一种美法仑的合成方法
技术领域
本发明属于药物领域,具体涉及一种美法仑的合成方法。
背景技术
美法仑(Melphalan)为氮芥类化疗药物。美法仑在国外已经上市使用多年,证明了美法仑的有效性和安全性。别名:米尔法兰、L-溶肉瘤素。是苯丙氨酸氮芥的左旋体,是一种烷化剂,其化学名为4-【双(2-氯乙烷基)-氨基】-L-苯丙氨酸,英文名称为
4-[bis(2-chloroethyl)amino-L-phenylalanine,其结构式为
由于其结构的特异性,使其可进入肿瘤细胞内而发生作用,导致细胞死亡,从而起到抗肿瘤作用。本品为苯丙氨酸氮芥的左旋体,研究表明左旋体具有更大的活性,其抗瘤性强于消旋体(即溶肉瘤素)。作用机理:主要通过烷化作用形成DNA链间或链内的交联或DNA和蛋白质之间的交联,属细胞周期特异性药物。
美法仑的合成工艺最早报道见于US3032585A和US3032584A,其合成路线归纳为以下几条:
路线一.如专利US3032585A和US3032584A中的合成路线:
路线二.如专利US2016016889A1、US2017226047A1中的合成路线:
路线三.如专利WO 2014191426中的合成路线:
路线一、二、三合成路线使用了环氧乙烷高毒物质,氯化时采用氯化试剂如POCl3,PCl5等腐蚀性溶剂,并且Boc、邻苯二甲酸、酯基保护基团在强酸存在下,容易脱去保护基团,容易生成如EP杂质G
同时氯化时生成EP杂质F
路线五如专利CN 102757357 B中的合成路线。
路线五使用了二(2-氯乙基)胺属于致癌物,且碘单质价格贵,碘具有强氧化性,对苯环的邻位、间位都有取代作用,造成最终产物杂质,不易精制。
发明内容
为了满足药物规模化生产需求,避免使用高毒,高腐蚀试剂,同时满足高纯度原料,低污染的需求,本发明的目的在于提供一种抗肿瘤药物美法仑的制备方法,本发明各步收率高、操作简单、反应条件温和、无高毒高腐蚀试剂、得到产物纯度高及适合工业化生产的优点。
1、一种美法仑的合成方法,包括以下步骤:
进一步优化,步骤1)所述原料式I中,X代表氧或氮中的一种;R1代表氢,饱和烷基或不饱和烷基中的一种;R2和R3各自代表氢,烷羰基,氨基羰基或烷氧羰基中的一种或多种。
进一步优化,步骤1)中原料式I包括N-叔丁氧羰基-L-4-硝基苯丙氨酸甲酯,N-叔丁氧羰基-L-4-硝基苯丙氨酸乙酯,N-叔丁氧羰基-L-4-硝基苯丙氨酸异丙酯,N-叔丁氧羰基-L-4-硝基苯丙氨酸丁酯,N,N-邻苯二甲酰基-L-4-硝基苯丙氨酸甲酯,N,N-邻苯二甲酰基-L-4-硝基苯丙氨酸乙酯,N,N-邻苯二甲酰基-L-4-硝基苯丙氨酸异丙酯或N,N-邻苯二甲酰基-L-4-硝基苯丙氨酸异丁酯中的一种。
进一步优化,步骤1)所述还原反应是将原料溶解于溶剂中,然后添加催化剂和氢气制得中间产物式III;催化剂为钯碳或雷尼镍中的一种,溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙醇或乙酸乙酯的一种。
进一步优化,步骤1)所述还原反应条件,压力为0.1~10Mpa,温度为25~100℃,时间为2~48h。
进一步优化,步骤2)所述烷基化反应,烷基化试剂式II中,X1代表溴或碘。
进一步优化,步骤2)所述烷基化反应中的烷基化试剂式II为1-氯-2-溴乙烷,1-氯-2-碘乙烷中的一种;所述的缚酸剂为碳酸钠、碳酸钾或三乙胺中的一种。
进一步优化,步骤2)所述烷基化反应条件,温度为-20~120℃;时间为2~48h。
进一步优化,步骤3)所述脱保护基反应添加酸或碱中的一种。
进一步优化,步骤3)所述脱保护基反应条件,温度为20℃至120℃;时间为3~24小时,成盐pH值为0.3~2。
本发明的有益效果:本发明各步收率高、操作简单、反应条件温和、无高毒高腐蚀试剂、得到产物纯度高及适合工业化生产的优点。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。另外,如果没有明确说明,在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的,或者可以按照本文或已知的方法合成的,对于没有列出的反应条件,也均为本领域技术人员容易获得的。
通过下面的技术方案,对发明内容做进一步的说明
参照下式,在下列实施例中,本发明按以下反应式进行美发仑的制备:
式Ⅰ、II、IV中,X代表氧或氮中的一种;R1代表氢,饱和烷基或不饱和烷基中的一种;R2和R3各自代表氢,烷羰基,氨基羰基或烷氧羰基中的一种;
一种抗肿瘤药物美法仑的制备方法,其特征是包括以下步骤:
(a)还原反应:以具有如式Ⅰ所示结构的化合物为原料,与催化剂、氢气进行还原反应制得还原产物,
式Ⅰ中,X代表氧或氮;R1代表氢,或饱和烷基,或不饱和烷基;R2和R3各自代表氢,或烷羰基,或氨基羰基,或烷氧羰基;
(b)烷基化反应:以具有如式II所示结构的化合物为烷基化试剂,与步骤(a)所得还原产物在缚酸剂存在下进行烷基化反应制得烷基化产物,
式II中,X1代表溴或碘。
(c)脱保护反应:将步骤(b)所得烷基化产物在酸或碱中进行水解反应,浓缩后,调pH,萃取洗涤,在干燥的盐酸的醇类或酯类溶剂中成盐,再用乙腈精制得美发仑盐酸盐。
在步骤(a)中,所述的原料为N-叔丁氧羰基-L-4-硝基苯丙氨酸甲酯,N-叔丁氧羰基-L-4-硝基苯丙氨酸乙酯,N-叔丁氧羰基-L-4-硝基苯丙氨酸异丙酯,N-叔丁氧羰基-L-4-硝基苯丙氨酸丁酯,N,N-邻苯二甲酰基-L-4-硝基苯丙氨酸甲酯,N,N-邻苯二甲酰基-L-4-硝基苯丙氨酸乙酯,N,N-邻苯二甲酰基-L-4-硝基苯丙氨酸异丙酯,N,N-邻苯二甲酰基-L-4-硝基苯丙氨酸异丁酯的一种。
在步骤(a)中,所述的催化剂为钯碳,雷尼镍的一种,优选钯碳作为催化剂;所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,四氢呋喃,乙醇,乙酸乙酯的一种,优选N,N-二甲基甲酰胺作为反应溶剂;反应压力为常压至10Mpa,优选常压下进行反应;反应温度为室温至100℃,优选40℃~60℃;反应时间为2小时至48小时。
在步骤(b)中,所述的烷基化试剂为1-氯-2-溴乙烷,1-氯-2-碘乙烷的一种;所述的缚酸剂为碳酸钠,碳酸钾,三乙胺的一种,优选碳酸钾作为缚酸剂。
在步骤(b)中,所述的反应温度为-20℃至120℃,优选-5℃~5℃;反应时间为2小时至48小时。
在步骤(c)中,所述的酸或碱为盐酸,氢氧化钠的一种,优选6N盐酸。
在步骤(c)中,所述的反应温度为20℃至120℃,优选70℃~100℃;反应时间为3小时至24小时;成盐pH值为0.3~2。
进一步具体指出反应的步骤如下:
(1)还原反应:将原料N-叔丁氧羰基-L-4-硝基苯丙氨酸乙酯或N,N-邻苯二甲酰-L-4-硝基苯丙氨酸乙酯溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,在钯碳催化,加热,常压下持续通氢气,过滤后得到N-叔丁氧羰基-L-4-氨基苯丙氨酸乙酯或N,N-邻苯二甲酰-L-4-氨基苯丙氨酸乙酯;
(2)烷基化反应:将步骤(1)所得产物的N,N-二甲基甲酰胺溶液滴入1-氯-2-卤代乙烷、碳酸钾、N,N-二甲基甲酰胺的体系中,低温反应,过滤浓缩后得到4-(二(2-氯乙烷基))-氨基-N-叔丁氧羰基-L-4-氨基苯丙氨酸乙酯或4-(二(2-氯乙烷基))-氨基-N,N-邻苯二甲酰-L-4-氨基苯丙氨酸乙酯;
(3)脱保护反应:将步骤(2)所得产物的N,N-二甲基甲酰胺溶液或固体与盐酸加热反应,经调碱pH值0.3~2,浓缩后,加入水调碱pH值4~5,用酯类溶剂萃取,水洗,干燥,活性炭脱色过滤;滴加干燥的盐酸乙醇溶液至pH0.3~2,过滤,酯类溶剂洗涤,再用乙腈打浆精制后,干燥得到美发仑。
实施例1:式III所示化合物的合成(还原反应)
步骤(a)还原反应,N-叔丁氧羰基-L-4-氨基苯丙氨酸乙酯的制备
将N-叔丁氧羰基-L-4-硝基苯丙氨酸乙酯(3.385kg,10.0mol)加入到装有N,N-二甲基甲酰胺(26L)的100L搪瓷釜中,搅拌溶解至澄清,加入10%钯碳(170g),用氮气置换三次,氢气置换三次后,升温至50℃持续通氢气,取样检测N-叔丁氧羰基-L-4-硝基苯丙氨酸乙酯反应完全后,停止通氢气并降至室温,过滤,母液直接用于下一步。
实施例2式III所示化合物的合成(还原反应)
步骤(a-1)还原反应,N,N-邻苯二甲酰基-L-4-氨基苯丙氨酸乙酯的制备
将N,N-邻苯二甲酰基-L-4-硝基苯丙氨酸乙酯(368.5g,1.0mol)加入到装有N,N-二甲基甲酰胺(2.5L)的10L玻璃反应瓶中,搅拌溶解至澄清,加入10%钯碳(18.5g),用氮气置换三次,氢气置换三次后,升温至50℃持续通氢气,取样检测N,N-邻苯二甲酰基-L-4-硝基苯丙氨酸乙酯反应完全后,停止通氢气并降至室温,过滤,母液直接用于下一步。
实施例3式III所示化合物的合成(还原反应)
步骤(a-2)还原反应,N-叔丁氧羰基-L-4-氨基苯丙氨酸异丙酯的制备
将N-叔丁氧羰基-L-4-硝基苯丙氨酸异丙酯(1.832kg,5.0mol)加入到装有N,N-二甲基甲酰胺(15L)的100L搪瓷釜中,搅拌溶解至澄清,加入10%钯碳(183g),用氮气置换三次,氢气置换三次后,升温至55℃持续通氢气,取样检测N-叔丁氧羰基-L-4-硝基苯丙氨酸异丙酯反应完全后,停止通氢气并降至室温,过滤,母液直接用于下一步。
实施例4式III所示化合物的合成(还原反应)
步骤(a-3)还原反应,N,N-邻苯二甲酰基-L-4-氨基苯丙氨酸异丙酯的制备
将N,N-邻苯二甲酰基-L-4-硝基苯丙氨酸异丙酯(39.5g,0.1mol)加入到装有乙醇(400mL)的2L氢化釜中,搅拌溶解至澄清,加入雷尼镍(3.9g),用氮气置换三次,氢气置换三次后,升温至50℃,加压0.3MPa持续通氢气12小时,停止通氢气并降至室温,过滤,浓缩至干,60℃干燥得白色粉末N,N-邻苯二甲酰基-L-4-氨基苯丙氨酸异丙酯33.6g,收率99.4%。
实施例5式IV化合物的合成(烷基化反应)
步骤(b)烷基化反应,4-(二(2-氯乙烷基))-氨基-N-叔丁氧羰基-L-4-氨基苯丙氨酸乙酯的制备。
将1-氯-2-溴-乙烷(1.577kg,11.0mol)、碳酸钾(1.589kg,11.5mol)、N,N-二甲基甲酰胺(5L)的50L玻璃釜中,降温至-5℃,开始滴加步骤(a)所得母液(13L,5mol),控制温度在-5℃~5℃,滴加完后反应16小时,取样检测主峰94.5%,N-叔丁氧羰基-L-4-氨基苯丙氨酸乙酯未检出,最大单杂2.36%.过滤,浓缩除去未反应完全的1-氯-2-溴-乙烷和大部分N,N-二甲基甲酰胺,剩余体积约3L,母液直接用于下一步。
实施例6式IV化合物的合成(烷基化反应)
步骤(b-1)烷基化反应,4-(二(2-氯乙烷基))-氨基-N-叔丁氧羰基-L-4-氨基苯丙氨酸乙酯的制备
将1-氯-2-碘-乙烷(2.095kg,11.0mol)、碳酸钾(1.589kg,11.5mol)、N,N-二甲基甲酰胺(5L)的50L玻璃釜中,降温至-5℃,开始滴加步骤(a)所得母液(13L,5mol),控制温度在-5℃~5℃,滴加完后反应12小时,取样检测主峰96.7%,N-叔丁氧羰基-L-4-氨基苯丙氨酸乙酯未检出,最大单杂1.43%.过滤,浓缩除去未反应完全的1-氯-2-碘-乙烷和大部分N,N-二甲基甲酰胺,剩余体积约2L。
实施例7式IV化合物的合成(烷基化反应)
步骤(b-2)烷基化反应,4-(二(2-氯乙烷基))-氨基-N,N-邻苯二甲酰基-L-4-氨基苯丙氨酸乙酯的制备
将1-氯-2-碘-乙烷(418.9g,2.2mol)、碳酸钾(319.1g,2.3mol)、N,N-二甲基甲酰胺(1L)的10L玻璃反应瓶中,降温至-5℃,开始滴加步骤(a-1)所得母液(2.5L,1.0mol),控制温度在-5℃~5℃,滴加完后反应12小时,取样检测主峰95.3%,N,N-邻苯二甲酰基-L-4-氨基苯丙氨酸乙酯未检出,最大单杂1.87%.过滤,浓缩除去溶剂,得到固体直接用于下一步。
实施例8式IV化合物的合成(烷基化反应)
步骤(b-3)烷基化反应,4-(二(2-氯乙烷基))-氨基-N-叔丁氧羰基-L-4-氨基苯丙氨酸异丙酯的制备。
将1-氯-2-溴-乙烷(1.577kg,11.0mol)、碳酸钾(1.589kg,11.5mol)、N,N-二甲基甲酰胺(5L)的50L玻璃釜中,降温至-5℃,开始滴加步骤(a-2)所得母液(15L,5mol),控制温度在-5℃~5℃,滴加完后反应14小时,取样检测主峰91.3%,N-叔丁氧羰基-L-4-氨基苯丙氨酸乙酯未检出,最大单杂3.36%.过滤,浓缩除去未反应完全的1-氯-2-溴-乙烷和大部分N,N-二甲基甲酰胺,剩余体积约4L,母液直接用于下一步。
实施例9式IV化合物的合成(烷基化反应)
步骤(b-4)烷基化反应,4-(二(2-氯乙烷基))-氨基-N,N-邻苯二甲酰基-L-4-氨基苯丙氨酸异丙酯的制备
将1-氯-2-碘-乙烷(34.5g,0.181mol)、碳酸钠(20.1g,0.189mol)、四氢呋喃(300mL)的1L玻璃反应瓶中,降温至-5℃,开始滴加N,N-邻苯二甲酰基-L-4-氨基苯丙氨酸异丙酯(30.0g,0.082mol)的四氢呋喃(300mL)溶液,控制温度在-5℃~5℃,滴加完后反应10小时,取样检测主峰94.5%,N,N-邻苯二甲酰基-L-4-氨基苯丙氨酸异丙酯未检出,最大单杂1.65%.过滤,浓缩除去溶剂,得到固体用适量乙腈打浆,得到淡黄色粉末30.66g,收率76.4%。
实施例10美法仑化合物的合成(酸解反应)
步骤(c)脱保护基反应,美发仑的制备。
将步骤(b)所得母液加入6N盐酸(6L,36mol)中,搅拌使其澄清。加热至80℃,搅拌10小时。冷却至室温,逐滴饱和乙酸钠调节pH至约0.7。浓缩至无馏分。所得固体加入5L水溶解,用饱和乙酸钠调节pH至约4,有大量固体析出,用2L×3乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯层用1L×3饱和氯化钠水溶液洗涤后,用无水硫酸钠干燥,过滤。所得母液用干燥的氯化氢乙醇溶液滴加,调pH至1,过滤,500mL*2乙酸乙酯洗涤,得到湿品,加入7.5L乙腈室温搅拌14.5小时,过滤,570mL*2乙腈洗涤。低于40℃时干燥24小时,得到类白色粉末1.262kg产品。(以起始原料计,摩尔收率:73.9%;纯度:99.7%,单个杂质不大于0.1%)
实施例11美法仑化合物的合成(酸解反应)
步骤(c-1)脱保护基反应,美发仑的制备。
将步骤(b-1)所得母液加入6N盐酸(6L,36mol)中,搅拌使其澄清。加热至80℃,搅拌10小时。冷却至室温,逐滴饱和乙酸钠调节pH至约1。浓缩至无馏分。所得固体加入5L水溶解,用饱和乙酸钠调节pH至约5,有大量固体析出,用2L×3乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯层用1L×3饱和氯化钠水溶液洗涤后,用无水硫酸钠干燥,用活性炭脱色过滤。所得母液用干燥的氯化氢乙醇溶液滴加,调pH至1,搅拌2小时后过滤,500mL*2乙酸乙酯洗涤,得到湿品,加入7.5L乙腈室温搅拌15小时,过滤,550mL*2乙腈洗涤。低于40℃时干燥24小时,得到白色粉末1.462kg产品。(以起始原料计,摩尔收率:85.5%;纯度:99.7%,单个杂质不大于0.1%)
实施例12美法仑化合物的合成(酸解反应)
步骤(c-2)脱保护基反应,美发仑的制备。
将步骤(b-2)所得固体加入6N盐酸(1.4L,36mol)中,搅拌使其澄清。加热至回流,搅拌15小时。冷却至室温,逐滴饱和乙酸钠调节pH至约1。过滤不溶固体,用饱和乙酸钠调节pH至约5,有大量固体析出,用500L×3乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯层用500L×3饱和氯化钠水溶液洗涤后,用无水硫酸钠干燥,用活性炭脱色过滤。所得母液用干燥的氯化氢乙醇溶液滴加,调pH至1,搅拌2小时后过滤,200mL*2乙酸乙酯洗涤,得到湿品,加入1.2L乙腈室温搅拌15小时,过滤,100mL*2乙腈洗涤。低于40℃时干燥24小时,得到白色粉末271.3g产品。(以起始原料计,摩尔收率:79.4%;纯度:99.6%,单个杂质不大于0.1%)
实施例13美法仑化合物的合成(酸解反应)
步骤(c-3)脱保护基反应,美发仑的制备。
将步骤(b-3)所得母液加入30%NaOH溶液(3L),在70~80℃搅拌7小时,用盐酸调pH至5,过滤,用乙醇回流打浆,过滤得到湿品,低于40℃时干燥24小时,得到白色粉末美发仑954g产品。(以起始原料计,摩尔收率:62.5%;纯度:99.4%)
实施例13美法仑化合物的合成(酸解反应)
步骤(c-4)脱保护基反应,美发仑的制备。
将4-(二(2-氯乙烷基))-氨基-N,N-邻苯二甲酰基-L-4-氨基苯丙氨酸异丙酯(30.0g,0.061mol)加入6N盐酸(150mL,0.9mol)中,搅拌使其澄清。加热至回流,搅拌10小时。冷却至室温,逐滴饱和乙酸钠调节pH至约1。过滤不溶固体,用饱和乙酸钠调节pH至约5,有大量固体析出,用200L×3乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯层用200L×3饱和氯化钠水溶液洗涤后,用无水硫酸钠干燥,用活性炭脱色过滤。所得母液用干燥的氯化氢乙醇溶液滴加,调pH至1,搅拌2小时后过滤,50mL*2乙酸乙酯洗涤,得到湿品,加入150mL乙腈室温搅拌8小时,过滤,50mL*2乙腈洗涤。低于40℃时干燥24小时,得到白色粉末12.78g产品。(收率:61.3%;纯度:99.7%,单个杂质不大于0.1%)。