水析,过滤,50℃干燥15h,得化合物III1.19Kg,重量收率110.2%,HPLC纯度93.54%。
(3)上溴脱溴反应:
将化合物III1.19Kg溶于60L丙酮中,加入3.6L异丁醇,2.0L水,分批加入1.3Kg二溴海因,保持内温30~40℃,加料完毕后继续反应2h,TLC检测反应完毕,得化合物IV的溶液。亚硫酸钠1.2Kg溶于21.8L水中,氩气保护下加入上述化合物IV的溶液中,控制内温40~50℃,反应0.5h,50℃以下减压浓缩出溶剂,降温至0~5℃,搅拌1h,过滤,45℃干燥24h得化合物V 1.43Kg,重量收率120.1%,HPLC纯度93.73%。
(4)置换消除反应:
氩气保护下,化合物V 1.43Kg溶于14L二甲基乙酰胺中,加入无水醋酸钠2.8Kg,加入冰醋酸1.0L,加毕升温至150℃,反应3h,TLC检测反应完全,降温至50℃,加入乙酸乙酯14L,搅拌0.5h,降至常温,过滤,滤饼用7.0L乙酸乙酯洗涤,合并滤液,减压浓缩至干,加入14L水搅拌1h,过滤烘干得化合物VI的粗品1.15Kg,重量收率80.4%,HPLC纯度92.32%。
将化合物VI的粗品1.15Kg加入23L乙酸乙酯中加热溶清。加入活性炭57g,回流0.5h。过滤,滤液浓缩至糊状(约1L)。降温至0~5℃,静置2h。过滤,烘干得化合物VI精品880g。重量收率76.5%,HPLC纯度99.27%。

Claims (10)

1.一种醋酸四烯物的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
1)乙炔化反应:惰气保护下,使起始物化合物I(即1,4,9(11)-三烯-雄甾-3,17-二酮)与炔化钾反应得化合物II;
2)酯化反应:使化合物II在4-二甲胺基吡啶催化下与醋酐反应得化合物III;
3)上溴脱溴反应:将化合物III溶解在溶剂中,加入水、催化剂和溴代试剂,加成反应得化合物IV的溶液,在此溶液中加入还原剂,还原反应得到化合物V;
4)置换消除反应:将化合物V加入溶剂中,加入醋酸盐和冰醋酸,在100~150℃温度下发生置换消除反应得化合物VI即醋酸四烯物,
2.根据权利要求1所述的醋酸四烯物制备方法,其特征在于,所述步骤3)中合成化合物IV的上溴反应温度为0~40℃,最优选温度为10~20℃;合成化合物V的脱溴反应温度为10~50℃,最优选温度为30-35℃。
3.根据权利要求1所述的醋酸四烯物的制备方法,其特征在于,所述的步骤3)中:化合物III:溶剂:水:催化剂:溴代试剂:还原剂的配比是1W:10~50V:10~20V:0.5~3V:0.7~1.1W:0.65~1W。
4.根据权利要求1所述的醋酸四烯物的制备方法,其特征在于,所述的步骤3)中:溶剂选自丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃和二甲基四氢呋喃中的一种或任意两种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种醋酸四烯物的制备方法,其特征在于,所述的步骤3)中:催化剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇和叔戊醇中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种醋酸四烯物的制备方法,其特征在于,所述的步骤3)中:溴代试剂选自N-溴代乙酰胺、N-溴代琥珀酰亚胺和二溴海因中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种醋酸四烯物的制备方法,其特征在于,所述的步骤3)中:还原剂选自亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、二硫化钠、硫氢化钠和抗坏血酸中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种醋酸四烯物的制备方法,其特征在于,所述的步骤4)中:化合物V∶溶剂∶无水醋酸盐∶冰醋酸的配比是1W∶4~10V∶0.6~2W∶0.1~0.7V。
9.根据权利要求1所述的一种醋酸四烯物的制备方法,其特征在于,所述的步骤4)中:溶剂选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑啉酮中的一种。
10.根据权利要求1所述的一种醋酸四烯物的制备方法,其特征在于,所述的步骤4)中:无水醋酸盐选自无水醋酸钾、无水醋酸钠和无水醋酸锂中的一种。
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