CN112175035A - 一种倍他米松重排物的制备方法及倍他米松重排物 - Google Patents
一种倍他米松重排物的制备方法及倍他米松重排物 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种倍他米松重排物的制备方法及装置,属于化工领域。本发明提供的倍他米松重排物的制备方法,在惰性气体保护下,混合化合物(Ⅰ)、甲醇、二甲亚砜以及甲醇钠,在30℃~45℃的反应温度下,反应1小时~3小时,获得化合物(Ⅱ)的反应液,并在反应液上直接添加亚磷酸三甲酯,之后在40℃~50℃的反应温度下,反应4小时~8小时即可获得倍他米松重排物(Ⅲ),在反应体系中添加二甲亚砜显著提高了甲醇钠的反应活性,缩短了反应时间,降低了反应能耗、成本;无需加热回流,在较低的反应温度下,避免了亚磷酸三甲酯大量挥发造成的污染和浪费,且倍他米松重排物(Ⅲ)总摩尔收率高(可达到96%以上),反应更彻底、选择性好。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域,更具体地,涉及一种倍他米松重排物的制备方法及倍他米松重排物。
背景技术
倍他米松重排物是一种重要的甾体药物中间体,可以用于合成倍他米松系列、双氟拉松系列、丙酸倍氯米松系列、21-甲基系列等。其中,倍他米松重排物呈淡黄色或类白色结晶性粉末,结构如下所示:
目前,倍他米松重排物主要采用以下合成路线制备得到:
通过化合物(Ⅰ)到化合物(Ⅱ)再到倍他米松重排物(Ⅲ)的两步合成反应,合成的摩尔收率为85%左右。上述合成路线制备倍他米松重排物的方法,主要包括以下方面的问题:
(1)、每一步均需要回流反应,反应温度较高,而第二步反应中采用亚磷酸三甲酯具有较强烈的刺激性臭味且易挥发,在较高的反应温度下可能大量挥发,造成环境污染,后处理困难;
(2)、反应时间较长,尤其是第二步反应时间可达到15小时以上,使得生产周期长、能耗高、工艺成本高;
(3)、制备得到的倍他米松重排物(Ⅲ)摩尔收率为85%左右,收率较低,工艺反应不彻底,反应选择性差,杂质多。
发明内容
本发明提供了一种倍他米松重排物的制备方法及倍他米松重排物,以解决现有技术中倍他米松重排物制备方法工艺成本高、收率低,以及环境污染大的问题。
第一方面,提供了一种倍他米松重排物的制备方法,所述方法包括:
在惰性气体保护下,混合反应用甲醇、二甲亚砜、甲醇钠,以及如结构式(Ⅰ)所示的化合物(Ⅰ),在30℃~45℃的反应温度下,反应1小时~3小时,获得如结构式(Ⅱ)所示的化合物(Ⅱ)的反应液;
向所述反应液中添加亚磷酸三甲酯,在40℃~50℃的反应温度下,反应4小时~8小时后,从所述反应液中获得如结构式(Ⅲ)所示的倍他米松重排物(Ⅲ);
可选地,所述化合物(Ⅰ)的质量与所述反应用甲醇的体积比为(1克:2毫升)~(1克:6毫升)。
可选地,所述化合物(Ⅰ)的质量与所述二甲亚砜的体积比为(1克:1毫升)~(1克:3毫升)。
可选地,所述化合物(Ⅰ)与所述甲醇钠的摩尔比为(1:2)~(1:5)。
可选地,所述化合物(Ⅰ)与所述亚磷酸三甲酯的摩尔比为(1:1.5)~(1:3)。
可选地,所述从所述反应液中获得如结构式(Ⅲ)所示的倍他米松重排物(Ⅲ),包括:
将所述反应液降温至10℃~20℃后向所述反应液中加水、析晶、固液分离,获得固体产物;
采用0℃的清洗用甲醇对所述固体产物进行洗涤、干燥,获得如结构式(Ⅲ)所示的倍他米松重排物(Ⅲ)。
可选地,所述化合物(Ⅰ)与所述水的质量比为(1:10)~(1:20)。
可选地,所述化合物(Ⅰ)的质量与所述清洗用甲醇的体积比为(1克:0.5毫升)~(1克:2毫升)。
第二方面,提供了一种倍他米松重排物,所述倍他米松重排物由第一方面所述的倍他米松重排物的制备方法制备得到。
与相关技术相比,本发明具有以下优点:
本发明实施例中,在惰性气体保护下,混合化合物(Ⅰ)、甲醇、二甲亚砜以及甲醇钠,在30℃~45℃的反应温度下,反应1小时~3小时,从而对化合物(Ⅰ)进行加成反应,获得化合物(Ⅱ)的反应液,通过在反应体系中添加二甲亚砜显著提高了甲醇钠的反应活性,并在化合物(Ⅱ)的反应液上直接添加亚磷酸三甲酯,之后在40℃~50℃的反应温度下,反应4小时~8小时进行重排反应,缩短了反应时间,降低了反应能耗、成本;两步反应中均无需加热回流,从而在较低的反应温度下,避免了亚磷酸三甲酯大量挥发造成的污染和浪费,且经试验测定获得的倍他米松重排物(Ⅲ)总摩尔收率高(可达到96%以上),反应更彻底、选择性好。因此,本发明实施例提供的倍他米松重排物的制备方法,制备成本低、污染小、收率高,因此,易于工业化生产。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本发明实施例提供的一种倍他米松重排物的制备方法的步骤流程图;
图2是本发明实施例提供的样品质谱图;
图3是本发明实施例提供的样品红外光谱图;
图4是本发明实施例提供的样品氢谱图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
发明实施例中,倍他米松重排物的合成路线如下所示:
由此可知,本发明实施例中先基于化合物(Ⅰ)制备化合物(Ⅱ),再基于化合物(Ⅱ)制备倍他米松重排物(Ⅲ)得到产物,以下说明在上述合成路线中本发明实施例提供的倍他米松重排物的具体制备方法。
图1是本发明实施例提供的一种倍他米松重排物的制备方法的步骤流程图,该方法可以包括:
步骤101、在惰性气体保护下,混合反应用甲醇、二甲亚砜、甲醇钠,以及如结构式(Ⅰ)所示的化合物(Ⅰ),在30℃~45℃的反应温度下,反应1小时~3小时,获得如结构式(Ⅱ)所示的化合物(Ⅱ)的反应液。
本发明实施例中,化合物(Ⅰ)为如结构式(Ⅰ)所示的21-(苯基亚磺酰基)孕甾-16β-甲基-1,4,9(11)17(20),20-五烯-3-酮,将化合物(Ⅰ)与反应用甲醇、二甲亚砜(Dimethylsulfoxide,DMSO)以及甲醇钠混合,从而对化合物(Ⅰ)进行双键加成反应获得化合物(Ⅱ),在体系中的DMSO显著提高了甲醇钠的亲核性,从而提高了双键加成反应的反应选择性和反应效率,进一步缩短反应时间,降低反应中所需的反应温度,从而降低了反应的能耗。
本发明实施例中,在对化合物(Ⅰ)进行双键加成反应的过程中,可以控制反应温度为30℃~45℃,可选地,反应温度可以是30℃、35℃、40℃、45℃等30℃~45℃间的任意温度,在反应过程中,可以保持温度不变,也可以保持温度在30℃~45℃间变化;另外,可以控制反应时间在1小时~3小时,可选地,反应时间可以是1小时、1.5小时、2小时、2.5小时、3小时等1小时~3小时间的任意时间,在反应过程中,可以对体系进行监测,在化合物(Ⅰ)的转化率或化合物(Ⅱ)的产率达到预期时结束反应,本发明实施例对双键加成反应的反应温度和反应时间不作具体限制。
本发明实施例中,化合物(Ⅰ)在体系中进行双键加成反应得到包括化合物(Ⅱ)的反应液,其中,化合物(Ⅱ)为如结构式(Ⅱ)所示的21-(苯基亚磺酰基)孕甾-16β-甲基-20-甲醚-1,4,9(11)17(20)-四烯-3-酮。
可选地,所述化合物(Ⅰ)的质量与所述反应用甲醇的体积比为(1克:2毫升)~(1克:6毫升)。
本发明实施例中,反应用甲醇为用于进行化合物(Ⅰ)双键加成反应的甲醇,在反应体系中,化合物(Ⅰ)的质量与反应用甲醇的体积比为(1克:2毫升)~(1克:6毫升),即每克化合物(Ⅰ)与2毫升~6毫升的反应用甲醇混合,可选地,每克化合物(Ⅰ)对应的反应用甲醇的体积可以是2毫升、2.5毫升、3毫升、4毫升、5毫升、6毫升等2毫升~6毫升间的任意体积,本发明实施例对此不作具体限制。
可选地,所述化合物(Ⅰ)的质量与所述二甲亚砜的体积比为(1克:1毫升)~(1克:3毫升)。
本发明实施例中,二甲亚砜是一种高极性溶剂,可以提高甲醇钠的亲核性,从而提升效率,在反应体系中,化合物(Ⅰ)的质量与二甲亚砜的体积比为(1克:1毫升)~(1克:3毫升),即每克化合物(Ⅰ)与1毫升~3毫升的二甲亚砜混合,可选地,每克化合物(Ⅰ)对应的二甲亚砜的体积可以是1毫升、1.5毫升、2毫升、3毫升等1毫升~3毫升间的任意体积,本发明实施例对此不作具体限制。
可选地,所述化合物(Ⅰ)与所述甲醇钠的摩尔比为(1:2)~(1:5)。
本发明实施例中,甲醇钠是一种亲核试剂,可以与化合物(Ⅰ)进行双键加成反应,在反应体系中,化合物(Ⅰ)与二甲亚砜的摩尔比为(1:2)~(1:5),即每摩尔化合物(Ⅰ)与1摩尔~5摩尔的甲醇钠混合,可选地,每摩尔化合物(Ⅰ)对应的甲醇钠的物质的量可以是1摩尔、1.5摩尔、2摩尔、3摩尔、4摩尔、5摩尔等1摩尔~3摩尔间的任意物质的量,本发明实施例对此不作具体限制。
步骤102、向所述反应液中添加亚磷酸三甲酯,在40℃~50℃的反应温度下,反应4小时~8小时后,从所述反应液中获得如结构式(Ⅲ)所示的倍他米松重排物(Ⅲ)。
本发明实施例中,在获得包括化合物(Ⅱ)的反应液后,不对化合物(Ⅱ)进行分离固液分离,在惰性气体保护下,直接向反应液中添加亚磷酸三甲酯,在反应液中亚磷酸三甲酯的作用下,化合物(Ⅱ)可以高效的进行消去重排反应,获得如结构式(Ⅲ)所示的他米松重排物(Ⅲ),即17α-羟基-孕甾-1,4,9(11),20-四烯-20-甲醚。
本发明实施例中,在反应液中化合物(Ⅱ)进行消去重排反应的过程中,可以控制反应温度为40℃~50℃,可选地,反应温度可以是40℃、45℃、50℃等40℃~50℃间的任意温度,在反应过程中,可以保持温度不变,也可以保持温度在40℃~50℃间变化;另外,可以控制反应时间在4小时~8小时,可选地,反应时间可以是4小时、4.5小时、5小时、6小时、7小时、8小时等4小时~8小时间的任意时间,在反应过程中,可以对体系进行监测,在化合物(Ⅱ)的转化率或化合物(Ⅲ)的产率达到预期时结束反应,本发明实施例对消去重排反应的反应温度和反应时间不作具体限制。
可选地,所述化合物(Ⅰ)与所述亚磷酸三甲酯的摩尔比为(1:1.5)~(1:3)。
可选地,所述步骤102中,所述反应液中获得如结构式(Ⅲ)所示的倍他米松重排物(Ⅲ),包括:
步骤S11、将所述反应液降温至10℃~20℃后向所述反应液中加水、析晶、固液分离,获得固体产物。
步骤S12、采用0℃的清洗用甲醇对所述固体产物进行洗涤、干燥,获得如结构式(Ⅲ)所示的倍他米松重排物(Ⅲ)。
本发明实施例中,可以对经过消去重排反应后的反应液进行一定的后处理,从而得到固体的倍他米松重排物(Ⅲ),可选地,可以对反应液进行降温,其中,可以降温至10℃~20℃,如可以降温至10℃、12℃、14℃、16℃、18℃、18.5℃、20℃等10℃~20℃间的任意温度,本发明实施例对此不作具体限制。
本发明实施例中,在对反应液进行降温后,可以向反应液中加水,从而调节反应液对倍他米松重排物(Ⅲ)的溶解度,以使倍他米松重排物(Ⅲ)的晶体析出,此时,可以对反应液与倍他米松重排物(Ⅲ)的晶体固液分离,以获得固体产物,可选地,固液分离可以采用过滤、抽滤等方式,本领域技术人员可以根据实际条件选择固液分离的方式。
本发明实施例中,清洗用甲醇指在后处理过程中用于清洗附着在固体产物上水、反应液等残余的甲醇,可选地,可以选用0℃的甲醇进行清洗,以便于后续干燥,获得如结构式(Ⅲ)所示的倍他米松重排物(Ⅲ)。
本发明实施例中,也可以采用其他后处理的方式从反应液中获得倍他米松重排物(Ⅲ),本发明实施例对此不作具体限制。
可选地,所述化合物(Ⅰ)与所述水的质量比为(1:10)~(1:20)。
本发明实施例中,为了使倍他米松重排物(Ⅲ)的晶体能够充分的析出,可以控制化合物(Ⅰ)与水的质量比为(1:10)~(1:20),即每克化合物(Ⅰ)对应10克~20克水,可选地,可以是每克化合物(Ⅰ)对应10克、12克、14克、16克、18克、18.5克、20克等10克~20克间任意质量的水。
可选地,所述化合物(Ⅰ)的质量与所述清洗用甲醇的体积比为(1克:0.5毫升)~(1克:2毫升)。
本发明实施例中,为了在充分对固体产物清洗的情况下,避免清洗过程造成的固体产物损失,可以控制化合物(Ⅰ)的质量与清洗用甲醇的体积比为(1克:0.5毫升)~(1克:2毫升),即每克化合物(Ⅰ)与0.5毫升~2毫升的清洗用甲醇对应,可选地,每克化合物(Ⅰ)对应的清洗用甲醇的体积可以是0.5毫升、1毫升、2毫升等0.5毫升~2毫升间的任意体积,本发明实施例对此不作具体限制。
本发明实施例中,在惰性气体保护下,混合化合物(Ⅰ)、甲醇、二甲亚砜以及甲醇钠,在30℃~45℃的反应温度下,反应1小时~3小时,从而对化合物(Ⅰ)进行加成反应,获得化合物(Ⅱ)的反应液,通过在反应体系中添加二甲亚砜显著提高了甲醇钠的反应活性,并在化合物(Ⅱ)的反应液上直接添加亚磷酸三甲酯,之后在40℃~50℃的反应温度下,反应4小时~8小时进行重排反应,缩短了反应时间,降低了反应能耗、成本;两步反应中均无需加热回流,从而在较低的反应温度下,避免了亚磷酸三甲酯大量挥发造成的污染和浪费,且经试验测定获得的倍他米松重排物(Ⅲ)总摩尔收率高(可达到96%以上),反应更彻底、选择性好。因此,本发明实施例提供的倍他米松重排物的制备方法,制备成本低、污染小、收率高,因此,易于工业化生产。
本发明实施例还提供了一种倍他米松重排物,该倍他米松重排物由图1所示的倍他米松重排物的制备方法制备得到。
以下通过具体示例说明本发明实施例提供的倍他米松重排物的制备方法,如下所示:
实施例1
惰性气体保护下,将100g化合物(I)、200mL甲醇、300mLDMSO、25.1g甲醇钠混合均匀,在30℃的反应温度下,反应2小时,得到包含化合物(II)的反应液;
惰性气体保护下,向反应液中加入43.2g亚磷酸三甲酯,在50℃的反应温度下,反应8小时,之后将反应液的温度降温至10℃,向反应液中加入2000g水使晶体析出,过滤获得固体产物,使用100mL 0℃甲醇洗涤固体产物,干燥,得到79.0g倍他米松重排物(III),摩尔收率96.0%。
实施例2
惰性气体保护下,将100g化合物(I)、600mL甲醇、100mL DMSO、62.8g甲醇钠混合均匀,在40℃的反应温度下,反应1小时,得到包含化合物(II)的反应液;
惰性气体保护下,向反应液中加入86.4g亚磷酸三甲酯,在40℃的反应温度下,反应4小时,之后将反应液的温度降温至20℃,向反应液中加入1000g水使晶体析出,过滤获得固体产物,使用50mL 0℃甲醇洗涤固体产物,干燥,得到79.2g的倍他米松重排物(III),摩尔收率96.2%。
实施例3
惰性气体保护下,将100g化合物(I)、400mL甲醇、200mL DMSO、37.7g甲醇钠混合均匀,在45℃的反应温度下,反应3小时,得到包含化合物(II)的反应液;
惰性气体保护下,向反应液中加入57.6g亚磷酸三甲酯,在45℃的反应温度下,反应6小时,之后将反应液的温度降温至15℃,向反应液中加入1500g水使晶体析出,过滤获得固体产物,使用200mL 0℃甲醇洗涤固体产物,干燥,得到79.0g倍他米松重排物(III),摩尔收率96.0%。
实施例4
本发明实施例将上述倍他米松重排物的制备方法制备得到的倍他米松重排物(III)作为样品进行了质谱测定,图2是本发明实施例提供的样品质谱图。
如图2所示,样品的[M+H]+峰的质荷比分别为341.2和355.2,则分子量为340.2和354.2;
而倍他米松重排物的分子量为354.2,但倍他米松重排物在高温下不稳定,会生成以下结构的物质,
由此可以判断,质谱图所示的样品的分子量与倍他米松重排物分子量一致。
本发明实施例还对该样品进行了红外光谱测定,图3是本发明实施例提供的样品红外光谱图。
如图3所示,该样品对应的红外光谱数据如下所示:
a.3469.41cm-1:O-H伸缩振动;1137.71cm-1:叔醇C-O伸缩振动,证明该样品结构中有叔醇-OH结构;
b.2996.11cm-1:-CH3不对称伸缩振动;2944.48cm-1:-CH2-的不对称伸缩振动;2896.39cm-1:-CH3对称伸缩振动;1407.19cm-1:-CH2-的弯曲振动;1315.46cm-1:-CH3的弯曲振动;889.30cm-1:C-H面外弯曲振动。证明该样品结构中存在-CH3取代基和不饱和的-CH2-;
c.1664.28cm-1:酮C=O伸缩振动;1616.48cm-1:共轭酮羰基的伸缩振动。证明该样品结构中含酮和共轭酮结构;
d.1315.46cm-1,C-O-C振动。证明该样品结构中含醚键结构;
e.1600.77cm-1,1455.24cm-1:共轭C=C伸缩振动。证明该样品结构中存在碳碳双键结构。
由上述红外光谱数据可知,该样品结构中有叔醇羟基、碳碳双键、共轭酮羰基、酮羰基、醚键和甲基等结构,与倍他米松重排物结构相符。
本发明实施例还对该样品进行了氢谱测定,图4是本发明实施例提供的样品氢谱图。
如图4所示,该样品对应的氢谱数据如下所示:
上述氢谱数据与倍他米松重排物相符。
综上所述,本发明实施例提供的倍他米松重排物的制备方法,缩短了反应时间,降低了反应能耗、成本;无需加热回流,从而在较低的反应温度下,避免了亚磷酸三甲酯大量挥发造成的污染和浪费,且经试验测定制备得到了总摩尔收率高(可达到96%以上)的倍他米松重排物(Ⅲ),反应更彻底、选择性好。因此,本发明实施例提供的倍他米松重排物的制备方法,制备成本低、污染小、收率高,因此,易于工业化生产。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (9)
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述化合物(Ⅰ)的质量与所述反应用甲醇的体积比为(1克:2毫升)~(1克:6毫升)。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述化合物(Ⅰ)的质量与所述二甲亚砜的体积比为(1克:1毫升)~(1克:3毫升)。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述化合物(Ⅰ)与所述甲醇钠的摩尔比为(1:2)~(1:5)。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述化合物(Ⅰ)与所述亚磷酸三甲酯的摩尔比为(1:1.5)~(1:3)。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述从所述反应液中获得如结构式(Ⅲ)所示的倍他米松重排物(Ⅲ),包括:
将所述反应液降温至10℃~20℃后向所述反应液中加水、析晶、固液分离,获得固体产物;
采用0℃的清洗用甲醇对所述固体产物进行洗涤、干燥,获得如结构式(Ⅲ)所示的倍他米松重排物(Ⅲ)。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述化合物(Ⅰ)与所述水的质量比为(1:10)~(1:20)。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述化合物(Ⅰ)的质量与所述清洗用甲醇的体积比为(1克:0.5毫升)~(1克:2毫升)。
9.一种倍他米松重排物,其特征在于,所述倍他米松重排物由权利要求1至8任一项所述的方法制备得到。
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DENMARK S.E. ET AL.: "Catalytic Epoxidation of Alkenes with Oxone", 《J.ORG.CHEM.》 * |
VANRHEENEN V. ET AL.: "New synthesis of cortico steroids from 17-keto steroids: application and stereochemical study of the unsaturated sulfoxide-sulfenate rearrangement", 《J.ORG.CHEM.》 * |
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