CN110964013B - 利格列汀及其中间体的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利格列汀及其中间体的制备方法，在由化合物8‑溴‑7‑(2‑丁炔基)‑3,7‑二氢‑3‑甲基‑1‑[(4‑甲基‑2‑喹唑啉)甲基]‑1H‑嘌呤‑2,6‑二酮制备利格列汀中间体D的过程中，一方面采用乙腈与非质子极性溶剂的混合溶剂，缩短了反应时间，另一方面通过提高后处理过程中的加水量，在56～74℃下保温析出晶体后再降温，使晶体中包含的杂质含量降低，提高了产物的纯度；在脱除叔丁氧羰基保护步骤中，后处理直接将反应液反滴加入碱液中，减少了因后处理不当所产生的杂质，提高了反应收率。本发明的制备方法能获得高纯度、高收率的利格列汀，适合工业化生产。

Description

利格列汀及其中间体的制备方法

技术领域

本发明属于药物化学领域，具体涉及一种利格列汀及其中间体的制备方法。

背景技术

利格列汀(linagliptin)化学名为(8-[(3R)-3-氨基-1-哌啶基]-7-(2-丁炔基-1)-3,7-二氢-3-甲基-1-[(4-甲基-2-喹唑啉基)甲基]-1H-嘌呤-2,6-二酮)，化学结构如式E所示，由勃林格殷格翰公司研发，是一种通过抑制二肽基肽酶-4

(DPP-4)起效的二型糖尿病(T2DM)治疗药物，其具有高选择性、长效性、口服有效性的特点，并具有良好的安全性和耐受性。于2011年5月获美国FDA批准上市，2011年8月在欧洲获准上市，2013年4月获得中国国家食品药品监督管理总局颁发的进口药品注册证，获准在中国上市，该药物的获批为广大糖尿病患者提供了全新的治疗选择。

现有技术中有多条利格列汀的合成路线，例如在专利WO2004018468A、WO2004018468A、WO2006048427A1、US20120165525A1等中所描述的合成路线。其中WO2004018468A公开的合成路线中，原料中间体便宜易得，路线步骤较短，反应条件温和，手性碳的质量控制较容易，但在中间体D制备过程中存在着较多问题，如反应时间较长，且中间体D通常为膏状化合物，难以过滤或离心甩干，纯化困难，另外中间体中有大量副产物溴化物残留，溴化物的残留会在最后一步脱保护反应中产生大量的基因毒性杂质，且难以去除；而最后一步脱除叔丁氧羰基保护过程中，不当的后处理会产生利格列汀二聚体杂质。基于目前制备工艺存在的问题，亟需提供一种操作简便且产物纯度高的制备方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明一方面提供利格列汀中间体的制备方法，包括如下步骤：

a)使8-溴-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1-[(4-甲基-2-喹唑啉)甲基]-1H-嘌呤-2,6-二酮与C反应，得到含有利格列汀中间体1-[(4-甲基-喹唑啉-2-基)甲基]-3-甲基-7-(2-丁炔-1-基)-8-[(R)-3-(叔丁氧羰基氨基)-哌啶-1-基]-2,6-二酮-2,3,6,7-四氢-1H-嘌呤(D)的反应液，其中所述C选自

其中保护基P选自叔丁氧羰基，苄氧羰基，笏甲氧羰基，甲氧羰基，乙氧羰基，苯甲酰基，乙酰基，三氟乙酰基，苄基，三苯甲基，亚苄基，甲苯磺酰基或甲氧基乙氧基甲基；

b)向步骤a)的反应液中加水，于56-74℃保温，待固体析出后，继续保温至少1小时，降温至15-40℃，分离得到利格列汀中间体D。

发明人意外地发现，通过在步骤b)中在56～74℃保温析晶之后再进行降温分离，能够得到易于分离的、呈结晶性粉末的高纯度的中间体D。

具体地，所述步骤a)在有机溶剂中进行反应，所述有机溶剂没有特别限定，只要能使步骤a)的反应进行即可。但优选地，所述步骤a)中的有机溶剂为混合溶剂，所述混合溶剂包括第一和第二溶剂，所述第一溶剂为乙腈，第二溶剂为非质子极性溶剂，进一步优选地，所述非质子极性溶剂选自二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种，更进一步优选地，以所述第一溶剂与第二溶剂的总体积为100份计，所述第一溶剂与所述第二溶剂的体积比为(80～99):(20～1)。发明人发现使用混合溶剂，相对于使用单一溶剂能够极大地缩短步骤a)的反应时间。

优选地，所述步骤a)中反应温度为80～90℃，反应时间为18～48小时，优选地，所述反应在保温搅拌的条件下进行。更优选地，反应温度为84～87℃，反应时间为18～24小时。发明人发现如果继续增加反应温度或者增加反应时长，会显著的有杂质生成。

优选地，所述步骤a)在缚酸剂的存在下进行反应，优选地，所述步骤a)中的缚酸剂选自碳酸钾、碳酸钠和二异丙基乙胺中的一种或多种。

优选地，所述步骤a)中的8-溴-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1-[(4-甲基-2-喹唑啉)甲基]-1H-嘌呤-2,6-二酮、化合物C和缚酸剂投料的摩尔比为1:(1.2～1.5):(3～6)。

优选地，所述步骤a)中的8-溴-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1-[(4-甲基-2-喹唑啉)甲基]-1H-嘌呤-2,6-二酮和有机溶剂的比例为1:(4～9)g/ml，更优选地，所述比例为1:(5～6)g/ml。

优选地，所述步骤a)中有机溶剂与所述步骤b)中加入水的体积比为1：(1.2～1.8)，优选地，所述体积比为1:(1.4～1.6)。发明人发现在所述有机溶剂与水的体积比时，能够使产物和杂质得到有效的分离。

优选地，步骤b)中于60～70℃保温；更优选地，步骤b)中固体析出后，继续保温1～3小时，进一步优选地，所述步骤b)中降温至20-30℃。

本发明另一方面提供了利格列汀的制备方法：包括如下步骤：

1)根据以上所述的方法制备利格列汀中间体D；

2)对所述中间体D进行脱保护，而得到利格列汀化合物E

当利格列汀中间体D的保护基选自叔丁氧羰基，苄氧羰基，笏甲氧羰基，甲氧羰基或乙氧羰基时，步骤2)中的脱保护在酸中进行，所述酸没有特别限定，只要能实现对中间体D进行脱保护即可，优选地，所述酸选自三氟乙酸或盐酸中一种或多种。

在酸性条件下脱保护时，所述步骤2)还包括下述步骤：脱保护反应结束后，将反应液滴加到碱性溶液中进行处理，而得到化合物E的粗品；优选地，所述碱性溶液选自氢氧化钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液和氨水中的一种或多种；进一步优选地，将反应液滴加到碱性溶液中后得到的溶液的pH为8～12；更进一步优选所述pH为9～11。

优选地，所述步骤2)还包括将所述化合物E的粗品进行重结晶的步骤，进一步优选地，重结晶所用的溶剂为乙醇与甲基叔丁基醚。

本发明所述的利格列汀制备方法具有以下优点：1)在中间体D的制备过程中，使用乙腈与非质子极性溶剂的混合溶剂而不是单独的乙腈作为反应溶剂，明显缩短反应时间，降低了反应所需时间及人力成本；通过结晶时加入适当比例的水，提高反应收率；在56～74℃保温析晶，减小无定型晶型的产生，使晶体中包含的溴化物杂质含量有效降低，提高了产物的纯度，本步收率95.00％以上，纯度99.800％以上，同时减少了后处理所需的复杂步骤，且中间体D的纯度的提高，有利于在脱保护步骤中得到纯度和收率更高的利格列汀；2)通过改变利格列汀的后处理方式，将反应液滴入配制好的碱性溶液中，既减少了后处理步骤，还减少了因后处理不当所产生的杂质，提高了反应收率和纯度，本步收率87.00％以上，纯度99.900％以上。

附图说明

图1是利格列汀中间体D的晶型的XRPD图

图2是利格列汀中间体D的晶型的DSC图

图3是利格列汀中间体D的晶型的TGA图

具体实施方式

本发明中所用到的缩写的解释如下：

XRPD：X射线粉末衍射

DSC：差示扫描量热分析

TGA：热重分析

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容。但这些实施例不构成对本发明保护范围的限制。

实施例1

1)利格列汀中间体的制备

a)室温下，向反应瓶中加入化合物8-溴-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1-[(4-甲基-2-喹唑啉)甲基]-1H-嘌呤-2,6-二酮(100.00g，220.6mmol)，(R)-3-叔丁氧羰基氨基哌啶(57.50g，287.0mmol)，碳酸钾(122.00g，883.0mmol)，乙腈475ml，二甲基亚砜25ml，搅拌升温至84～86℃，保温搅拌约20小时。

b)反应结束后向反应瓶中滴加纯化水750ml，滴加完毕后，搅拌溶清，控制温度为65～67℃，保温搅拌，待有白色固体析出后，在65～67℃保温搅拌2小时，降温至25℃左右，搅拌1小时，过滤，待滤饼抽干后，用纯化水500ml淋洗抽干，得到白色结晶性粉末固体产品D(120.40g，210.2mmol)，收率95.30％，纯度99.935％。所述白色结晶性粉末的XRPD图见图1，其DSC图见图2，其TGA图见图3。

本实施例中晶型的2θ值、晶面间距d、相对峰高和相对峰面积的对应值如表1所示：

表1中间体D的晶型的2θ值、晶面间距d、相对峰高和相对峰面积的对应值

2)利格列汀的制备

室温下，向反应瓶中加入化合物D(50.00g，87.3mmol)，加入二氯甲烷500ml搅拌溶解，降温至10℃以下，缓慢滴加三氟乙酸125ml，滴加完毕，反应3小时。

后处理：将纯化水600ml加入到另一反应瓶中，加入氢氧化钠(67.00g，1675.0mmol)，搅拌溶解，得到氢氧化钠溶液，降温至5℃以下，将反应瓶内的反应液降温至10℃以下，缓慢滴加入氢氧化钠溶液中，控制温度15℃以下，滴加完毕，溶液pH＝9～10，搅拌15min，静置分层，有机层用水250g*2提取，水层pH＝7～8，水层用二氯甲烷150ml*2提取。合并有机层，加入无水硫酸钠干燥，加入活性炭2.5g，搅拌3小时，过滤，浓缩干，得到E的粗品。向E的粗品中加入无水乙醇200ml，升温至80～85℃保温搅拌溶清。缓慢降温至30℃，保温搅拌3小时，缓慢滴加甲基叔丁基醚200ml，滴加完毕，30℃下保温搅拌2小时，缓慢降温至15～20℃过滤，用甲基叔丁基醚140ml淋洗。抽干至无滤液滴下。烘干得白色固体E(35.98g，76.1mmol)，收率87.21％，纯度99.992％。

实施例2(a)

采用实施例1的步骤1)-2)进行利格列汀的制备，不同之处是，步骤1)中的步骤b)的保温析晶温度为56～58℃。步骤1)结束后，得白色结晶性粉末固体产品D(120.31g，210.1mmol)，收率95.23％，纯度99.877％。经步骤2)，得白色固体E(35.93g，76.0mmol)，收率87.09％，纯度99.905％。

实施例2(b)

采用实施例1的步骤1)-2)进行利格列汀的制备，不同之处是，步骤1)中的步骤b)的保温析晶温度为72～74℃。步骤1)结束后，得白色结晶性粉末固体产品D(120.29g，210.1mmol)，收率95.22％，纯度99.930％。经步骤2)，得白色固体E(35.91g，76.00mmol)，收率87.04％，纯度99.923％。

实施例3

采用实施例1的步骤1)-2)进行利格列汀的制备，不同之处是，步骤1)中的步骤a)使用的溶剂为乙腈475ml，N,N-二甲基甲酰胺25ml，反应时间18小时。步骤1)结束后，得白色结晶性粉末固体产品D(120.16g，209.8mmol)，收率95.11％，纯度99.896％。经步骤2)，得白色固体E(36.02g，76.2mmol)，收率87.30％，纯度99.911％。

实施例4

采用实施例1的步骤1)-2)进行利格列汀的制备，不同之处是，步骤1)中的步骤b)反应结束后向反应液中滴加的纯化水的水量为800ml。步骤1)结束后，得白色结晶性粉末固体产品D(123.80g，216.2mmol)，收率98.00％，纯度99.823％。经步骤2)，得白色固体E(36.00g，76.2mmol)，收率87.26％，纯度99.907％。

实施例5

采用实施例1的步骤1)-2)进行利格列汀的制备，不同之处是，步骤1)中的步骤b)保温结束后降温至15℃左右。步骤1)结束后，得白色结晶性粉末固体产品D(121.41g，212.0mmol)，收率96.10％，纯度99.830％。经步骤2)，得白色固体E(36.02g，76.2mmol)，收率87.30％，纯度99.901％。

实施例6

采用实施例1的步骤1)-2)进行利格列汀的制备，不同之处是，步骤1)中的步骤b)保温结束后降温至40℃左右。步骤1)结束后，得白色结晶性粉末固体产品D(120.11g，209.7mmol)，收率95.07％，纯度99.927％。经步骤2)，得白色固体E(35.92g，76.0mmol)，收率87.06％，纯度99.917％。

实施例7

采用实施例1的步骤1)-2)进行利格列汀的制备，不同之处是，步骤2)中后处理为反应液滴入氢氧化钠溶液中后，溶液pH为11～12。步骤2)结束后，得白色固体E(36.17g，76.5mmol)，收率87.67％，纯度99.994％。

对比例1

采用实施例1的步骤1)-2)进行利格列汀的制备，不同之处是，步骤1)的步骤b)中向反应液中加入750ml水后，未经保温直接冷却至25～30℃，保温搅拌2小时。步骤1)结束后，得淡黄色固体产品D(125.44g，219.0mmol)，其为无定型形式，收率99.30％，纯度96.510％。经步骤2)，得白色固体E(32.40g，68.6mmol)，收率78.5％，纯度97.772％。

对比例2

采用实施例1的步骤1)-2)进行利格列汀的制备，不同之处是，步骤1)中的步骤a)的反应溶剂为500ml乙腈，反应时间为48小时。步骤1)结束后，得到白色结晶性粉末固体产品D(120.01g，209.6mmol)，收率95.00％，纯度99.935％。经步骤2)得白色固体E(36.00g，76.2mmol)，收率87.26％，纯度99.937％。

对比例3

采用实施例1的步骤1)-2)进行利格列汀的制备，不同之处是，步骤1)中的步骤b)为在反应结束后向反应瓶中滴加纯化水500ml。步骤1)结束后，得到白色结晶性粉末固体产品D(109.90g，191.9mmol)，收率87.00％，纯度99.603％。经步骤2)得白色固体E(35.78g，75.7mmol)，收率86.72％，纯度99.908％。

对比例4

用实施例1的步骤1)-2)进行利格列汀的制备，不同之处是，步骤2)的后处理为将氢氧化钠溶液滴加到反应液中。步骤2)结束后，得白色固体E(21.26g，45.0mmol)，收率51.53％，纯度97.82％。

表1：实施例1～7与对比例1～4的主要反应条件、后处理条件、产品纯度和收率的比对

注：表格中的利格列汀收率为脱叔丁氧羰基一步的收率。

通过以上实施例的比对可以看出：

1、反应液加水后在56～74℃保温析晶，使得晶体中包含的杂质含量有效降低，有效的抑制了无定型晶型的产生，提高了产物的纯度，同时所得中间体为粉末状，减少了后处理所需的复杂步骤。

2、步骤1)中采用乙腈与非质子极性溶剂的混合溶剂作为反应溶剂，明显缩短了反应时间。

3、提高后处理过程中的加水量，使产物和杂质得到有效的分离，同时提高了中间体D的收率。

4、改变了脱叔丁氧羰基的后处理方法，将反应液反滴入配制好的碱性溶液中，显著提高了利格列汀的收率和纯度。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (18)

1.利格列汀中间体的制备方法，包括如下步骤：

a)使8-溴-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1-[(4-甲基-2-喹唑啉)甲基]-1H-嘌呤-2,6-二酮与化合物C反应，得到含有利格列汀中间体1-[(4-甲基-喹唑啉-2-基)甲基]-3-甲基-7-(2-丁炔-1-基)-8-[(R)-3-(叔丁氧羰基氨基)-哌啶-1-基]-2,6-二酮-2,3,6,7-四氢-1H-嘌呤(D)的反应液，其中所述化合物C选自

其中保护基P为叔丁氧羰基，且上述反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂为混合溶剂，混合溶剂包括第一和第二溶剂，所述第一溶剂为乙腈，所述第二溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种，第一溶剂与第二溶剂的体积比为(80～99):(20～1)，反应温度为84～87℃，反应时间为18～24小时，该步骤在缚酸剂的存在下进行反应；

b)向步骤a)的反应液中加水，于56-74℃保温，待固体析出后，继续保温至少1小时，降温至15-40℃，分离得到利格列汀中间体D；

所述步骤a)中有机溶剂与所述步骤b)中加入的水的体积比为1:(1.4～1.6)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤a)中的反应在保温搅拌的条件下进行。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述缚酸剂选自碳酸钾、碳酸钠和二异丙基乙胺中的一种或多种。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其中所述步骤a)中的8-溴-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1-[(4-甲基-2-喹唑啉)甲基]-1H-嘌呤-2,6-二酮、化合物C和所述缚酸剂的投料摩尔比为1:(1.2～1.5):(3～6)。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤a)中的8-溴-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1-[(4-甲基-2-喹唑啉)甲基]-1H-嘌呤-2,6-二酮和所述有机溶剂的比例为1:(4～9)g/ml。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤a)中的8-溴-7-(2-丁炔基)-3,7-二氢-3-甲基-1-[(4-甲基-2-喹唑啉)甲基]-1H-嘌呤-2,6-二酮和所述有机溶剂的比例为1:(5～6)g/ml。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤b)于60～70℃保温；。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤b)中待固体析出后继续保温1～3小时。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤b)中降温至20～30℃。

10.一种利格列汀的制备方法，包括如下步骤：

1)根据权利要求1-9中任一项所述的方法制备利格列汀中间体D；

2)对所述中间体D进行脱保护，而得到利格列汀化合物E

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述步骤2)中的脱保护在酸中进行。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述酸选自三氟乙酸或盐酸中的一种或多种。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述步骤2)还包括下述步骤：脱保护反应结束后，将反应液滴加到碱性溶液中。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述碱性溶液选自氢氧化钠溶液、碳酸钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液和氨水中的一种或多种。

15.根据权利要求13所述的方法，其中将反应液滴加到碱性溶液中后得到的溶液的pH为8～12。

16.根据权利要求13所述的方法，其中将反应液滴加到碱性溶液中后得到的溶液的pH为9～11。

17.根据权利要求13所述的方法，其中所述步骤2)还包括对所述利格列汀化合物E的粗品重结晶的步骤。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，重结晶所用的溶剂为乙醇或乙醇与甲基叔丁基醚的混合溶液。

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