CN110437217B - 一种拉米夫定的不对称制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种拉米夫定的不对称制备方法,该制备方法以L‑氯甲酸薄荷酯为原料与2‑卤乙醇反应后,经氧化得到乙醛醇薄荷酯,在光学活性醇不对称诱导下与2,5‑二羟基‑1,4‑二噻烷缩合,生成反式5‑羟基‑1,3‑氧硫杂环戊烷‑2‑甲基薄荷酯,此中间体经乙酰化后与硅烷化的胞嘧啶偶联,接着水解后与水杨酸成盐,最后重结晶获得光学纯的拉米夫定,整个合成过程中所用原料低廉易得、原料利用率高,使得本发明的拉米夫定的合成成本大大降低,且合成工艺简单,合成条件温和,所得拉米夫定的收率较高,同时,在合成过程中手性底物容易除去,产生的三废污染物少,适合拉米夫定工业化大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及药物合成技术领域,特别涉及一种拉米夫定的不对称制备方法。
背景技术
拉米夫定(Lamivudine,3TC)作为一种新的核苷类似物被广泛接受,是目前临床应用中疗效最好的、最具代表性的核苷类逆转录酶抑制剂。在中国上市后的商品名为贺普丁。其化学名称为(2R,5S)-4-氨基-1-(2-羟甲基-1,3-氧硫杂环戊烷-5-基)-2(1H)-嘧啶酮。化学结构式如下:
拉米夫定的结构中具有两个手性中心,4个同分异构体,这也是其合成的最大难点,目前对于拉米夫定的合成方法比较多,但在现有拉米夫定合成过程中存在以下问题:合成工艺复杂,反应的选择性差,收率较低;原料价格昂贵,且原料利用率低,使其合成成本高,且容易对环境造成较大污染。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种拉米夫定的不对称制备方法,以解决现有拉米夫定合成成本高、收率低、工艺复杂的问题。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种拉米夫定的不对称制备方法,包括以下步骤:
1)在缚酸剂和溶剂的条件下,L-氯甲酸薄荷酯与2-卤乙醇进行缩合反应,得到2-卤乙醇薄荷酯;
2)在氧化剂和溶剂的条件下,加热所述2-卤乙醇薄荷酯,然后,碱处理,得到乙醛醇薄荷酯;
3)在催化剂和溶剂的条件下,所述乙醛醇薄荷酯与2,5-二羟基-1,4-二噻烷缩合,结晶,得到反式5-羟基-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯;
4)在缚酸剂和溶剂的条件下,所述反式5-羟基-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯经卤化,生成反式5-氯-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯;
5)在溶剂的条件下,所述反式5-氯-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯与硅烷化的胞嘧啶偶联,生成5S-(胞嘧啶基)-1,3-氧硫杂环戊烷-2R-甲基薄荷酯;
6)在弱碱和溶剂的条件下,所述5S-(胞嘧啶基)-1,3-氧硫杂环戊烷-2R-甲基薄荷酯经水解脱去手性助剂,再与水杨酸成盐,得到拉米夫定水杨酸盐;
7)在催化剂和溶剂的条件下,所述拉米夫定水杨酸盐经重结晶,分离出拉米夫定。
可选地,所述步骤1)中所述L-氯甲酸薄荷酯、所述2-卤乙醇、所述缚酸剂的摩尔比为1∶(1-2.8)∶(0.01-0.5);所述L-氯甲酸薄荷酯、所述2-卤乙醇、所述缚酸剂的总质量与所述溶剂的质量的比为1∶(7-15);所述步骤1)中所述缩合反应的反应温度为0-50℃,反应时间为2-8h。
可选地,所述步骤2)中所述2-卤乙醇薄荷酯、所述氧化剂的总质量与所述溶剂的质量的比为1∶(7-15);所述步骤2)中所述2-卤乙醇薄荷酯、所述氧化剂的总摩尔数与所述碱处理的碱的摩尔数的比为1∶(2-5);所述步骤2)中所述加热的第一加热阶段的加热温度为90-180℃,加热时间为7-18h,第二加热阶段的加热温度为20-60℃,加热时间为2-7h。
可选地,所述步骤3)中所述乙醛醇薄荷酯与所述催化剂的摩尔比为1∶(0.1-1);所述步骤3)中所述缩合的缩合温度为0-120℃,缩合时间为10-36h。
可选地,所述步骤4)中所述反式5-羟基-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯、所述卤化的卤化试剂、所述缚酸剂的摩尔比为1∶(0.3-1)∶(1.8-3)。
可选地,所述步骤4)中所述卤化的第一反应阶段的反应温度为-10-20℃,反应时间为1-5h,第二反应阶段的反应温度为0-50℃,反应时间为4-18h。
可选地,所述步骤5)中所述偶联的偶联温度为50-120℃,偶联时间为4-12h。
可选地,所述步骤6)中所述5S-(胞嘧啶基)-1,3-氧硫杂环戊烷-2R-甲基薄荷酯与所述弱碱摩尔比为1∶(1-3),所述5S-(胞嘧啶基)-1,3-氧硫杂环戊烷-2R-甲基薄荷酯与所述溶剂的质量比为1∶(5-20)。
可选地,所述步骤6)中所述水解的水解温度为40-80℃,水解时间为2-5h。
可选地,所述步骤7)中所述拉米夫定水杨酸盐与所述催化剂的摩尔比为1∶(1-3),所述重结晶的重结晶温度为40-80℃,重结晶时间为1-5h。
相对于现有技术,本发明所述的拉米夫定的不对称制备方法具有以下优势:
本发明以L-氯甲酸薄荷酯为原料与2-卤乙醇反应后,经氧化得到乙醛醇薄荷酯,在光学活性醇不对称诱导下与2,5-二羟基-1,4-二噻烷缩合,生成反式5-羟基-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯,此中间体经卤化后与硅烷化的胞嘧啶偶联,接着水解后与水杨酸成盐,最后重结晶获得光学纯的拉米夫定,整个合成过程中所用原料低廉易得、原料利用率高,使得本发明的拉米夫定的合成成本大大降低,且合成工艺简单,合成条件温和,所得拉米夫定的收率较高,同时,在合成过程中手性底物容易除去,产生的三废污染物少,适合拉米夫定工业化大规模生产。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种拉米夫定的不对称制备方法,具体包括以下步骤:
1)2-溴乙醇薄荷酯的制备:在反应器中加入8.5ml(0.12mol)2-溴乙醇、1.22g(0.1mol)4-二甲氨基吡啶、150ml二氯甲烷,在25℃下,搅拌均匀;将21.80g(0.1mol)L-氯甲酸薄荷酯溶于50ml二氯甲烷中,并缓慢滴加到反应器中,1h滴加完毕,保温反应4h,使得L-氯甲酸薄荷酯与2-溴乙醇充分缩合,经点板监测反应完全后,停止反应,依次用饱和碳酸氢钠洗涤两次,饱和食盐水洗涤一次,无水MgSO4干燥,悬蒸除去溶剂得到28.25g 2-溴乙醇薄荷酯,经计算,其收率为92.31%,且经核磁共振测试,其核磁共振氢谱数据为1H-NMR(CDCl3)δ:4.68(t,2H),4.46(m,1H),3.58(d,2H),1.82(m,1H),1.73(m,1H),1.55(m,2H),1.51(m,1H),1.38(m,2H),0.86(d,3H),0.83(d,6H);
2)乙醛醇薄荷酯的制备:在反应器中加入15.30g(0.05mol)2-溴乙醇薄荷酯,150mlDMSO(二甲基亚砜),升温至110℃,搅拌反应7h,冷却至0℃,向反应液中缓慢滴加8.52g(0.06mol)P2O5的20mlDMSO溶液,半小时滴加完毕,升温至室温反应2h,使2-溴乙醇薄荷酯被充分氧化,向溶液中滴加15.15g(0.15mol)三乙胺,不断搅拌,直至反应液变为澄清,反应液依次用稀盐酸、饱和碳酸氢钠、饱和食盐水洗涤,再用无水硫酸镁干燥,浓缩,残余物在石油醚中重结晶得到8.47g乙醛醇薄荷酯,经计算,其收率为70.02%,且经核磁共振测试,其核磁共振氢谱数据为1H-NMR(CDCl3)δ:9.65(s,2H),4.67(s,2H),4.51(m,1H),2.10(m,1H),2.00(m,1H),1,70(m,2H),1.51(m,2H),1.28(m,1H),1.12(m,2H),0.9(m,6H),0.81(d,3H);
3)反式5-羟基-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯的制备:在氮气的保护下,在反应器中加入12.10g(0.05mol)乙醛醇薄荷酯和4.57g(0.06mol)2,5-二羟基-1,4-二噻烷和150ml四氢呋喃混合,搅拌使其完全溶溶解,冷却至0℃,加入1.42g(0.01mol)三氟化硼乙醚,保温反应半小时,升温至25℃反应16h,使乙醛醇薄荷酯与2,5-二羟基-1,4-二噻烷充分缩合后,把反应液倒入到水中,再用乙酸乙酯萃取,有机层干燥,蒸去溶剂,所得的残留液加入1%三乙胺的正己烷混合溶液,0℃下结晶2小时,有白色晶体析出,过滤,干燥,得到11.13g白色固体状的反式5-羟基-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯,经计算,其收率为70.00%,且经核磁共振测试,其核磁共振氢谱数据为1H-NMR(CDCl3)δ:4.91(m,1H),4.68(d,2H),4.50(m,2H),4.48(m,1H),2.75(d,2H),2.10(m,1H),2.00(m,1H),1.71(m,2H),1.50(m,2H),1.27(m,1H),1.10(m,2H),0.89(m,6H),0.82(d,3H);
4)反式5-氯-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯的制备:在反应器中加入15.9g(0.05mol)反式5-羟基-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯和156ml二氯甲烷,搅拌使其充分溶解,冷却至-5℃,加入5.94g(0.02mol)三光气继续搅拌使其充分溶解,称取9.48g(0.12mol)吡啶溶于65ml二氯甲烷溶液中,摇匀后通过恒压滴液漏斗缓慢滴加到三口烧瓶中,1h滴加完毕,保温反应2h,升温至25℃,搅拌反应3h,使反式5-羟基-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯充分卤化后,过滤,母液(反式5-氯-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯)直接用于下一步反应;
5)5S-(胞嘧啶基)-1,3-氧硫杂环戊烷-2R-甲基薄荷酯的制备:在反应器中加入5.55g(0.05mol)胞嘧啶、0.025ml甲磺酸、8.09g(0.05mol)六甲基二硅胺烷和75ml二氯甲烷,加热回流,至溶液变为透明,得到甲基硅烷化胞嘧啶溶液;向甲基硅烷化胞嘧啶溶液中加入7.3ml三乙胺,加热回流,然后缓慢滴加上一步所得到的反应液(反式5-氯-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯),升温至75℃,反应7h,使反式5-氯-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯与硅烷化的胞嘧啶(甲基硅烷化胞嘧啶)充分偶联后,反应液倒入水中,有机层依次用饱和碳酸氢钠溶液,饱和食盐水洗涤,用无水Mg2SO4干燥,减压蒸馏除去溶剂,得到的油状物用正己烷、乙酸乙酯、甲醇的混合溶液(体积比1:1:1)作为溶剂重结晶得到15.02g白色固体状的5S-(胞嘧啶基)-1,3-氧硫杂环戊烷-2R-甲基薄荷酯,经计算,其收率为73.1%,且经核磁共振测试,其核磁共振氢谱数据为1H-NMR(DMSO-d6)δ:7.94(d,1H),7.23(brs,2H),6.34(t,1H),5.78(d,1H),5.69(s,1H),4.72(dt,1H),3.53(dd,1H),3.22(dd,1H),1.02-1.95(m,8H),0.91(dd,6H),0.81(d,3H)
6)拉米夫定水杨酸盐的制备:在反应器中加入20.55g(0.05mol)5S-(胞嘧啶基)-1,3-氧硫杂环戊烷-2R-甲基薄荷酯和250ml甲醇,冷却至0℃,搅拌使之溶解,再加入12.36g(0.06mol)K2CO3,继续搅拌1h,升温至25℃,搅拌反应2h,使5S-(胞嘧啶基)-1,3-氧硫杂环戊烷-2R-甲基薄荷酯充分水解脱去手性助剂,冷却,过滤分离出沉淀,母液用减压蒸馏除去溶剂,残留物加入150ml无水乙醇,搅拌至完全溶解,加入7.6g(0.055mol)水杨酸和100ml蒸馏水的溶液,升温至60℃,搅拌反应2h,冷却至0℃,保温搅拌1h,过滤,干燥,得到17.72g固体状的拉米夫定水杨酸盐,经计算,其收率为92.03%;
7)拉米夫定的制备:在反应器中加入38.50g(0.1mol)拉米夫定水杨酸盐、320ml无水乙醇和15.15g(0.15mol)三乙胺,升温至50℃,保温反应1h,,使拉米夫定水杨酸盐重结晶后,减压蒸馏除去溶剂,加入300ml乙酸乙酯,冷却至10℃,保温搅拌1h,过滤,用100ml乙酸乙酯洗涤两次,干燥得到22.83g白色粉末状的拉米夫定,经计算,其收率为92.44%,且经核磁共振测试,其核磁共振氢谱数据为mp:184-185℃,1H-NMR(DMSO-d6)δ:7.81(d,1H),7.12-7.17(brs,2H),6.02(t,1H),5.75(d,1H),5.25(dt,1H),5.18(t,1H),3.74(dt,2H),3.40(dd,1H),3.10(dd,1H)。13C-NMR(DMSO-d6)δ:157.4,153.2,137.6,134.3,125.8,86.5,62.2,39.2。
本实施例的拉米夫定的合成路线如下式所示,其中,R为Br:
需要说明的是,本发明拉米夫定的制备过程中,各步骤中的溶剂、缚酸剂、催化剂、氧化剂、偶联剂、弱碱等不局限于上述实施例1的化学物质,其可根据需要添加可实现本发明拉米夫定制备的化学物质。
如步骤1)中2-卤乙醇除了实施例1的2-溴乙醇,也可优选为2-氯乙醇、2-碘乙醇中的一种,缚酸剂除了实施例1的4-二甲氨基吡啶,也可优选为三乙胺、碳酸钠、碳酸钾、4-二甲氨基吡啶、吡啶、N,N-二甲基甲酰胺、醋酸锌,四丁基溴化铵中的一种或多种,溶剂除了实施例1的二氯甲烷,也可优选为二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、1,2-二氯乙烷、乙腈中的一种或多种;
步骤2)中氧化剂除了实施例1的DMSO/P2O5,也可优选为含Zn类以钼酸盐为配体的催化剂(如钼酸锌)、N,N-二甲胺基甲酰胺、ZnO、O2/Ag2O、CuCl/硅藻土中的一种,也可采用微波辐射进行氧化,溶剂除了实施例1的DMSO,也可优选为DMSO、乙腈、二氯甲烷、正己烷、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种;碱处理中的碱除了实施例1的三乙胺,也可优选为三乙胺、吡啶、碳酸氢钠、碳酸钠、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种;
步骤3)中催化剂除了实施例1的三氟化硼乙醚,也可优选为甲苯磺酸、冰乙酸、硝酸、浓硫酸、盐酸、三氟化硼乙醚中的一种或多种,溶剂除了实施例1的四氢呋喃,也可优选为二氯甲烷、四氢呋喃、乙醇、乙腈、苯、甲苯中的一种或多种;
步骤4)中卤化试剂除了实施例1的三光气,也可优选为亚硫酰氯,缚酸剂除了实施例1的吡啶,也可优选为吡啶、N,N-二甲基甲酰胺、对二甲氨基吡啶、N,N-二甲基苯胺、碳酸氢钠、三乙胺中的一种或多种,溶剂除了实施例1的二氯甲烷,也可优选为二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、甲苯或乙腈中的一种或多种;
步骤5)中胞嘧啶硅烷化的偶联剂除了实施例1的六甲基二硅胺烷,也可优选为六甲基二硅胺烷、三氟甲磺酸三甲基硅酯、三乙基硅烷/I2、聚甲基氢硅氧烷/I2、三甲基硅烷中的一种或多种,而且在本发明中胞嘧啶也可不硅烷化,其可直接将反式5-氯-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯与胞嘧啶偶联,且为了加快偶联反应进程,可加入三氟甲磺酸/吡啶、ZrCl4、SnCl4等物质促进偶联反应,溶剂除了实施例1的二氯甲烷,也可优选为二氯甲烷、氯仿、甲苯或乙腈中的一种或多种;
步骤6)中弱碱除了实施例1的碳酸钾,也可优选为碳酸钠、碳酸氢钠中的一种,溶剂除了实施例1的甲醇,也可优选为甲醇、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、四氢呋喃、1,4二氧六环中的一种或多种;
步骤7)中催化剂除了实施例1的三乙胺,也可优选为三乙胺、吡啶、4-二甲氨基吡啶中的一种或多种,溶剂除了实施例1的无水乙醇,也可优选为二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、无水乙醇中的一种或多种。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种拉米夫定的不对称制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)在缚酸剂和溶剂的条件下,L-氯甲酸薄荷酯与2-卤乙醇进行缩合反应,得到2-卤乙醇薄荷酯;
2)在氧化剂和溶剂的条件下,加热所述2-卤乙醇薄荷酯,然后,碱处理,得到乙醛醇薄荷酯;
3)在催化剂和溶剂的条件下,所述乙醛醇薄荷酯与2,5-二羟基-1,4-二噻烷缩合,结晶,得到反式5-羟基-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯;
4)在缚酸剂和溶剂的条件下,所述反式5-羟基-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯经卤化,生成反式5-氯-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯;
5)在溶剂的条件下,所述反式5-氯-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯与硅烷化的胞嘧啶偶联,生成5S-(胞嘧啶基)-1,3-氧硫杂环戊烷-2R-甲基薄荷酯;
6)在弱碱和溶剂的条件下,所述5S-(胞嘧啶基)-1,3-氧硫杂环戊烷-2R-甲基薄荷酯经水解脱去手性助剂,再与水杨酸成盐,得到拉米夫定水杨酸盐;
7)在催化剂和溶剂的条件下,所述拉米夫定水杨酸盐经重结晶,分离出拉米夫定;
所述步骤1)中所述缚酸剂为4-二甲氨基吡啶,所述L-氯甲酸薄荷酯、所述2-卤乙醇、所述缚酸剂的摩尔比为1∶(1-2.8)∶(0.01-0.5);所述L-氯甲酸薄荷酯、所述2-卤乙醇、所述缚酸剂的总质量与所述溶剂的质量的比为1∶(7-15);所述步骤1)中所述缩合反应的反应温度为0-50℃,反应时间为2-8h;
所述步骤2)中所述氧化剂为DMSO/P2O5,所述2-卤乙醇薄荷酯、所述氧化剂的总质量与所述溶剂的质量的比为1∶(7-15);所述步骤2)中所述2-卤乙醇薄荷酯、所述氧化剂的总摩尔数与所述碱处理的碱的摩尔数的比为1∶(2-5);所述步骤2)中所述加热的第一加热阶段的加热温度为90-180℃,加热时间为7-18h,第二加热阶段的加热温度为20-60℃,加热时间为2-7h;
所述步骤3)中所述乙醛醇薄荷酯与所述催化剂的摩尔比为1∶(0.1-1);所述步骤3)中所述缩合的缩合温度为0-120℃,缩合时间为10-36h;
所述步骤4)中所述卤化的第一反应阶段的反应温度为-10-20℃,反应时间为1-5h,第二反应阶段的反应温度为0-50℃,反应时间为4-18h;
所述步骤5)中所述偶联的偶联温度为50-120℃,偶联时间为4-12h;
所述步骤6)中所述水解的水解温度为40-80℃,水解时间为2-5h。
2.根据权利要求1 所述的拉米夫定的不对称制备方法,其特征在于,所述步骤4)中所述反式5-羟基-1,3-氧硫杂环戊烷-2-甲基薄荷酯、所述卤化的卤化试剂、所述缚酸剂的摩尔比为1∶(0.3-1)∶(1.8-3)。
3.根据权利要求1 所述的拉米夫定的不对称制备方法,其特征在于,所述步骤6)中所述5S-(胞嘧啶基)-1,3-氧硫杂环戊烷-2R-甲基薄荷酯与所述弱碱摩尔比为1∶(1-3),所述5S-(胞嘧啶基)-1,3-氧硫杂环戊烷-2R-甲基薄荷酯与所述溶剂的质量比为1∶(5-20)。
4.根据权利要求1 所述的拉米夫定的不对称制备方法,其特征在于,所述步骤7)中所述拉米夫定水杨酸盐与所述催化剂的摩尔比为1∶(1-3),所述重结晶的重结晶温度为40-80℃,重结晶时间为1-5h。
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