CN109988161A - 一种适合工业化生产恩格列净的制备方法 - Google Patents

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袁威
乔德水
董长青
高雪芹
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    • C07D407/12—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D405/00 containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links

Abstract

本发明属于有机合成路线设计及医药、化工技术领域，具体涉及一种钠‑葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT2)抑制剂的合成方法，更为具体的说是涉及一种恩格列净的制备方法。以(3S)‑3‑[4‑[(2‑氯‑5‑碘苯基)甲基]苯氧基]四氢呋喃和葡萄糖酸‑δ‑内酯为起始原料，通过保护、加成、取代、脱保护、还原等一系列分步反应合成恩格列净。本发明公开的合成步骤中，各分步反应后，无需分离、纯化阶段性目的产物，利用高纯度的反应中间体直接进入后续步骤，最终得到目标产物。该制备方法工艺简洁，操作简便，工业化前景良好。

Description

一种适合工业化生产恩格列净的制备方法
技术领域
本发明涉及有机合成路线设计及医药、化工技术领域，具体涉及一种钠-葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT2)抑制剂的合成方法，更为具体的说是恩格列净的工业化制备方法。
背景技术
恩格列净(empagliflozin，亦称依帕列净)，是由勃林格殷格翰公司和礼来公司共同研发。该药是一种钠糖共转运蛋白2(SGLT2)抑制剂，可阻断肾脏对葡萄糖的重吸收，增加葡萄糖排泄，降低血糖水平。结合饮食及运动用于2型糖尿病成人患者的治疗，以改善血糖控制。该药不适用于1型糖尿病患者，也不适用于伴有糖尿病酮症酸中毒(血液或尿液中酮体升高)的患者。
恩格列净属于吡喃葡萄糖基取代的苯基衍生物类化合物，化学名为化学名：(1S)-1,5-脱水-1-C-(4-氯-3-((4-(((3S)-四氢-3-呋喃基)氧基)苯基)甲基)苯基)-D-葡萄糖醇。CAS号864070-44-0，相对分子质量：450.91，分子式：C23H27ClO7，结构式如下：
恩格列净的合成路线和制备方法已有报道：WO2005092877A、WO2006117359A、WO2007093610A、WO2011039107A、WO2012109996A、WO2013068850A、WO2013139777A、US8697849、US2007249544A、US2011237526A、US2011237789A、US20130252908、CN201210515100.9、CN201310368328.4、CN201310414119.9等专利中均使用不同的合成路线研究了恩格列净的制备方法。
发明内容
本发明利用合成恩格列净((1S)-1,5-脱水-1-C-(4-氯-3-((4-(((3S)-四氢-3-呋喃基)氧基)苯基)甲基)苯基)-D-葡萄糖醇)过程中的关键中间体，提供一种工业上容易实现的、改进的恩格列净的制备方法。该制备方法简便、经济、环保；同时，该路线的实施可以有效减少反应过程中的副反应，提高中间体的纯度，简化中间体的纯化方式，使反应的产率得到大幅的提升、反应的工艺流程得到大幅的简化，极大地降低了生产成本。
本发明提供一种适合工业化生产恩格列净的制备方法，其合成路线如下：
具体的，本发明所述方法包括如下步骤：
1)化合物葡萄糖酸-δ-内酯(V0)在有机剂中，加入碱，低温条件下与三甲基氯硅烷反应生成化合物V2：
2)(3S)-3-[4-[(2-氯-5-碘苯基)甲基]苯氧基]四氢呋喃(V1)与3,4,5-三-三甲基硅烷氧基-6-三甲基硅烷基氧基甲基-四氢-吡喃-酮(V2)在有机溶剂中，加入亲核试剂，低温条件下加成反应得(2S,3R,4S,5S,6R)-2-(4-氯-3-(4-(((S)-四氢呋喃-3-基)氧)苄基)苯基)-6-(羟甲基)四氢-2H-吡喃-2,3,4,5-四醇(I)：
3)化合物I在甲醇中，加入酸，反应得到化合物II：
4)化合物II在溶剂中，加入还原剂，还原得到化合物Y：
本发明还提供一种更为具体的方法，具体包括如下步骤：
1)氮气保护下，化合物V0和碱加入溶剂中，降温搅拌8-12分钟使溶解，慢慢滴加三甲基氯硅烷，恢复室温搅拌6-8小时；加入冰水淬灭反应，真空下25-35℃蒸除溶剂，加入甲基叔丁基醚和水，萃取分层，有机层用1M磷酸二氢钠水溶液洗，再用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液真空浓缩干燥得无色透明油状化合物V2
2)将化合物V1、亲核试剂加入到溶剂中，低温条件下滴加格式试剂，保温搅拌0.5-1.5小时；滴加化合物V2低温搅拌反应7-9小时；滴加饱和柠檬酸水溶液淬灭反应，加二氯甲烷和水萃取分层，分出有机层，浓缩后得油状化合物I粗品
3)将化合物I溶在甲醇中，加入酸，室温反应4-6小时；真空旋除甲醇，加水，用饱和NaHCO3水溶液中和至pH 6～7，加二氯甲烷，萃取分层，有机层用无水硫酸镁干燥9-11小时，抽滤，滤液浓缩后得到浅黄色固体为化合物II
4)冰盐浴中，溶剂中依次加入还原剂和化合物II，室温反应4-6小时；减压浓缩除去溶剂，将残留反应液倒入冷水中，加入二氯甲烷，萃取分层，收集有机层，水相用二氯甲烷萃取1-3次，合并有机相，减压浓缩除去1/2～2/3体积溶剂后，加入乙酸乙酯搅拌打浆4-6小时，过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤，收集滤饼，烘干得化合物Y。
进一步地，步骤1)中所述的溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、乙腈、甲苯或THF中的一种或者几种，优选为二氯甲烷。
进一步地，步骤1)中所述的碱为吡啶、N-甲基吗啡啉、DIPEA或三乙胺，优选为吡啶。
进一步地，步骤1)中葡萄糖酸-δ-内酯与三甲基氯硅烷的摩尔比为1:2-4，优选摩尔比为1:3。
进一步地，步骤1)中所述的低温条件为-40℃～30℃，优选-20℃～25℃。
进一步地，步骤2)中所述的溶剂为二氯甲烷、甲苯或乙腈中的一种或者几种，优选为乙腈。
进一步地，步骤2)中所述的亲核试剂为异丙基氯化镁溶液、氯化锂-THF溶液、异丙基氯化镁-THF溶液加氯化锂固体、正丁基锂中的一种或几种，优选为异丙基氯化镁-THF溶液加氯化锂固体；摩尔加入量优选为化合物V1摩尔量的1-2倍。
进一步地，步骤2)中化合物V1和化合物V2的摩尔比为1:2-3。
进一步地，步骤2)中所述的低温条件为-78℃～20℃，优选-20℃～0℃。
进一步地，步骤3)中所述的酸为三氟乙酸溶液或甲磺酸中一种或者几种，优选为三氟乙酸溶液。
进一步地，步骤4)中所述的溶剂为甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯、乙腈或二氯甲烷中的一种或者几种，优选乙腈。
进一步地，步骤4)中所述的还原剂为硼氢化钠、四氢铝锂、氟硼酸、三氯化铁或三乙基硅烷中的一种或者几种，优选等摩尔比三氯化铁与三乙基硅烷的混合物。还原剂加入的摩尔量为化合物II的3-4倍。
通过本发明所公开的反应路径，从化合物V1直至最终目标产品化合物Y不需要纯化、分离步骤，这样可以极大地简化工艺步骤、降低生产成本，更加适合于工业化的生产需求。同时，利用本发明公开的反应路径，在简化工艺流程的基础上，目标产物收率高，生产效果好，工业前景良好。
具体实施方式
以下提供本发明的具体实施例，以展示可能的实施过程，但并不限制本发明。
实施例1:
化合物V2的制备：
氮气保护下，将化合物的V0(10kg，56mol)和50L吡啶加入到80L二氯甲烷中，降温至-20℃，搅拌10分钟使溶解。慢慢滴加三甲基氯硅烷(50L,168mol)，保持内温不超过10℃，恢复室温搅拌7小时。加入5L冰水淬灭反应，真空下30℃蒸除溶剂，加入甲基叔丁基醚50L和水45L，萃取分层，有机层用1M磷酸二氢钠水溶液洗两次，再用无水硫酸镁干燥2小时，过滤，滤液真空浓缩干燥得24kg无色透明油状化合物V2，收率约92％。
实施例2:
化合物V2的制备：
氮气保护下，将化合物的V0(10kg，56mol)和DIPEA(50L)加入到80L二氯甲烷中，降温至-20℃，搅拌10分钟使溶解。慢慢滴加三甲基氯硅烷(50L,168mol)，保持内温不超过10℃，恢复室温搅拌7小时。加入5L冰水淬灭反应，真空下30℃蒸除溶剂，加入甲基叔丁基醚50L和水45L，萃取分层，有机层用1M磷酸二氢钠水溶液洗两次，再用无水硫酸镁干燥2小时，过滤，滤液真空浓缩干燥得18kg无色透明油状化合物V2，收率约70％。
实施例3:
化合物V2的制备：
氮气保护下，将化合物的V0(10kg，56mol)和吡啶(50L)加入到80L乙腈中，降温至-20℃，搅拌10分钟使溶解。慢慢滴加三甲基氯硅烷(50L,168mol)，保持内温不超过10℃，恢复室温搅拌7小时。加入5L冰水淬灭反应，真空下30℃蒸除溶剂，加入甲基叔丁基醚50L和水45L，萃取分层，有机层用1M磷酸二氢钠水溶液洗两次，再用无水硫酸镁干燥2小时，过滤，滤液真空浓缩干燥得20kg无色透明油状化合物V2，收率约87％。
实施例4:
化合物I的制备：
将化合物V1(10kg，24mol)、LiCl(1.28kg，30mol)加入到25L乙腈中，冷至-20℃，滴加1.3M格式试剂iPrMgCl溶液(25L,30mol)，控温-20～-15℃，-20℃保温搅拌1小时。滴加V2(24kg，50mol)，控温-10～0℃，0℃保温搅拌反应8小时。滴加饱和柠檬酸水溶液10L淬灭反应。加50L二氯甲烷和40L水萃取分层，分出有机层，浓缩后得20kg油状物粗品直接用于下一步反应。
实施例5:
化合物I的制备：
将化合物V1(10kg，24mol)、LiCl(1.28kg，30mol)加入到25L二氯甲烷中，冷至-20℃，滴加1.3M格式试剂iPrMgCl溶液(25L,30mol)，控温-20～-15℃，-20℃保温搅拌1小时。滴加V2(24kg，50mol)，控温-10～0℃，0℃保温搅拌反应8小时。滴加饱和柠檬酸水溶液10L淬灭反应。加50L二氯甲烷和40L水萃取分层，分出有机层，浓缩后得16kg油状物粗品直接用于下一步反应。
实施例6:
化合物I的制备：
将化合物V1(10kg，24mol)、LiCl(1.28kg，30mol)加入到25L乙腈中，冷至0℃，滴加1.3M格式试剂iPrMgCl溶液(250L,30mol)，控温0～10℃，10℃保温搅拌1小时。滴加V2(24kg，50mol)，控温10～15℃，15℃保温搅拌反应8小时。滴加饱和柠檬酸水溶液10L淬灭反应。加50L二氯甲烷和40L水萃取分层，分出有机层，浓缩后得13kg油状物粗品直接用于下一步反应。
实施例7:
化合物II的制备：
将化合物I(20kg，40mol)溶在100L甲醇，加入三氟乙酸10L，室温反应5小时。真空旋除甲醇，加水50L，用饱和NaHCO3水溶液中和至PH 6～7,加50L二氯甲烷，萃取分层，有机层用无水硫酸镁干燥10小时，抽滤，滤液浓缩后得到浅黄色固体10kg，直接用于下一步反应。
实施例8:
化合物II的制备：
将化合物I(20kg，40mol)溶在1L甲醇，加入甲磺酸10L，室温反应5小时。真空旋除甲醇，加水50L，用饱和NaHCO3水溶液中和至PH 6～7,加50L二氯甲烷，萃取分层，有机层用无水硫酸镁干燥10小时，抽滤，滤液浓缩后得到浅黄色固体7.5kg，直接用于下一步反应。
实施例9:
化合物Y的制备：
冰盐浴中，将三氯化铁(8.5kg，62mol)溶在20L乙腈溶剂中，搅拌使溶解，依次加入三乙基硅烷(4.5kg，62mol)和中间体II(10kg，21mol)。室温反应5小时。减压浓缩除去乙腈，将残留反应液倒入100L冷水中，加入50L二氯甲烷，萃取分层，收集有机层，水相用50L二氯甲烷萃取1次，合并有机相，减压浓缩除去2/3体积溶剂后，加入20L乙酸乙酯搅拌打浆5小时，过滤，滤饼用5L乙酸乙酯洗涤，收集滤饼，烘干得7.1kg化合物Y。
实施例10:
化合物Y的制备：
冰盐浴中，将三氯化铁(8.5kg，62mol)溶在20L二氯甲烷溶剂中，搅拌使溶解，依次加入三乙基硅烷(4.5kg，62mol)和中间体II(10kg，21mol)。室温反应5小时。减压浓缩除去乙腈，将残留反应液倒入100L冷水中，加入50L二氯甲烷，萃取分层，收集有机层，水相用50L二氯甲烷萃取1次，合并有机相，减压浓缩除去2/3体积溶剂后，加入20L乙酸乙酯搅拌打浆5小时，过滤，滤饼用5L乙酸乙酯洗涤，收集滤饼，烘干得6.5kg化合物Y。
可以看出，通过本发明所公开的反应路径，从化合物V1直至最终目标产品化合物Y不需要纯化、分离步骤，这样可以极大地简化工艺步骤、降低生产成本，更加适合于工业化的生产需求。
同时，利用本发明公开的反应路径，在简化工艺流程的基础上，目标产物收率高，生产效果好，工业前景良好。
需要指出的是，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点。

Claims (10)

1.一种适合工业化生产恩格列净的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)化合物葡萄糖酸-δ-内酯(V0)在有机剂中，加入碱，低温条件下与三甲基氯硅烷反应生成化合物V2：
2)(3S)-3-[4-[(2-氯-5-碘苯基)甲基]苯氧基]四氢呋喃(V1)与3,4,5-三-三甲基硅烷氧基-6-三甲基硅烷基氧基甲基-四氢-吡喃-酮(V2)在有机溶剂中，加入亲核试剂，低温条件下加成反应得(2S,3R,4S,5S,6R)-2-(4-氯-3-(4-(((S)-四氢呋喃-3-基)氧)苄基)苯基)-6-(羟甲基)四氢-2H-吡喃-2,3,4,5-四醇(I)：
3)化合物I在甲醇中，加入酸，反应得到化合物II：
4)化合物II在溶剂中，加入还原剂，还原得到化合物Y：
2.一种适合工业化生产恩格列净的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)氮气保护下，化合物V0和碱加入溶剂中，降温搅拌8-12分钟使溶解，慢慢滴加三甲基氯硅烷，恢复室温搅拌6-8小时；加入冰水淬灭反应，真空下25-35℃蒸除溶剂，加入甲基叔丁基醚和水，萃取分层，有机层用1M磷酸二氢钠水溶液洗，再用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液真空浓缩干燥得无色透明油状化合物V2
2)将化合物V1、亲核试剂加入到溶剂中，低温条件下滴加格式试剂，保温搅拌0.5-1.5小时；滴加化合物V2低温搅拌反应7-9小时；滴加饱和柠檬酸水溶液淬灭反应，加二氯甲烷和水萃取分层，分出有机层，浓缩后得油状化合物I粗品
3)将化合物I溶在甲醇中，加入酸，室温反应4-6小时；真空旋除甲醇，加水，用饱和NaHCO3水溶液中和至pH 6～7，加二氯甲烷，萃取分层，有机层用无水硫酸镁干燥9-11小时，抽滤，滤液浓缩后得到浅黄色固体为化合物II
4)冰盐浴中，溶剂中依次加入还原剂和化合物II，室温反应4-6小时；减压浓缩除去溶剂，将残留反应液倒入冷水中，加入二氯甲烷，萃取分层，收集有机层，水相用二氯甲烷萃取1-3次，合并有机相，减压浓缩除去1/2～2/3体积溶剂后，加入乙酸乙酯搅拌打浆4-6小时，过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤，收集滤饼，烘干得化合物Y。
3.根据权利要求1或2所述的生产恩格列净的制备方法，其特征在于步骤1)中所述的溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、乙腈、甲苯或THF中的一种或者几种，优选为二氯甲烷。
4.根据权利要求1或2所述的生产恩格列净的制备方法，其特征在于步骤1)中所述的碱为吡啶、N-甲基吗啡啉、DIPEA或三乙胺，优选为吡啶。
5.根据权利要求1或2所述的生产恩格列净的制备方法，其特征在于步骤1)中葡萄糖酸-δ-内酯与三甲基氯硅烷的摩尔比为1:2-4，优选摩尔比为1:3；所述的低温条件为-40℃～30℃，优选-20℃～25℃。
6.根据权利要求1或2所述的生产恩格列净的制备方法，其特征在于步骤2)中所述的溶剂为二氯甲烷、甲苯或乙腈中的一种或者几种，优选为乙腈。
7.根据权利要求1或2所述的生产恩格列净的制备方法，其特征在于步骤2)中所述的亲核试剂为异丙基氯化镁溶液、氯化锂-THF溶液、异丙基氯化镁-THF溶液加氯化锂固体、正丁基锂中的一种或几种，优选为异丙基氯化镁-THF溶液加氯化锂固体；摩尔加入量优选为化合物V1摩尔量的1-2倍。
8.根据权利要求1或2所述的生产恩格列净的制备方法，其特征在于步骤2)中化合物V1和化合物V2的摩尔比为1:2-3；所述的低温条件为-78℃～20℃，优选-20℃～0℃。
9.根据权利要求1或2所述的生产恩格列净的制备方法，其特征在于步骤3)中所述的酸为三氟乙酸溶液或甲磺酸中一种或者几种，优选为三氟乙酸溶液。
10.根据权利要求1或2所述的生产恩格列净的制备方法，其特征在于步骤4)中所述的溶剂为甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯、乙腈或二氯甲烷中的一种或者几种，优选乙腈；所述的还原剂为硼氢化钠、四氢铝锂、氟硼酸、三氯化铁或三乙基硅烷中的一种或者几种，优选等摩尔比三氯化铁与三乙基硅烷的混合物；还原剂加入的摩尔量为化合物II的3-4倍。
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