CN108033917A - 一种5-氟胞嘧啶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于药物化学合成技术领域,涉及一种5‑氟胞嘧啶的制备方法。本发明包括以下步骤,利用甲酸乙酯和氯甲酸甲酯合成2‑氯‑3‑氧代丙酸甲酯,再利用氧甲基异脲合环得嘧啶环,再用氟化钾取代嘧啶环上的氯,三氯氧磷取代嘧啶环上的羟基,再加入氨水使氯被氨基取代,酸性条件下水解得产物5‑氟胞嘧啶。本发明以氯乙酸甲酯取代氟乙酸甲酯作为5‑氟胞嘧啶的合成原料,从而避免了使用氟乙酸甲酯这种剧毒化学品,同时由于氯乙酸甲酯的价格远远低于氟乙酸甲酯的价格,故可节约生产成本,并且利用本发明所提供的合成路线,无需复杂的后处理步骤,即可制得纯度较高的5‑氟胞嘧啶,同时具有较高的总产率,具有显著的工业价值,值得大规模推广使用。
Description
技术领域
本发明属于药物化学合成技术领域,具体涉及一种5-氟胞嘧啶的制备方法。
背景技术
5-氟胞嘧啶又叫氟胞嘧啶、5-氟胞苷、安确治、安拉喷,为白色或类白色结晶性粉末,其主要用于治疗隐球菌和念珠菌等所致的真菌感染,如真菌败血症、心内膜炎、脑膜炎、皮肤黏膜念珠菌病、念珠菌心内膜炎、念珠菌关节炎、隐球菌脑膜炎和着色真菌病。该品在国外作为治疗严重全身性白色含珠菌及隐球菌感染的首选药物,用于真菌性髓膜炎,真菌性呼吸道感染及黑色真菌症的治疗。
5-氟胞嘧啶除了本身是抗菌药以外,又是制备卡培西他滨的主要中间体。卡培西他滨能够抑制细胞分裂和干扰RNA和蛋白质合成,是一种可以在体内转变成5-FU的抗代谢氟嘧啶脱氧核苷氨基甲酸酯类药物,主要用来治疗大肠肿瘤,结肠肿瘤,胰腺肿瘤,转移性乳腺癌等肿瘤疾病。
由此可见,5-氟胞嘧啶具有广阔的市场前景,开发更加环保、收率更高、成本更低的新工艺对于5-氟胞嘧啶的广泛应用具有极其重大的实际意义。
例如,中国发明专利申请公开了一种5-氟胞嘧啶的制备方法[申请号:201410676436.2],该发明包括以下步骤:(1)向二甲苯中滴入甲酸乙酯,在金属催化剂的作用下与氟乙酸甲酯进行缩合反应,经升温搅拌、再升温保温得到中间体;(2)中间体在有机胺催化剂的作用下与氯化剂进行氯化取代,得到氯化产物;(3)氯化产物在氨气压力环境以及相转移催化剂N-烷基膦酰胺、次甲基桥磷、四丁基溴化铵的作用下,进行氨化取代,得到氨化产物;(4)氨化产物进行酸性水解得到5-氟胞嘧啶。
但该发明申请提供的合成路线所用的原料之一为氟乙酸甲酯,氟乙酸甲酯为剧毒品,已限制生产,并且氟乙酸甲酯价格较高,提高了5-氟胞嘧啶的生产成本。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题,提供一种5-氟胞嘧啶的制备方法。
所述的一种5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一:向反应釜中加入甲苯,冷却,在搅拌条件下加入固体甲醇钠,利用氮气置换掉反应釜内的空气后向反应釜内依次加入甲酸乙酯和氯乙酸甲酯,加完后升温至65-75℃,反应8-12h,反应结束后冷却至20℃以下,加入液体甲醇钠和氧甲基异脲,加完后升温至45-55℃,反应5-7h,得到的反应液除去溶剂,再溶解于水中,静置分层,水相调节pH值至3-4,冷却、过滤、洗涤、干燥得到中间体2;
步骤二:将步骤一得到的中间体2加入到DMF中,再加入氟化钾和四丁基溴化胺,升温至140-150℃,反应6-10h,反应完毕后降温,减压除去DMF后加入至水中,过滤、重结晶、过滤、干燥得到中间体3;
步骤三:将步骤二得到的中间体3加入至甲苯中,再加入N,N-二甲基苯胺,搅拌条件下滴加三氯氧磷,滴加完毕后,升温至55-65℃,反应2-4h,反应完毕后降温,再将反应液加入到水和甲苯中,搅拌,静置分层,减压蒸馏得到中间体4;
步骤四:将步骤三得到的中间体4与氨水混合,加压,升温至100-115℃,反应1-2h,反应完毕后冷却析晶、过滤、干燥得到中间体5;
步骤五:将步骤四得到的中间体5与浓硫酸混合,升温至95-105℃,维持温度0.5-1.5h后降温,再将混合液加入水中,调节pH值至8-9,冷却,静置,过滤,干燥,得到目标化合物5-氟胞嘧啶;
所述中间体2、中间体3、中间体4、中间体5及5-氟胞嘧啶的结构式如下所示:
所述的5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于步骤一中的氯乙酸甲酯、甲酸乙酯、固体甲醇钠和氧甲基异脲的质量比为1:1.5-2.0:1.0-1.2:2.7-3.2。
所述的5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于步骤一中加入甲酸乙酯时的温度为10-20℃,加入氯乙酸甲酯时的温度为10-25℃。
所述的5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于步骤四中的氨水质量浓度为15-25%。
所述的5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于步骤四中的加压压力为0.5-1.0MPa。
所述的5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于步骤五的5-氟胞嘧啶进行纯化处理。
所述的5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于纯化处理步骤如下:将步骤五中的5-氟胞嘧啶与水混合,再加入活性炭,搅拌升温,维持温度0.5-1h,过滤,所得母液冷却析晶、过滤、干燥得到精制后的5-氟胞嘧啶。
本发明的工艺路线如下:
通过采用上述技术,与现有的技术相比,本发明的优点在于:
1)本发明以氯乙酸甲酯取代氟乙酸甲酯作为5-氟胞嘧啶的合成原料,从而避免了使用氟乙酸甲酯这种剧毒化学品,使整个工艺过程更加环境友好;
2)本发明所使用的原料氯乙酸甲酯的价格远远低于氟乙酸甲酯的价格,故大大降低了生产成本;
3)本发明所提供的合成路线,无需复杂的后处理步骤,即可制得纯度较高的5-氟胞嘧啶,同时具有较高的总产率,具有显著的工业价值,值得大规模推广使用。
具体实施方式
下述实施例中所用的试剂,如无特殊说明,可以从常规生化试剂商店购买得到。
实施例1
本实施例提供一种5-氟胞嘧啶的制备方法,具体的说,包括以下步骤:
步骤一:向反应釜中加入600kg甲苯,冷却,在搅拌条件下加入188kg固体甲醇钠,利用氮气置换掉反应釜内的空气,向反应釜内加入282kg甲酸乙酯,加入过程中控制温度为10-20℃,再加入188kg氯乙酸甲酯,加入过程中控制温度为10-25℃,加完后升温至65-75℃,反应12h,得到中间体1,冷却至20℃以下,向中间体1中加入333.7kg液体甲醇钠和507.6kg氧甲基异脲,加完后升温至35-45℃,反应7h,将反应液除去溶剂,再溶解于1000kg水中,静置分层,水相调节pH值至3-4,冷却,过滤,洗涤,干燥得到212.9kg中间体2,产率为76.5%;
步骤二:取上步制得的160kg中间体2加入到1000kgDMF中,再加入70kg氟化钾和3.2kg四丁基溴化胺,升温至140-150℃,反应10h,反应完毕后降温,减压除去DMF后加入至水中,过滤,重结晶,过滤,干燥,得到135.5kg中间体3,产率为94.4%;
步骤三:取上步制得的55kg中间体3加入至100kg甲苯中,再加入60kg N,N-二甲基苯胺,搅拌条件下滴加57kg三氯氧磷,滴加完毕后,升温至55-65℃,反应4h,反应完毕后降温,再将反应液加入到水和甲苯中,搅拌,静置分层,减压蒸馏得到57.1kg中间体4,产率为92.0%;
步骤四:取上步制得的40.8kg中间体4与浓度为15%的氨水混合,加压至0.5MPa,升温至100-115℃,反应1h,反应完毕后冷却析晶,过滤,干燥,得到33.9kg中间体5,产率为94.4%;
步骤五:取上步制得的27.2kg中间体5与硫酸混合,升温至95-105℃,维持温度1.5h后降温,再将混合液加入水中,调节pH值至8-9,冷却,静置,过滤,干燥,得到23.3kg粗品,产率为95.0%。
步骤六:取上步制得的20.5kg粗品与200kg水混合,再加入0.6kg活性炭,搅拌升温,维持温度1h,过滤,所得母液冷却析晶,过滤,干燥,得到19.7kg 5-氟胞嘧啶,产率为96.1%,HPLC纯度大于等于99.9%,根据各步反应产率可计算得本发明所提供的工艺路线的总产率为57.3%。
实施例2
本实施例提供一种5-氟胞嘧啶的制备方法,具体的说,包括以下步骤:
步骤一:向反应釜中加入600kg甲苯,冷却,在搅拌条件下加入225.6kg固体甲醇钠,利用氮气置换掉反应釜内的空气,向反应釜内加入376kg甲酸乙酯,加入过程中控制温度为10-20℃,再加入188kg氯乙酸甲酯,加入过程中控制温度为10-25℃,加完后升温至65-75℃,反应8h,得到中间体1,冷却至20℃以下,向中间体1中加入400.4kg液体甲醇钠和601.6kg氧甲基异脲,加完后升温至35-45℃,反应5h,将反应液除去溶剂,再溶解于1100kg水中,静置分层,水相调节pH值至3-4,冷却,过滤,洗涤,干燥得到213.0kg中间体2,产率为76.6%;
步骤二:取上步制得的160kg中间体2加入到1000kgDMF中,再加入70kg氟化钾和3.2kg四丁基溴化胺,升温至140-150℃,反应6h,反应完毕后降温,减压除去DMF后加入至水中,过滤,重结晶,过滤,干燥,得到135.3kg中间体3,产率为94.2%;
步骤三:取上步制得的55kg中间体3加入至100kg甲苯中,再加入60kg N,N-二甲基苯胺,搅拌条件下滴加57kg三氯氧磷,滴加完毕后,升温至55-65℃,反应2h,反应完毕后降温,再将反应液加入到水和甲苯中,搅拌,静置分层,减压蒸馏得到57.0kg中间体4,产率为91.9%;
步骤四:取上步制得的40.8kg中间体4与浓度为25%的氨水混合,加压至1.0MPa,升温至100-115℃,反应2h,反应完毕后冷却析晶,过滤,干燥,得到34.2kg中间体5,产率为95.2%;
步骤五:取上步制得的27.2kg中间体5与硫酸混合,升温至95-105℃,维持温度0.5h后降温,再将混合液加入水中,调节pH值至8-9,冷却,静置,过滤,干燥,得到23.3kg粗品,产率为95.0%。
步骤六:取上步制得的20.5kg粗品与200kg水混合,再加入0.6kg活性炭,搅拌升温,维持温度0.5h,过滤,所得母液冷却析晶,过滤,干燥,得到19.7kg 5-氟胞嘧啶,产率为96.1%,HPLC纯度大于等于99.9%,根据各步反应产率可计算得本发明所提供的工艺路线的总产率为57.6%。
实施例3
本实施例提供一种5-氟胞嘧啶的制备方法,具体的说,包括以下步骤:
步骤一:向反应釜中加入600kg甲苯,冷却,在搅拌条件下加入206.8kg固体甲醇钠,利用氮气置换掉反应釜内的空气,向反应釜内加入319.6kg甲酸乙酯,加入过程中控制温度为10-20℃,再加入188kg氯乙酸甲酯,加入过程中控制温度为10-25℃,加完后升温至65-75℃,反应10h,得到中间体1,冷却至20℃以下,向中间体1中加入367.1kg液体甲醇钠和564kg氧甲基异脲,加完后升温至35-45℃,反应6h,将反应液除去溶剂,再溶解于1100kg水中,静置分层,水相调节pH值至3-4,冷却,过滤,洗涤,干燥得到213.4kg中间体2,产率为76.7%;
步骤二:取上步制得的160kg中间体2加入到1000kgDMF中,再加入70kg氟化钾和3.2kg四丁基溴化胺,升温至140-150℃,反应8h,反应完毕后降温,减压除去DMF后加入至水中,过滤,重结晶,过滤,干燥,得到135.5kg中间体3,产率为94.4%;
步骤三:取上步制得的55kg中间体3加入至100kg甲苯中,再加入60kgN,N-二甲基苯胺,搅拌条件下滴加57kg三氯氧磷,滴加完毕后,升温至55-65℃,反应3h,反应完毕后降温,再将反应液加入到水和甲苯中,搅拌,静置分层,减压蒸馏得到57.0kg中间体4,产率为91.9%;
步骤四:取上步制得的40.8kg中间体4与浓度为20%的氨水混合,加压至0.75MPa,升温至100-115℃,反应1.5h,反应完毕后冷却析晶,过滤,干燥,得到34.3kg中间体5,产率为95.5%;
步骤五:取上步制得的27.2kg中间体5与硫酸混合,升温至95-105℃,维持温度1h后降温,再将混合液加入水中,调节pH值至8-9,冷却,静置,过滤,干燥,得到23.3kg粗品,产率为95.0%。
步骤六:取上步制得的20.5kg粗品与200kg水混合,再加入0.6kg活性炭,搅拌升温,维持温度0.5h,过滤,所得母液冷却析晶,过滤,干燥,得到19.7kg 5-氟胞嘧啶,产率为96.1%,HPLC纯度大于等于99.9%,根据各步反应产率可计算得本发明所提供的工艺路线的总产率为58.0%。
实施例4
本实施例提供一种5-氟胞嘧啶的制备方法,具体的说,包括以下步骤:
步骤一:向反应釜中加入600kg甲苯,冷却,在搅拌条件下加入206.8kg固体甲醇钠,利用氮气置换掉反应釜内的空气,向反应釜内加入338.4kg甲酸乙酯,加入过程中控制温度为10-20℃,再加入188kg氯乙酸甲酯,加入过程中控制温度为10-25℃,加完后升温至65-75℃,反应10h,得到中间体1,冷却至20℃以下,向中间体1中加入367.1kg液体甲醇钠和545.2kg氧甲基异脲,加完后升温至35-45℃,反应6h,将反应液除去溶剂,再溶解于1100kg水中,静置分层,水相调节pH值至3-4,冷却,过滤,洗涤,干燥得到213.2kg中间体2,产率为76.6%;
步骤二:取上步制得的160kg中间体2加入到1000kgDMF中,再加入70kg氟化钾和3.2kg四丁基溴化胺,升温至140-150℃,反应8h,反应完毕后降温,减压除去DMF后加入至水中,过滤,重结晶,过滤,干燥,得到135.5kg中间体3,产率为94.4%;
步骤三:取上步制得的55kg中间体3加入至100kg甲苯中,再加入60kgN,N-二甲基苯胺,搅拌条件下滴加57kg三氯氧磷,滴加完毕后,升温至55-65℃,反应3h,反应完毕后降温,再将反应液加入到水和甲苯中,搅拌,静置分层,减压蒸馏得到57.0kg中间体4,产率为91.9%;
步骤四:取上步制得的40.8kg中间体4与浓度为20%的氨水混合,加压至0.75MPa,升温至105-110℃,反应1.5h,反应完毕后冷却析晶,过滤,干燥,得到34.3kg中间体5,产率为95.5%;
步骤五:取上步制得的27.2kg中间体5与硫酸混合,升温至95-105℃,维持温度1h后降温,再将混合液加入水中,调节pH值至8-9,冷却,静置,过滤,干燥,得到23.3kg粗品,产率为95.0%。
步骤六:取上步制得的20.5kg粗品与200kg水混合,再加入0.6kg活性炭,搅拌升温,维持温度0.5h,过滤,所得母液冷却析晶,过滤,干燥,得到19.7kg 5-氟胞嘧啶,产率为96.1%,HPLC纯度大于等于99.9%,根据各步反应产率可计算得本发明所提供的工艺路线的总产率为57.9%。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一:向反应釜中加入甲苯,冷却,在搅拌条件下加入固体甲醇钠,利用氮气置换掉反应釜内的空气后向反应釜内依次加入甲酸乙酯和氯乙酸甲酯,加完后升温至65-75℃,反应8-12h,反应结束后冷却至20℃以下,加入液体甲醇钠和氧甲基异脲,加完后升温至45-55℃,反应5-7h,得到的反应液除去溶剂,再溶解于水中,静置分层,水相调节pH值至3-4,冷却、过滤、洗涤、干燥得到中间体2;
步骤二:将步骤一得到的中间体2加入到DMF中,再加入氟化钾和四丁基溴化胺,升温至140-150℃,反应6-10h,反应完毕后降温,减压除去DMF后加入至水中,过滤、重结晶、过滤、干燥得到中间体3;
步骤三:将步骤二得到的中间体3加入至甲苯中,再加入N,N-二甲基苯胺,搅拌条件下滴加三氯氧磷,滴加完毕后,升温至55-65℃,反应2-4h,反应完毕后降温,再将反应液加入到水和甲苯中,搅拌,静置分层,减压蒸馏得到中间体4;
步骤四:将步骤三得到的中间体4与氨水混合,加压,升温至100-115℃,反应1-2h,反应完毕后冷却析晶、过滤、干燥得到中间体5;
步骤五:将步骤四得到的中间体5与浓硫酸混合,升温至95-105℃,维持温度0.5-1.5h后降温,再将混合液加入水中,调节pH值至8-9,冷却,静置,过滤,干燥,得到目标化合物5-氟胞嘧啶;
所述中间体2、中间体3、中间体4、中间体5及5-氟胞嘧啶的结构式如下所示:
2.如权利要求1所述的5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于步骤一中的氯乙酸甲酯、甲酸乙酯、固体甲醇钠和氧甲基异脲的质量比为1:1.5-2.0:1.0-1.2:2.7-3.2。
3.如权利要求1所述的5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于步骤一中加入甲酸乙酯时的温度为10-20℃,加入氯乙酸甲酯时的温度为10-25℃。
4.如权利要求1所述的5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于步骤四中的氨水质量浓度为15-25%。
5.如权利要求1所述的5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于步骤四中的加压压力为0.5-1.0MPa。
6.如权利要求1所述的5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于步骤五的5-氟胞嘧啶进行纯化处理。
7.如权利要求6所述的5-氟胞嘧啶的制备方法,其特征在于纯化处理步骤如下:将步骤五中的5-氟胞嘧啶与水混合,再加入活性炭,搅拌升温,维持温度0.5-1h,过滤,所得母液冷却析晶、过滤、干燥得到精制后的5-氟胞嘧啶。
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