CN112707889A - 一种兰索拉唑的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种兰索拉唑的合成方法，以2‑巯基苯并咪唑和2‑氯甲基‑3‑甲基‑4‑(2,2,2‑三氟乙氧基)吡啶盐酸盐碱性条件下缩合、氧化“一锅法”制得兰索拉唑粗品，最后精制得到兰索拉唑精制品。本发明解决了兰索拉唑三废多，且需要经过多次精制，烘干易变质的问题，操作简单，反应条件温和，总摩尔收率92％以上，HPLC为99.9％以上，适合工业化大生产。

Description

一种兰索拉唑的合成方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种兰索拉唑的合成方法。
背景技术
兰索拉唑(lansoprazole)，化学名2-[[[3-甲基-4-(2，2，2-三氟乙氧基)-2-吡啶基]甲基]-亚磺酰基]-1H-苯并咪唑，美国化学文摘登记号CAS：103577-45-3，结构式如图1。是日本武田公司开发的质子泵抑制剂，主要用于胃溃疡、十二指肠溃疡、反流性食管炎、卓-艾(Zollinger-Ellison)综合征(胃泌素瘤)。
Figure BDA0002933439060000011
目前，兰索拉唑的制备方法较多，但大都存在收率低，三废高，烘干稳定性差易导致杂质超标，不适合工业化生产的缺陷。
CN104530006提供的是一种“一锅法”制备兰索拉唑的方法，即2-巯基苯并咪唑和兰索拉唑氯化物经在有机溶剂反应后调pH，抽去溶剂，固体再加入醇溶剂溶解后、氧化连续反应制得兰索拉唑。该方法没有精制，且制备过程没有除盐的过程，制备得到的兰索拉唑含量低，烘干过程中由于兰索拉唑不稳定，得到的兰索拉唑干品外观较深，兰索拉唑过氧化杂砜质增长非常快。此外，该工艺缩合后调pH再用抽出溶剂保留固体的操作，实际生产中难以完全抽出溶剂且缩合氧化中军用到乙醇含水的体系，溶剂难以回收，三废相对较高。
WO2004011455和CN107964005主要涉及一种兰索拉唑前体氧化制备兰索拉唑的方法。前者采用三氯氧化钒为催化剂，叔丁基过氧化氢为氧化剂。由于三氯氧化钒和叔丁基过氧化氢相对成本均较高，且金属钒会导致成品中金属元素杂质超标，不适合生产。后者氧化步骤溶剂采用的是乙醇和水，反应后氧化溶剂难以回收，三废较高。氧化和精制两步的总摩尔收率仅为68％左右，总摩尔收率相对较低。
CN108947967中兰索拉唑的制备方法采用的是丙炔醛和三氟乙醇为起始物料，经加成、缩合、重排、缩合和氧化制备而得，总摩尔收率41～62％，HPLC纯度为98.96％～99.86％。该路线共5步，反应路线较长，总摩尔收率和HPLC纯度相对较低。
综上所述路线，在制备兰索拉唑过程中存在如下缺陷：制备得到的兰索拉唑不稳定，烘干过程中易变质；三废多，环保成本较高；采用含钒的催化剂成本相对较高，且存在成品金属元素超标风险；路线长，总摩尔收率低，纯度较低。
发明内容
为了解决以上问题，本发明以水为溶剂，在相转移催化剂下，经缩合、氧化“一锅法”，同时在精制时采用弱碱保护不稳定的兰索拉唑，成功的改变了上述路线的缺陷。整个路线操作简单，产品的稳定性好，纯度高(≥99.9％)，总摩尔收率高(≥92％)，三废少绿色环保，适合工业化生产。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种兰索拉唑的合成方法，包括如下步骤：
Figure BDA0002933439060000021
1)式III所示的2-巯基苯并咪唑和式II所示的2-氯甲基-3-甲基-4-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶盐酸盐在碱性条件的水溶剂中，在10～60℃搅拌反应；
2)步骤1)反应结束后，向步骤1)的反应体系中加入碱、与式III所示的2-巯基苯并咪唑的摩尔比为3％～10％的相转移催化剂和氧化剂，在-10～25℃下反应；
3)固液分离，得到式I所示的兰索拉唑粗品。
优选的，步骤1)所述的碱性条件为氢氧化钠和/或氢氧化钾，步骤1)的反应温度为25℃～35℃。
优选的，步骤2)中的碱选自氢氧化钠或氢氧化钾；步骤2)中所述的相转移催化剂选自四丁基溴化铵，四丁基氯化铵，三甲基苄基氯化铵或四丁基硫酸氢铵；步骤2)中的氧化剂选自次氯酸钠。
优选的，步骤2)反应结束后加入还原剂，在-5℃～5℃条件下反应。
优选的，步骤2)所加还原剂为硫代硫酸钠或其含结晶水合物。
优选的，步骤3)得到的兰索拉唑粗品的精制步骤包括：在弱碱存在下，在酮和/或醇的溶剂中，加入步骤3)所得兰索拉唑粗品，升温至40～50℃搅拌，后再降温至0～30℃，固液分离，烘干得到兰索拉唑精制品。
优选的，所述的弱碱选自三乙胺，氨气或氨水，保持体系pH为7～7.8。
优选的，所述的精制步骤中的酮和/或醇选自丙酮、异丙醇。
优选的，所述的精制步骤为升温至40～50℃搅拌，后再降温至5～10℃。
优选的，所述的精制步骤中的最后的烘干是在氮气氛围中进行的。
有益效果
本发明具有如下优势：
(1)氧化步骤采用水溶剂和相转移催化剂避免了有机溶剂的使用，同时可使缩合、氧化“一锅法”进行，减少了操作流程和工时。此外，相比较CN104530006专利中缩合、氧化“一锅法”三废量17.3g废水/g成品，本发明缩合、氧化“一锅法”三废为4.8g废水/g成品，较大程度减少了“三废”的量，更加环保，更适合工业化生产；
(2)相转移催化剂让氧化更易进行，减少了兰索拉唑硫醚的残留和杂质砜的产生，使最终产品的纯度可高达99.9％以上，同时提高了总摩尔收率，总摩尔收率可高达92％以上，让工艺更具竞争力；
(3)由于兰索拉唑对酸不稳定，精制步骤中采用少量弱碱在不影响产品质量基础上可提高兰索拉唑的稳定性。烘干过程中保持氮气氛围，可进一步保证产品的品质。
附图说明
图1实施例1兰索拉唑粗品的HPLC图
图2实施例1兰索拉唑精品的HPLC图
图3实施例1兰索拉唑精品的氢谱图
图4实施例1兰索拉唑精品的MS(ESI-)质谱图
图5实施例1兰索拉唑精品的MS(ESI+)质谱图
图6实施例2兰索拉唑粗品的HPLC图
图7实施例2兰索拉唑精品的HPLC图
图8实施例3兰索拉唑粗品的HPLC图
图9实施例3兰索拉唑精品的HPLC图
图10对比例1兰索拉唑粗品的HPLC图
图11对比例1兰索拉唑精品的HPLC图
图12对比例2兰索拉唑粗品的HPLC图
图13对比例2兰索拉唑精品的HPLC图
图14对比实施例3兰索拉唑精制湿品的HPLC图
图15对比实施例3兰索拉唑精制干品的HPLC图
具体实施方式
通过下列实施例可以进一步说明本发明，实施例是为了说明而非限制本发明的。本领域的任何普通技术人员都能够理解这些实施例不以任何方式限制本发明，可以对其做适当的修改和数据变换而不违背本发明的实质和偏离本发明的范围。
实施例中所涉及的核磁共振氢谱采用布鲁克公司(Bruker)的Bruker Ascend TM-400型核磁共振氢谱仪测定。
实施例1
兰索拉唑粗品的制备
向5L反应瓶中加入272g 2-巯基苯并咪唑、160g饮用水和160g氢氧化钠，室温搅拌至溶清。配制500g兰索拉唑氯化物(也即II所示的2-氯甲基-3-甲基-4-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶盐酸盐，下述实施例中相同)和2000g饮用水的溶液。室温下滴加兰索拉唑氯化物水溶液至反应釜中，滴加时间为1～2h，滴毕，10℃搅拌反应4h。加入87g氢氧化钠与350g饮用水配成的碱液，四丁基溴化铵(TBAB)17.5g。加毕，降温至-10℃开始滴加10％次氯酸钠(以有效氯计，即1克10％的次氯酸钠溶液氧化能力相当于0.1克氯气的氧化能力，下同)水溶液1887g，滴加时间为3h左右。滴加完毕，在-10℃保温反应3.0h后取样分析，兰索拉唑硫醚残留≤2.0％。配制50g五水硫代硫酸钠与450g饮用水的溶液。反应完毕，控温-5～5℃，滴加硫代硫酸钠水溶液。滴毕，搅拌约20min后离心，滤饼用饮用水淋洗，得到兰索拉唑粗品，其HPLC如图1所示，HPLC：99.84％。
兰索拉唑的精制
前述兰索拉唑粗品转移至2L反应瓶中，加入1000g丙酮，并加入15g三乙胺，此时体系pH为7～7.8，升温至45℃搅拌1h，再降温至30℃搅拌析晶3h。过滤，滤饼用150g丙酮淋洗，得兰索拉唑精制湿品。40℃氮气氛围下干燥15小时得兰索拉唑干品617.3g，总摩尔收率：92.0％，得到的精品兰索拉唑的HPLC图如图2所示，HPLC：99.99％。得到的精品兰索拉唑的氢谱图、MS(ESI-)质谱图、MS(ESI+)质谱图如图3、图4和图5所示，谱图数据分别为：1HNMR(500MHz,DMSO)δ13.55(s,1H),8.30(d,j＝6.0Hz,1H),7.66(s,2H),7.31(s,2H),7.10(d,j＝6.0Hz,1H),4.90(m,j＝26Hz,2H),4.82m,j＝49.2Hz,2H),2.19(s,3H)ppm。MS:392[M+23]+，MS:368[M-1]-。
实施例2
兰索拉唑粗品的制备
向2L反应瓶中加入68g 2-巯基苯并咪唑、40g饮用水和56g氢氧化钾，室温搅拌至溶清。配制125g兰索拉唑氯化物和500g饮用水的溶液。室温下滴加兰索拉唑氯化物水溶液至反应釜中，滴加时间为1～2h，滴毕，升温至60℃搅拌反应1h。降温至10℃加入22g氢氧化钠与88g饮用水配成的碱液，三甲基苄基氯化铵8.4g。加毕，-10℃开始滴加10％次氯酸钠水溶液472g，滴加时间为2h左右。滴加完毕，0℃保温反应2h后取样分析，兰索拉唑硫醚残留≤2.0％。配制8.3g硫代硫酸钠与113g饮用水的溶液。反应完毕，控温-5～5℃，滴加硫代硫酸钠水溶液。滴毕，搅拌约20min后离心，滤饼用饮用水淋洗，得到兰索拉唑粗品，其HPLC图如图6所示，HPLC：99.82％。
兰索拉唑精品的制备
兰索拉唑粗品转移至1L反应瓶中，加入300g异丙醇，升温至45℃搅拌1h，再降温至25℃搅拌析晶1h，通入5min氨气，此时体系pH为7～7.8，，降温至10℃搅拌析晶2h。过滤，滤饼用50g降温至5～10℃的异丙醇淋洗，得兰索拉唑精制湿品。40℃氮气氛围下干燥13小时得兰索拉唑干品159.9g，总摩尔收率：95.3％，其HPLC图如图7所示，HPLC：99.99％。
实施例3
兰索拉唑粗品的制备
向3L反应瓶中加入136g 2-巯基苯并咪唑、80g饮用水和112g氢氧化钾，室温搅拌至溶清。配制250g兰索拉唑氯化物和1000g饮用水的溶液。室温下滴加兰索拉唑氯化物水溶液至反应釜中，滴加时间为1～2h，滴毕，30℃搅拌反应2h。加入62g氢氧化钾与170g饮用水配成的碱液，四丁基硫酸氢铵15.4g。加毕，降温至-10℃开始滴加10％次氯酸钠水溶液944g，滴加时间为2h左右。滴加完毕，在25℃保温反应1.5h后取样分析，兰索拉唑硫醚残留≤2.0％。配制25g五水硫代硫酸钠与250g饮用水的溶液。反应完毕，控温-5～5℃，滴加硫代硫酸钠水溶液。滴毕，搅拌约20min后离心，滤饼用饮用水淋洗，得到兰索拉唑粗品，其HPLC图如图8所示，HPLC：99.30％。
兰索拉唑精品的制备
兰索拉唑粗品转移至2L反应瓶中，加入450g丙酮和50g异丙醇，升温至45℃搅拌1h，再降温至25℃搅拌析晶1h，并加入30g约30％氨水，此时体系pH为7～7.8，降温至0℃搅拌析晶1h。过滤，滤饼用100g降温至0～10℃的丙酮淋洗，得兰索拉唑精制湿品。40℃氮气氛围下干燥15小时得兰索拉唑干品313.0g，总摩尔收率：93.3％，其HPLC图如图9所示，HPLC：99.99％。
对比实施例
对比实施例1氧化时不加入相转移催化剂
兰索拉唑粗品的制备
向1L反应瓶中加入27.2g 2-巯基苯并咪唑、16g饮用水和16g氢氧化钠，室温搅拌至溶清。配制50g兰索拉唑氯化物和200g饮用水的溶液。室温下滴加兰索拉唑氯化物水溶液至反应釜中，滴加时间为1～2h，滴毕，30℃搅拌反应3h。加入8.7g氢氧化钠与35g饮用水配成的碱液。加毕，降温至-10℃开始滴加10％次氯酸钠水溶液188.7g，滴加时间为3h左右。滴加完毕，在0℃保温反应8h，取样分析，兰索拉唑硫醚残留57.3％，继续反应16.0h后取样分析，兰索拉唑硫醚残留45.0％。加入50g五水硫代硫酸钠与450g饮用水的溶液。反应完毕，控温-5～5℃，滴加硫代硫酸钠水溶液。滴毕，搅拌约20min后离心，滤饼用饮用水淋洗，得到兰索拉唑粗品，其HPLC图如图10所示，HPLC：97.18％。
兰索拉唑(I)的制备
兰索拉唑粗品转移至1L反应瓶中，加入100g丙酮，并加入0.75g三乙胺，升温至45℃搅拌1h，再降温至25℃搅拌析晶1h，降温至0℃搅拌析晶1h。过滤，滤饼用10g降温至0～10℃的丙酮淋洗，得兰索拉唑精制湿品。40℃氮气氛围下干燥15小时得兰索拉唑干品21.8，总摩尔收率：32.5％，其HPLC图如图11所示，HPLC：98.94％。
对比实施例2精制时不加入弱碱
兰索拉唑粗品的制备
向1L反应瓶中加入27.2g 2-巯基苯并咪唑、16g饮用水和16g氢氧化钠，室温搅拌至溶清。配制50g兰索拉唑氯化物和200g饮用水的溶液。室温下滴加兰索拉唑氯化物水溶液至反应釜中，滴加时间为1～2h，滴毕，30℃搅拌反应3h。加入8.7g氢氧化钠与35g饮用水配成的碱液，四丁基溴化铵(TBAB)2.9g。加毕，降温至-10℃开始滴加10％次氯酸钠水溶液188.7g，滴加时间为2h左右。滴加完毕，在0℃保温反应3.0h后取样分析，兰索拉唑硫醚残留≤2.0％。加入50g五水硫代硫酸钠与450g饮用水的溶液。反应完毕，控温-5～5℃，滴加硫代硫酸钠水溶液。滴毕，搅拌约20min后离心，滤饼用饮用水淋洗，得到兰索拉唑粗品，其HPLC图如图12所示，HPLC：99.82％。
兰索拉唑精品的制备
兰索拉唑粗品转移至2L反应瓶中，加入100g丙酮，升温至45℃搅拌1h，再降温至30℃搅拌析晶3h。过滤，滤饼用150g丙酮淋洗，得兰索拉唑精制湿品。40℃氮气氛围下干燥15小时得兰索拉唑干品62.5g，总摩尔收率：93.5％，其HPLC图如图13所示，HPLC：98.53％。
对比实施例3烘干时无氮气保护
兰索拉唑精品的制备
70g兰索拉唑粗品投入1L反应瓶中，加入140g丙酮，加入1.4g三乙胺，此时体系pH为7～7.8，升温至45℃搅拌1h，再降温至30℃搅拌析晶3h。过滤，滤饼用150g丙酮淋洗，得兰索拉唑精制湿品。HPLC为99.99％(如图14)。40℃干燥15小时得兰索拉唑干品66.9g，摩尔收率：95.5％，其HPLC图如图15所示，HPLC：99.68％，最大单杂为0.31％。
对比实施例4精制时加入的弱碱pH超过7.8
20g兰索拉唑粗品投入1L反应瓶中，加入50g丙酮，加入1.2g三乙胺，此时体系pH为8.4，升温至45℃搅拌1h，再降温至30℃搅拌析晶3h。过滤，滤饼用150g丙酮淋洗，得兰索拉唑精制湿品。40℃氮气氛围下干燥15小时得兰索拉唑干品19.0g，摩尔收率：95.0％，经检测三乙胺残留超标(药典中限度为320ppm)。

Claims (10)

1.一种兰索拉唑的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
Figure FDA0002933439050000011
1)式III所示的2-巯基苯并咪唑和式II所示的2-氯甲基-3-甲基-4-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶盐酸盐在碱性条件的水溶剂中，在10～60℃搅拌反应；
2)步骤1)反应结束后，向步骤1)的反应体系中加入碱、与式III所示的2-巯基苯并咪唑的摩尔比为3％～10％相转移催化剂和氧化剂，在-10～25℃下反应；
3)固液分离，得到式I所示的兰索拉唑粗品。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤1)所述的碱性条件为氢氧化钠和/或氢氧化钾，步骤1)的反应温度为25℃～35℃。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤2)中的碱选自氢氧化钠或氢氧化钾；步骤2)中所述的相转移催化剂选自四丁基溴化铵，四丁基氯化铵，三甲基苄基氯化铵或四丁基硫酸氢铵；步骤2)中的氧化剂选自次氯酸钠。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤2)反应结束后加入还原剂，在-5℃～5℃条件下反应。
5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，步骤2)所加还原剂为硫代硫酸钠或其含结晶水合物。
6.根据权利要求1～5任一项所述的合成方法，其特征在于，步骤3)得到的兰索拉唑粗品的精制步骤包括：在弱碱存在下，在酮和/或醇的溶剂中，加入步骤3)所得兰索拉唑粗品，升温至40～50℃搅拌，后再降温至0～30℃，固液分离，烘干得到兰索拉唑精制品。
7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述的弱碱选自三乙胺，氨气或氨水，保持体系pH为7～7.8。
8.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述的精制步骤中的酮和/或醇选自丙酮、异丙醇。
9.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述的精制步骤为升温至40～50℃搅拌，后再降温至5～10℃。
10.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述的精制步骤中的最后的烘干是在氮气氛围中进行的。
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