CN111689956B - 一种含有季铵基团的奎宁类化合物的拆分方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含有季铵基团的奎宁类化合物的拆分方法，是将如下式(X)所示的化合物外消旋体或混合物溶于有机溶剂中，加入酸或酸式盐，生成异构体盐，分离、游离、纯化；R₁独立地选自烷基；R₂为苯基或其任选地被1‑5个独立地选自烷基的取代基取代。本发明方法操作简便实用，拆分效率高，产物纯度高，能耗低且反应具有环境友好等优点。

Description

一种含有季铵基团的奎宁类化合物的拆分方法

技术领域

本发明属于药物化学技术领域，具体涉及一种含有季铵基团的奎宁类化合物的拆分方法。

背景技术

手性是自然界的基本特征，如果一个分子不能与其镜像重合，该分子就称为手性分子。自然界中许多生物活性分子都是手性分子。当两个分子的原子组成相同，但空间结构不同，它们之间是实物与镜像的关系，也可以比作左右手的关系时，这两个分子互为对映异构体。在生命的产生和演变过程中起到关键作用的生物分子几乎都是有手性的，如天然存在的糖为(D)-构型，氨基酸为(L)-构型，而蛋白质和DNA的螺旋构象都是右旋的。因此，当手性物质作用于这个不对称的生物界时，两个异构体表现出来的生物活性往往是不同的，甚至是截然相反的。对于手性药物而言，两种异构体的药效通常是有差别的，比如(S)-萘普生的镇痛抗炎活性是(R)-萘普生的28倍。治疗前列腺肥大的药物哈洛，其(R)-对映体对肾上腺素受体拮抗活性是(S)-对映体的320倍。又如(S)-布洛芬口服15分钟后即可起到镇痛作用，而外消旋的布洛芬却需30分钟。有时同一药物的两种对映体的药理作用也不同，如氯胺酮的(S)-对映体有麻醉作用，而(R)-对映体却具有兴奋和使心理失调作用，因此其外消旋体既药效低又有副作用；沙丁胺醇的(R)-对映体具有抗组胺治疗哮喘的作用，而(S)-对映体却具有使气管收缩作用，所以临床上使用外消旋体其治疗效果会很差。更重要的是如果同一药物两个对映体的毒副作用不同，使用消旋体会带来危险，对此人类曾经有过惨痛的教训。德国一家制药公司在上世纪五十年代开发的一种治疗妊娠反应的镇静药酞胺哌啶酮(商品名：反应停)，药效很好，但很快发现服用了反应停的孕妇生出的婴儿很多是四肢残缺的畸形儿。虽然各国当即停止了反应停的销售，但已经造成了数以万计的儿童畸形，成为震惊国际医药界的药物事故。后来发现在反应停包含的两种不同构型的异构体中，只有一对映体能起到治病的作用，而另一对映体有致畸作用。根据CN101830896A报道，戊乙奎醚游离碱不同光学异构活性具有一定的差异性。因此，实现此类化合物的光学异构拆分具有重要的意义。

CN1532196A公开了含有季铵基团的奎宁类化合物及其制法和药物用途。CN101585835A公开了一对苯环喹溴铵光学异构体及其组合物的制备方法与应用。现有技术在拆分上述奎宁类手性化合物时大多采用色谱法分离现有的消旋体。但色谱分离消旋体方法不利于工业化生产，这使得这类化合物的应用受到了很大的限制。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

下式(X)所示含有季铵基团的奎宁类化合物，具有下式I、II、III、IV所示的四个异构体。

其中，下式I与式II所示化合物为一对对映异构体，下式III与式IV所示化合物为一对对映异构体。

R₁独立地选自烷基；

R₂为苯基；或R₂为苯基，其任选地被1个、2个、3个、4个或5个独立地选自烷基的取代基取代。

进一步地，本发明所述烷基是指具有1-12个碳原子的直链烷基、支链烷基或环烷基，例如具体包括甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环丙基、环戊基、环己基等。优选为具有1-8个碳原子的直链烷基、支链烷基或环烷基，更优选为具有3-6个碳原子的直链烷基、支链烷基或环烷基。

进一步地，R₁独立地选自环丙基，环戊基或环己基。

进一步地，R₂为苯基；或R₂为苯基，其任选地被1个、2个、3个、4个或5个独立地选自甲基、乙基、丙基或异丙基取代。

进一步地，R₁为环丙基、环戊基或环己基；R₂是苯基。

式X所示含有季铵基团的奎宁类化合物可采用本领域常规方法制备，例如可参考CN1532196A公开的方法。

在本发明一些具体实施方式中，R₁为环戊基，R₂为苯基；即式X所示含有季铵基团的奎宁类化合物为3-奎宁环基-(2'-苯基-2'-环戊基-2'-羟基)乙基醚，分子式：C₂₀H₂₉NO₂，其具体结构如下式IX所示：

根据文献记载，上式IX化合物可按照如下路线进行合成：

具体可将1-苯基-1-环戊基环氧乙烷溶于DMSO(二甲基亚砜)中。取奎宁醇溶于DMSO中，加钠氢，搅拌，冷至室温，缓慢滴加1-苯基-1-环戊基环氧乙烷-DMSO溶液，搅拌，冷至室温，乙醚提取，将醚层用HCl提取，酸水层用NaOH碱化，再用乙醚提取，无水硫酸钠干燥过夜。蒸出溶剂，产物经蒸馏纯化，即可。

为了将上式(X)所示含有季铵基团的奎宁类化合物外消旋体或混合物进行拆分，本发明做了大量的研究工作。研究发现，a)由上式I、II、III、IV所示的四个异构体或其中任三个异构体所组成的含有季铵基团的奎宁类化合物外消旋体或混合物，b)由上式I、III所示的两个异构体所组成的含有季铵基团的奎宁类化合物外消旋体或混合物，c)由上式II、IV所示的两个异构体所组成的含有季铵基团的奎宁类化合物外消旋体或混合物，可以通过以酸为拆分试剂进行拆分。具体地，是将待拆分化合物例如上述a)、b)、c)外消旋体或混合物溶于有机溶剂中，加入酸，生成相应异构体盐，进一步将所生成的异构体盐分离、游离、纯化，得到两对对映体异构体，或得到一对对映体异构体和单一异构体，或得到两个非对映异构体。该方法操作简便实用，拆分效率高，产物纯度高，能耗低且反应具有环境友好等优点。

具体地，上式I、II、III、IV所示的四个异构体中任三个异构体所组成的外消旋体或混合物包括以下情形：

式I、II、III所示的三个异构体所组成的外消旋体或混合物；

式I、II、IV所示的三个异构体所组成的外消旋体或混合物；

式I、III、IV所示的三个异构体所组成的外消旋体或混合物；

式II、III、IV所示的三个异构体所组成的外消旋体或混合物。

所述酸或酸式盐选自乙二酸、硫酸、对甲苯磺酸、盐酸、硝酸、磷酸、亚磷酸、柠檬酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠或硫酸氢钠。其中尤以选用乙二酸、硫酸、对甲苯磺酸为拆分试剂的拆分效果最佳。

上述拆分是在有机溶剂环境下进行的。

本发明对于所用有机溶剂没有特别限制，只要能够溶解上式(X)所示的含有季铵基团的奎宁类化合物或其异构体并且能够使得所制成的该化合物的不同构型的盐在该有机溶剂中具有不同的溶解度即可；这些盐在所述溶剂溶剂中的溶解度差异越大越有利于分离；最好使得一些构型的该化合物的盐在所述有机溶剂中溶解度极低或不溶，而另一些该化合物的盐确却有较高的溶解度。实验表明，可用的有机溶剂可选自乙醇、异丙醇、甲醇、丙酮、四氢呋喃，优选为乙醇或异丙醇。

所述酸或酸式盐可选自乙二酸、硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、亚磷酸、对甲苯磺酸、草酸、柠檬酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠或硫酸氢钠等，更优选使用乙二酸、硫酸或对甲苯磺酸，使其与上式(X)所示化合物外消旋体或其混合物制成相应的盐。

上述成盐反应温度优选为70-85℃，时间一般1小时左右。

研究发现，通过使用上述酸或酸式盐可以将上式(X)所示化合物外消旋体或其混合物制成异构体盐(例如式I、II所示的两个异构体盐，以及式III、IV所示的两个异构体盐)，其在所用的有机溶剂中溶解度差异较大，其中一对对映体异构体盐(式I、II所示的两个异构体盐)在该有机溶剂中基本上不溶，而另一对对映体异构体盐(式III、IV所示的两个异构体盐)则基本上完全溶于该有机溶剂中。通过常规的方法例如过滤分离得固相和液相，即可将这两对对映体异构体盐分离开。然后进一步通过游离去掉拆分剂(即所述酸)，纯化即可。其中从所得液相中拆分出的一对手性化合物结构如上式I、II所示，从所得固相中拆分出的一对手性化合物结构如上式III、IV所示。

为进一步提高拆分效果，可将上述异构体制成相应的盐后，保持搅拌状态下自然冷却降低温度至10℃以下，放置12小时以上后再分离(例如过滤)出固相和液相。

具体地，可将所得液相、固相分别用碱性水溶液(优选使用氢氧化钠水溶液)调节pH至碱性(优选调至pH 9-14，更优选调至pH 10-12)，用乙酸乙酯萃取，将萃取液用乙醚重结晶，制得两对对映体异构体或单一异构体。也可根据需要得到的那对对映体异构体，选自所得液相、固相之一进一步游离、纯化。

以固相为例，可将其用乙醇洗涤；将洗涤后固相加入去离子水中，冰浴下滴加氢氧化钠溶液，调节pH至9-14，充分搅匀后加入等体积的乙酸乙酯萃取，将萃取液用饱和食盐水洗涤后，加入乙醚重结晶，过滤，制得一对对映体异构体。乙醇洗涤可以进一步提高所得化合物的纯度，一般可洗涤2次左右，洗涤液可与所得液相合并，用于制备另一对对映体异构体。在用乙酸乙酯萃取时，一般可萃取3次，将萃取液合并后用其体积1/3左右的饱和食盐水洗涤数次，以除去萃取过程中有机相中含有的水分及部分水溶性杂质。然后浓缩或者直接加入萃取液体积2倍左右的乙醚重结晶，至有白色固体析出，过滤，得到白色滤饼即为一对对映体异构体，可进一步常温下真空干燥除去残余溶剂。可采用上述基本相同的方法对所得液相进行游离、纯化，制得另一对对映体异构体。

具体地，以由上式I、II、III、IV所示的四个异构体所组成的含有季铵基团的奎宁类化合物外消旋体或混合物为例，拆分方法包括：将该外消旋体或混合物加入适量乙醇或异丙醇溶解，再加入适量乙二酸、硫酸或对甲苯磺酸，加热升温至70-85℃，保温搅拌反应，优选搅拌反应时间是1小时左右，生成两对对映体异构体盐；保持搅拌状态下自然冷却降低温度至10℃以下，放置12小时以上后过滤，得液相和固相；将所得固相用乙醇洗涤，洗涤液备用；将洗涤后固相加入去离子水中，冰浴下滴加氢氧化钠溶液，调节pH至9-14，充分搅匀后加入等体积的乙酸乙酯萃取三次，将萃取液用饱和食盐水洗涤后，加入乙醚重结晶，过滤，制得一对对映体异构体；将上述液相和洗涤液合并，浓缩去除反应溶剂，加入去离子水中，冰浴下滴加氢氧化钠溶液，调节pH至9-14，充分搅匀后加入等体积的乙酸乙酯萃取，将萃取液用饱和食盐水洗涤后，加入乙醚重结晶，过滤，制得另一对对映体异构体。

实验证明，本发明方法对于上式IX化合物(即R₁为环戊基，R₂为苯基)的拆分效果更佳。

一般地，待拆分的所述含有季铵基团的奎宁类化合物的纯度为95.0-100.0％，经本发明方法拆分后化学纯度可达98％以上、光学纯度可达99％以上。

关于纯度可采用HPLC方法测定，具体可参考CN101585835A。

采用本领域常规方法例如色谱法可将本发明制得的两对对映体异构体进一步进行拆分。

本发明采用结晶的方法拆分消旋体，反应条件温和、操作简便、能耗低，适于工业化应用。本发明方法拆分效率高，产物化学纯度可达98％以上、光学纯度可达99％以上，且所用溶剂可以回收重复利用，节能环保。本发明方法具有良好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。

以下所用HPCL法色谱条件如下：

色谱柱Dikma公司C1s色谱柱；

流动相pH 5.0的磷酸盐缓冲液:甲醇＝4:6；

检测波长：210nm。

以下实施例中，3-奎宁环基-(2'-苯基-2'-环戊基-2'-羟基)乙基醚的制备方法如下：将1-苯基-1-环戊基环氧乙烷9.3g溶于DMSO 9.3ml中。取奎宁醇6.35g，溶于64ml DMSO中，加钠氢2.5g，搅拌1h，冷至室温，缓慢滴加苯基环氧乙烷-DMSO溶液，搅拌3小时，冷至室温，乙醚提取，将醚层用6N HCl提取，酸水层用20％NaOH碱化，再用乙醚提取，无水硫酸钠干燥过夜。蒸出溶剂，产物经蒸馏纯化后待用。

实施例1

本实施例中，3-奎宁环基-(2'-苯基-2'-环戊基-2'-羟基)乙基醚外消旋体，由下式I、II、III、IV所示的四个异构体所组成。

取3-奎宁环基-(2'-苯基-2'-环戊基-2'-羟基)乙基醚外消旋体3.15g(0.01mol)加入15ml乙醇溶解，再加入乙二酸0.99g(0.011mol)，加热升温至70℃，保温继续搅拌反应1小时；保持搅拌状态下自然冷却降温至10℃，放置12小时后过滤，滤液备用；将所滤得的固体用乙醇洗涤2次，每次用10ml乙醇，一对将洗涤液与上述滤液合并，备用。将洗涤后固体加入20g去离子水中，冰浴下滴加1mol/L氢氧化钠溶液调节pH至10，充分搅拌，加入等体积的乙酸乙酯萃取三次，合并三次乙酸乙酯萃取液，用所得萃取液1/3体积的饱和食盐水洗涤，然后向乙酸乙酯萃取液中加入2倍体积的乙醚，有白色固体析出，过滤，得到白色滤饼，常温下真空干燥除去残余溶剂，制得第一对手性化合物，为对应异构体。

取上述洗涤液与滤液的合并液，浓缩去除乙醇，加入去离子水中，冰浴下滴加1mol/L氢氧化钠溶液调节pH至10，充分搅拌，加入等体积的乙酸乙酯萃取三次，合并三次乙酸乙酯萃取液，用所得萃取液1/3体积的饱和食盐水洗涤，然后向乙酸乙酯萃取液中加入2倍体积的乙醚，有白色固体析出，过滤，得到白色滤饼，常温下真空干燥除去残余溶剂，制得第二对手性化合物，为对应异构体。

对本实施例制备的二对手性化合物进行分析，结果如下：

1)第一对手性化合物化学纯度为98.7％，光学纯度大于99％；

第二对手性化合物化学纯度为98.9％，光学纯度大于99％。(均为HPLC法)

2)分别取二对手性化合物100mg，溶于10ml甲醇中，测定旋光度，结果如下：

第一对手性化合物:[α]_D ²⁶:+0.8；

第二对手性化合物:[α]_D ²⁶:-0.8。

3)分别取二对手性化合物，测定熔点，结果如下：

第一对手性化合物：86.5～90.0℃；

第二对手性化合物：132.7～136.0℃。

4)第一对手性化合物结构如下所示：

第二对手性化合物结构如下所示：

实施例2

按实施例1相同方法，区别仅在于将实施例1中乙二酸0.99g替换为硫酸1.078g；所制得第一对手性化合物，化学纯度为98.2％，光学纯度大于99％；所制得第二对手性化合物。化学纯度为98.8％，光学纯度大于99％。

基于本发明所公开的内容，本领域技术人员可以理解，由实施例1中式I和式III所示化合物所组成的消旋体或混合物，或者由实施例1中式II和式IV所示化合物所组成的消旋体或混合物，也可基本上采用实施例1或实施例2方法实现拆分。

此外，文献CN1532196A、CN1769286A、CN101585835A全文引用至本文，作为本文一部分或作为本文的参考文献。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.含有季铵基团的奎宁类化合物的拆分方法，其特征在于，包括将待拆分化合物溶于有机溶剂中，加入酸，生成相应异构体盐，分离、游离、纯化；所述酸选自乙二酸、硫酸、对甲苯磺酸；

所述有机溶剂选自乙醇、异丙醇或甲醇；

所述含有季铵基团的奎宁类化合物为：

a）由下式I、II、III、IV所示的四个异构体或其中任三个异构体所组成的外消旋体或混合物；或

b）由下式I、III所示的两个异构体所组成的外消旋体或混合物；或

c）由下式II、IV所示的两个异构体所组成的外消旋体或混合物；

R₁独立地选自烷基；所述烷基为具有3-6个碳原子的环烷基；R₂为苯基。

2.根据权利要求1所述的拆分方法，其特征在于，R₁独立地选自环丙基，环戊基或环己基；R₂为苯基。

3.根据权利要求1所述的拆分方法，其特征在于，R₁为环戊基，R₂为苯基。

4.根据权利要求3所述的拆分方法，其特征在于，所述含有季铵基团的奎宁类化合物的合成路线如下：

。

5.根据权利要求1所述的拆分方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇或异丙醇。

6.根据权利要求1所述的拆分方法，其特征在于，所述酸选自乙二酸或硫酸。

7.根据权利要求1-6任一项所述的拆分方法，其特征在于，还包括制成异构体盐后保持搅拌状态下自然冷却降低温度至10℃以下，放置12小时以上后再分离出固相和液相。

8.根据权利要求7所述的拆分方法，其特征在于，还包括将所得液相、固相分别用碱性水溶液调节pH至碱性，用乙酸乙酯萃取，将萃取液用乙醚重结晶。

9.根据权利要求1-6任一项所述的拆分方法，其特征在于，成盐反应温度为70-85℃。