CN112645854B - 阿普斯特类中间体的精制方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及药物化学技术领域,特别涉及阿普斯特类中间体的精制方法。
背景技术
阿普斯特(Apremilast),化学名为(S)-2-[1-(3-乙氧基-4-甲氧基苯基)-2-甲磺酰 基乙基]-4-乙酰基氨基异吲哚啉-1,3-二酮,是由Celgene公司开发的一种选择性 PDE4抑制剂,于2014年3月获美国FDA批准作为治疗银屑病性关节炎的口服 药物上市,2014年9月再获美国FDA批准用于治疗中度至重度牛皮癣(又称斑 块型银屑病),商品名为Otezla。阿普斯特作为一种口服的小分子磷酸二酯酶 4(PDE4)抑制剂,能选择性地抑制PDE4,可特异性作用于环磷酸腺苷(cAMP), PDE4抑制作用导致细胞内cAMP水平增加,并通过阻止类风湿滑膜细胞分泌肿 瘤坏死因子α(TNF-α)而产生抗炎活性,临床主要用于治疗银屑病性关节炎和斑 块型银屑病。
传统的阿普斯特合成路线如下:
该路线通过先合成手性胺中间体和酸酐中间体,再经过二者胺化得到阿普 斯特。由此可见,手性胺中间体(S)-2-[1-(3-乙氧基-4-甲氧基苯基)]-1-甲磺酰基-2- 乙胺的合成是制备阿普斯特的关键,其生产工艺优劣直接影响到该药物的合成 成本和手性纯度。对此,我司进行了研究,重新设计合成路线,采用以下合成 方法:
该方法利用BIMAH系列催化剂对酮进行不对称催化氢化,构建手性二级醇,然 后将手性二级醇转化为手性的二级胺以达到构建手性胺的目的,避免了手性拆 分,也避免了利用各种复杂的手性试剂构建胺基的手性,具有合成路线简洁、 反应工艺稳定、环保经济、成本低廉等优点。
但上述方法中,化合物2制备化合物1以构建手性中心,对整个反应路线 具有决定性的作用,故化合物2的纯度要求较高。但该步骤中即使采用较高催 化效率的催化剂,产物的转化率仅有96%左右,粗品只有93%纯度,通过常规 除杂方式,并且通过大量纯化工艺,中间体化合物1残留量仍然达到2%左右, 无法满足高级中间体的“单一杂质残留0.1%以下”质量要求。
发明内容
基于此,有必要提供一种阿普斯特类中间体的精制方法,该精制方法所得 到的产品纯度达到99.7%以上,杂质限量均小于0.1%。
式(I)所示中间体的精制方法,包括以下步骤:
提供式(I)所示中间体的粗品;
采用精制溶剂对式(I)所示中间体的粗品进行精制,制得式(I)所示中间 体的精制品;
其中,所述精制溶剂为甲基异丁基酮、乙腈和丁酮中至少一种;
R1、R2和R3各自独立地为C1-16烷基、3-8元环烷基、5-10元芳基或5-10元 杂芳基。
在其中一实施例中,R1为甲基,R2为乙基,R3为甲基。
在其中一实施例中,所述精制溶剂为甲基异丁基酮和乙腈以体积比为 1:1~10:1组成的混合溶剂。
在其中一实施例中,所述甲基异丁基酮和所述乙腈的体积比为3:1~6:1;每 1g所述式(I)所示中间体的粗品采用5-10mL所述精制溶剂进行精制。
在其中一实施例中,所述精制的步骤中,采用所述精制溶剂,利用冷却析 晶的方法对式(I)所示中间体进行重结晶处理。
在其中一实施例中,所述精制的步骤包括以下步骤:
将式(I)所示中间体和精制溶剂混合,在温度为50-80℃的条件下溶解;
降温至0-10℃,静置,有晶体析出,固液分离,收集晶体,干燥,制得式 (I)所示中间体的精制品。
在其中一实施例中,式(I)所示中间体的粗品中,杂质的质量百分含量为 0.01%-10%。
在其中一实施例中,式(I)所示中间体粗品中,包括至少一种以下结构的 杂质:
在其中一实施例中,所述提供式(I)所示中间体包括以下步骤:
提供式(II)所示结构化合物;
式(II)所示结构化合物进行不对称催化氢化反应,制得式(I)所示中间 体的粗品。
在其中一实施例中,不对称催化氢化反应中所采用的催化剂具有以下式(A) 所示结构:
R为高分子聚合物;
M为过度金属;
X、Y各自独立地为卤素基;
R4为H或C1-8烷基。
有益效果:
本申请技术人员在研究中发现:影响最终产物的纯度的主要杂质为式(II) 所示化合物和/或式(I)所示中间体的对映异构体,其与式(I)所示中间体性 质类似,故传统方法较难将二者进行分离,导致终产物的纯度无法满足需求。 基于此,本发明技术人员经过大量研究,发现通过采用上述精制溶剂,利用相 似相溶原理,对式(I)所示中间体的粗品进行纯化处理,能够有效地提高式(I) 所示中间体的纯度,且本发明中的精制溶剂还能够在保证产物具有较高的产率 的基础上,将工艺杂质的残留量控制在0.1%以下。此外,上述精制方法操作简 单,无需特殊仪器设备,也无需特殊操作技巧,故特别适用于工业生产应用。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述,并给出了本发 明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文 所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的 理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的 术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
术语
除非另外说明或存在矛盾之处,本文中使用的术语或短语具有以下含义:
术语“烷基”是指包含伯(正)碳原子、或仲碳原子、或叔碳原子、或季 碳原子、或其组合的饱和烃。包含该术语的短语,例如,“C1~C16烷基”是指包 含1~16个碳原子的烷基。合适的实例包括但不限于:甲基(Me、-CH3)、乙基(Et、 -CH2CH3)、1-丙基(n-Pr、n-丙基、-CH2CH2CH3)、2-丙基(i-Pr、i-丙基、-CH(CH3)2)、 1-丁基(n-Bu、n-丁基、-CH2CH2CH2CH3)、2-甲基-1-丙基(i-Bu、i-丁基、 -CH2CH(CH3)2)、2-丁基(s-Bu、s-丁基、-CH(CH3)CH2CH3)、2-甲基-2-丙基(t-Bu、 t-丁基、-C(CH3)3)、1-戊基(n-戊基、-CH2CH2CH2CH2CH3)、2-戊基 (-CH(CH3)CH2CH2CH3)、3-戊基(-CH(CH2CH3)2)、2-甲基-2-丁基 (-C(CH3)2CH2CH3)、3-甲基-2-丁基(-CH(CH3)CH(CH3)2)、3-甲基-1-丁基 (-CH2CH2CH(CH3)2)、2-甲基-1-丁基(-CH2CH(CH3)CH2CH3)、1-己基 (-CH2CH2CH2CH2CH2CH3)、2-己基(-CH(CH3)CH2CH2CH2CH3)、3-己基 (-CH(CH2CH3)(CH2CH2CH3))、2-甲基-2-戊基(-C(CH3)2CH2CH2CH3)、3-甲基-2- 戊基(-CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3)、4-甲基-2-戊基(-CH(CH3)CH2CH(CH3)2)、3-甲 基-3-戊基(-C(CH3)(CH2CH3)2)、2-甲基-3-戊基(-CH(CH2CH3)CH(CH3)2)、2,3-二甲 基-2-丁基(-C(CH3)2CH(CH3)2)、3,3-二甲基-2-丁基(-CH(CH3)C(CH3)3和辛基 (-(CH2)7CH3)。
术语“环烷基”是指包含环碳原子的非芳香族烃,可以为单环烷基、或螺 环烷基、或桥环烷基。包含该术语的短语,例如,“3-8元环烷基”是指包含3~8 个碳原子的环烷基。合适的实例包括但不限于:环丙基、环丁基、环戊基、环 己基和环庚基。另外,“环烷基”还可含有一个或多个双键,含有双键的环烷基 的代表性实例包括环戊烯基、环己烯基、环己二烯基和环丁二烯基。
“芳基”是指在芳香环化合物的基础上除去一个氢原子衍生的芳族烃基, 可以为单环芳基、或稠环芳基、或多环芳基,对于多环的环种,至少一个是芳 族环系。例如,“5-10元芳基”是指包含5~10个环原子的芳基。合适的实例包 括但不限于:苯、联苯、萘、蒽、菲、二萘嵌苯、三亚苯及其衍生物。
“杂芳基”是指在芳基的基础上至少一个碳原子被非碳原子所替代,非碳 原子可以为N原子、O原子、S原子等。例如,“5-10元杂芳基”是指包含5~10 个环原子的杂芳基。合适的实例包括但不限于:呋喃、苯并呋喃、噻吩、苯并 噻吩、吡咯、吡唑、三唑、咪唑、噁唑、噁二唑、噻唑、四唑、吲哚、咔唑、 吡咯并咪唑、吡咯并吡咯、噻吩并吡咯、噻吩并噻吩、呋喃并吡咯、呋喃并呋 喃、噻吩并呋喃、苯并异噁唑、苯并异噻唑、苯并咪唑、吡啶、吡嗪、哒嗪、 嘧啶、三嗪、喹啉、异喹啉、邻二氮萘、喹喔啉、菲啶、伯啶、喹唑啉和喹唑 啉酮。
详细解释
本发明一实施方式提供了式(I)所示中间体的精制方法,包括以下步骤:
S101:提供式(I)所示中间体的粗品;
R1、R2和R3各自独立地为C1-16烷基、3-8元环烷基、5-10元芳基或5-10元 杂芳基;在一实施例中,R1和R2各自独立地为C1-16烷基或3-8元环烷基;R3为C1-16烷基、3-8元环烷基、5-10元芳基或5-10元杂芳基。
在一实施例中,R1、R2和R3各自独立地为C1-6烷基、3-6元环烷基、6元芳 基或6元杂芳基;更进一步地,R1、R2和R3各自独立地为C1-4烷基或苯基;更 进一步地,R1为甲基,R2为乙基,R3为甲基。
可理解的,可以采用现有的方法制备式(I)所示中间体,应理解为均在本 发明的保护范围内。
进一步地,步骤101中,式(I)所示中间体的粗品中,杂质的质量百分含 量为0.01%-20%;更进一步地,杂质的质量百分含量为0.01%-10%;更进一步 地,杂质的质量百分含量为0.01%-5%;更进一步地,杂质的质量百分含量为 0.01%-3%。
进一步地,包括至少一种以下结构的杂质:
更进一步地,优选采用以下方法制备式(I)所示中间体:
S1011:提供式(II)所示结构化合物;
式(II)所示结构化合物可以采用市售原料,也可以采用现有的方法合成获 得,在此不进行特别限定。例如:采用以下方法合成:
拔去式(II-1)所示中间体的酮羰基α位活波氢,然后与甲基磺酰氯反应, 制得式(II)所示中间体。
进一步地,可以采用以下方法制备式(II)所示中间体,将式(II-1)所示 中间体溶解于溶剂(如甲苯、四氢呋喃等)中,-100~10℃下搅拌缓慢滴加拔氢 试剂(如正丁基锂、氢化锂等),滴完之后继续搅拌1~8h,于-30~0℃滴加甲 基磺酰氯,滴完之后20~30℃下搅拌10~30h。加入饱和氯化铵溶液淬灭反应, 分出有机层,水层以二氯甲烷萃取,合并有机层,水洗,无水硫酸钠干燥,除 去溶剂得到式(II)所示中间体。
在一实施例中,R1为甲基,R2为乙基,R3为甲基,即种(R)-1-(3-烷氧基-4- 烷氧基苯基)-2-(烷基磺酰基)乙醇)为(R)-1-(3-乙氧基-4-甲氧基苯基)-2-(甲磺酰基) 乙醇),该原料来源广泛,且价格低廉,可以降低生产成本。
S1012:式(II)所示结构化合物进行不对称催化氢化反应,制得式(I)所 示中间体的粗品;
进一步地,不对称催化氢化反应中所采用的催化剂为固相化手性催化剂; 更进一步地,不对称催化氢化反应中所采用的催化剂具有式(A)所示结构:
R为高分子聚合物;
M为过度金属;
X、Y各自独立地为卤素;
R4为H或C1-8烷基。
进一步地,高分子聚合物选自:纤维素、淀粉、羟基丙烯酸酯、聚乙二醇、 聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚乳酸或聚丁二 酸丁二醇酯。
更进一步地,不对称催化氢化反应中所采用的催化剂具有以下式(B)所示 结构:
n为12-65的整数;
由于上述催化剂在分子上引入特定链长的聚乙二醇,一方面利用该特定链 长的长链的引导,辅助催化剂的催化反应,提高催化活性,进而达到提高不对 称转化率的目的;另一方面,由于聚乙二醇的存在,能够实现催化剂固相化, 且由于该分子链的存在,提高了重金属离子与催化剂之间的相互作用,避免金 属离子进入反应体系中,达到降低重金属残留的风险。且该催化剂后处理简单, 仅需通过简单的抽滤分离即可,回收率较高,适用于工业生产。此外,通过采 用上述催化剂进行催化反应,使得所得到的反应液纯度较高,重金属残留量低, 能够有效地降低后续纯化分离的难度,与后续精制方法组合,能够简单高效地得到杂质含量在0.1%以下的精制品。
进一步地,X和Y相同;更进一步地,X和Y均为氯;
进一步地,R4为H或C1-4烷基;更进一步地,R4为甲基,以提高不对称转 化率。
进一步地,n为12-20的整数;更进一步地,n为12、13、14、15或16, 本发明技术人员发现,采用该特定链长的聚乙二醇针对该反应底物具有更高的 催化活性,且能够更有效地降低重金属残留。
进一步地,步骤S1012中的不对称催化氢化反应中所采用的催化剂具有以 下式(C)所示结构:
上述催化剂对本发明的底物具有更强的选择性,能够有效地提高不对称转 化率。
更进一步地,步骤S1012包括以下步骤:
将式(II)所示结构化合物、碱、催化剂和溶剂混合,在氢气氛围下反应, 反应完成后,浓缩反应液,制得式(I)所示中间体的粗品。
进一步地,碱选自:叔丁醇钾、乙醇钾和乙醇钠中的一种或多种;更进一 步地,碱选自叔丁醇钾;进一步地,溶剂选自:乙醇、甲醇、异丙醇、甲苯、 二氯甲烷和环己烷中的一种或多种;更进一步地,溶剂选自甲苯。
进一步地,上述不对称催化氢化反应中,压强为5-45atm。进一步地,上述 不对称催化氢化反应中,温度为10℃-60℃,更进一步地,上述催化氢化反应中 温度为25-45℃。
进一步地,上述不对称催化氢化反应中,催化剂的质量为式(II)所示结构 化合物质量的0.1%-0.3%。进一步地,上述不对称催化氢化反应中,每100g式 (II)所示结构化合物加入1L-2L溶剂。
另外,上述不对称催化氢化反应时间无特别限定,可以采取TCL板监控反 应的进行,当反应完成后,按常规后处理进行处理即可。
S102:采用精制溶剂对式(I)所示中间体的粗品进行精制,制得式(I)所 示中间体的精制品;其中,精制溶剂为甲基异丁基酮、乙腈和丁酮中至少一种。
在一实施例中,精制溶剂为丁酮和乙腈的组合;进一步地,精制溶剂为丁 酮和乙腈以体积比为1:1~10:1组成的混合溶剂;更进一步地,丁酮和乙腈的体 积比为3:1~5:1。
在一实施例中,精制溶剂为甲基异丁基酮和乙腈的组合;更进一步地,精 制溶剂为甲基异丁基酮和乙腈以体积比为1:1~10:1组成的混合溶剂;更进一步 地,甲基异丁基酮和乙腈的体积比为3:1~6:1;更进一步地,甲基异丁基酮和乙 腈的体积比为3:1、3.2:1、3.5:1、3.7:1、3.8:1、4:1、4.2:1、4.4:1、4.5:1、4.6:1:、 4.8:1或5:1。
进一步地,每1g式(I)所示中间体的粗品采用1-20mL精制溶剂进行精制; 更进一步地,每1g式(I)所示中间体的粗品采用5-10mL精制溶剂进行精制。
通过采用上述配比的精制溶剂,能够有效地保证产率的基础上,提高产物 纯度。
进一步地,步骤S102中,采用上述精制溶剂,利用冷却析晶的方法对式(I) 所示中间体进行重结晶处理;更进一步地,步骤S102包括以下步骤:
S1021:将式(I)所示中间体的粗品和精制溶剂混合,在温度为50-80℃的 条件下溶解。
进一步地,在温度为50-60℃的条件下溶解。
S1022:降温至0-10℃,静置,有晶体析出,固液分离,收集晶体,干燥, 制得式(I)所示中间体的精制品。
进一步地,步骤S1022中采用逐渐降温的方法,将混合液降至0-10℃;
进一步地,干燥温度为45℃-60℃。
通过采用上述精制溶剂对式(I)所示中间体的粗品进行纯化处理,能够有 效地提高式(I)所示中间体的纯度,能够在保持产物具有较高的产率的基础上, 将工艺杂质的残留量控制在0.1%以下。且该精制方法简单,无需特殊仪器设备, 也无需特殊操作技巧,故特别适用于工业生产应用。
下面列举具体实施例来对本发明进行说明。
以下实施例中不对称催化反应所采用的催化剂为
实施例1
(1)粗品的合成
在高压釜内,在氩气氛围下,由加料口加入1000g化合物1,再加入15L甲苯 对原料进行充分溶解,充分搅拌并连续通入氩气进行鼓泡除气,连续鼓泡1h, 除气完毕。加料口加入2g催化剂,迅速关闭加料口。用氢气置换氩气,缓慢通 入氢气至3.0Mpa,关闭充气阀。快速搅拌反应在25-40℃进行。当压力下降至维 持不变时,视为反应停止。取样送检液相分析确认转化率。反应结束后,将体 系抽滤,浓缩制得粗品,纯度(HPLC)93%。
(2)精制
将步骤(1)中制得的粗品(200g)加入甲基异丁基酮(833ml)和乙腈(167ml) 组成的精制溶剂中,加热至50~60℃使固体溶解,冷却至0~10℃析晶1h,抽滤, 50℃减压干燥得白色结晶的精制品。
实施例2
(1)粗品的合成,同实施例1
(2)精制
将步骤(1)中制得的粗品加入甲基异丁基酮(500ml)和乙腈(500ml)组 成的精制溶剂中,加热至50~60℃使固体溶解,冷却至0~10℃析晶1h,抽滤,50℃ 减压干燥得白色结晶的精制品。
实施例3
(1)粗品的合成,同实施例1
(2)精制
将步骤(1)中制得的粗品加入甲基异丁基酮(250ml)和乙腈(750ml)组 成的精制溶剂中,加热至50~60℃使固体溶解,冷却至0~10℃析晶1h,抽滤,50℃ 减压干燥得白色结晶的精制品。
实施例4
(1)粗品的合成,同实施例1
(2)精制
将步骤(1)中制得的粗品加入甲基异丁基酮(148ml)和乙腈(852ml)组 成的精制溶剂中,加热至50~60℃使固体溶解,冷却至0~10℃析晶1h,抽滤,50℃ 减压干燥得白色结晶的精制品。
实施例5
(1)粗品的合成,同实施例1
(2)精制
将步骤(1)中制得的粗品(200g)加入丁酮(833ml)和乙腈(167ml)组 成的精制溶剂中,加热至50~60℃使固体溶解,冷却至0~10℃析晶1h,抽滤,50℃ 减压干燥得白色结晶的精制品。
实施例6
(1)粗品的合成,同实施例1
(2)精制
将步骤(1)中制得的粗品(200g)加入甲基异丁基酮(1000ml)组成的精 制溶剂中,加热至50~60℃使固体溶解,冷却至0~10℃析晶1h,抽滤,50℃减压 干燥得白色结晶的精制品。
实施例7
(1)粗品的合成,同实施例1
(2)精制
将步骤(1)中制得的粗品(200g)加入乙腈(1000ml)组成的精制溶剂中, 加热至50~60℃使固体溶解,冷却至0~10℃析晶1h,抽滤,50℃减压干燥得白色 结晶的精制品。
实施例8
(1)粗品的合成,同实施例1
(2)精制
将步骤(1)中制得的粗品(200g)加入丁酮(1000ml)组成的精制溶剂中, 加热至50~60℃使固体溶解,冷却至0~10℃析晶1h,抽滤,50℃减压干燥得白色 结晶的精制品。
对比例1
(1)粗品的合成,同实施例1
(2)精制
将步骤(1)中制得的粗品(200g)加入丙酮(1000ml)组成的精制溶剂中, 加热至50~60℃使固体溶解,冷却至0~10℃析晶1h,抽滤,50℃减压干燥得白色 结晶的精制品。
对比例2
(1)粗品的合成,同实施例1
(2)精制
将步骤(1)中制得的粗品(200g)加入四氢呋喃(1000ml)组成的精制溶 剂中,加热至50~60℃使固体溶解,冷却至0~10℃析晶1h,抽滤,50℃减压干燥 得白色结晶的精制品。
对比例3
(1)粗品的合成,同实施例1
(2)精制
将步骤(1)中制得的粗品(200g)加入DMF(1000ml)组成的精制溶剂中, 加热至50~60℃使固体溶解,冷却至0~10℃析晶1h,抽滤,50℃减压干燥得白 色结晶的精制品。
对上述实施例1-实施例8、对比例1-对比例3的收率、纯度和最大单杂进行 测试,测试结果如下表1:
表1
从表1可以看出,实施例1-实施例8的精制溶剂均能够使得目标产物的纯 度达到99.5%以上,收率在90%以上,单杂含量控制在0,02%以下,满足工业生 产的要求。且对比实施例1-实施例8与对比例1-对比例3可以看出,实施例1- 实施例8的纯度明显优于对比例1-3,特别是对比例1,即使均为酮类溶剂但技 术效果明显不如实施例8。说明需要采用特定精制溶剂才能达到本发明所述的技 术效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对 上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技 术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细, 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的 普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改 进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。
Claims (10)
其中,所述精制溶剂为甲基异丁基酮和乙腈以体积比为(1:1)~(10:1)组成的混合溶剂;
R1、R2和R3各自独立地为C1-4烷基;
且所述催化剂具有以下式(C)所示结构:
n为12-65的整数。
2.根据权利要求1所述的精制方法,其特征在于, R1为甲基,R2为乙基,R3为甲基。
4.根据权利要求3所述的精制方法,其特征在于,所述甲基异丁基酮和所述乙腈的体积比为5:1。
7.根据权利要求1-4任一项所述的精制方法,其特征在于,所述碱选自:叔丁醇钾、乙醇钾和乙醇钠中的一种或多种;
所述溶剂选自:乙醇、甲醇、异丙醇、甲苯、二氯甲烷和环己烷中的一种或多种。
8.根据权利要求1-4任一项所述的精制方法,其特征在于,所述提供式(I)所示中间体的粗品的步骤中,反应的压强为5-45atm,温度为10℃-60℃。
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