CN112812146A - 一种合成地屈孕酮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种甾体药物地屈孕酮(CAS:152‑62‑5)的合成方法。本方法从孕烯醇酮出发,经烯丙位卤化、消除后得Pregna‑5,7‑dien‑3‑ol‑20‑one中间体;再经光照异构化得关键中间体9β,10α‑Pregna‑5,7‑dien‑3‑ol‑20‑one;接着经Oppenauer氧化(沃氏氧化)得7‑Dehydro‑9β,10α‑progesterone,最后在酸作用下发生烯烃移位异构化得最终产物6‑Dehydro‑9β,10α‑progesterone(地屈孕酮原料药)。该方法步骤经济,共四步转化;总收率高达16.4%;原料廉价易得,整条工艺路线绿色安全,原料药质量高,纯度可达99.5%及以上,适宜工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于甾体药物的生产工艺,特别是一种甾体药物地屈孕酮的合成方法。
背景技术
地屈孕酮,别名又称去氢孕酮、6-去氢逆孕酮、盐酸丙环定、盐酸哌啶立登;英文名为Dydrogesterone、9β,10α-Pregna-4,6-diene-3,20-dione;CAS号为152-62-5。它是一种口服孕激素,可使子宫内膜进入完全的分泌相,从而可防止由雌激素引起的子宫内膜增生和癌变风险。地屈孕酮可用于治疗女性因内源性孕激素水平不足而引起的疾病,例如:体内黄体酮激素水平不足所致不孕症、孕激素缺乏所致先兆性流产或习惯性流产、痛经、子宫内膜异位症、继发性闭经、月经周期不规则、功能性失调性子宫出血、经前期综合征等。据不完全统计,该药物仅国内市场每年的销售额超过10亿元人民币。并且,截至目前,全球只有美国雅培(Abbott)一家公司生产该药物,国内还没有相应的药物。为了满足国内以及国际需求,打破垄断,研发我国自主知识产权的激素药物,经过长期的摸索,开发了一条新的地屈孕酮原料药合成工艺。
据文献报导,已有的地屈孕酮合成路线,有如下几种:
(1)世界专利(WO 2018/109622):
缺点:该路线以黄体酮为起始原料,经九步线性合成得到最终产品,步骤冗长,总收率低于5%,并且其中六步反应均涉及氧化,需要大量的化学氧化剂,势必造成较严重的三废排放和环境污染;此外,第六步催化氢化还原需使用高压氢气,存在较大的安全隐患。
(2)美国专利(US3198792):
该专利公开了地屈孕酮的一步合成路线,然而,关键的起始原料,反式孕酮不可得,也没有相应的合成报道。
(3)最近中国发明专利(CN 110818760 A)公开了一种以黄体酮为起始原料,经过羰基保护、溴化、消除、光照开环、光照合环、脱保护、异构化策略的合成路线。
该路线需要七步合成,总收率较低,尤其是两步光照过程。
综上,现有的地屈孕酮合成方法均存在明显不足,有待改进。
发明内容
本发明旨在创建一种全新的、绿色安全的、低成本的合成地屈孕酮的路线,以克服现有方法的不足。
本发明为解决已有路线的不足,现设计了一种合成甾体药物地屈孕酮的新方法。本发明以孕烯醇酮为起始原料,经四步反应合成地屈孕酮,具体合成工艺路线如下:
本发明的有益效果为:本发明与现有的合成工艺相比,步骤经济、收率高、环境友好、成本低。以孕烯醇酮计算,总收率可达16.4%。本发明采用相对价格较低,来源广泛的孕烯醇酮为起始原料,采用光照自由基反应完成关键转化。整条路线完全不涉及使用过渡金属,其中仅沃氏氧化步中使用了几乎无毒无害的铝氧化物,其余步骤均采用有机小分子促进完成,所有溶剂均可回收套用。本发明所采取的合成策略工艺简单,易操作,反应周期短,绿色高效。因此本发明适用于工业化生产甾体药物地屈孕酮。
本发明提供了一种绿色高效地合成地屈孕酮的合成新方法,步骤如下:
(1)孕烯醇酮或者其衍生物(Ia~Ie)与卤代物混合,加入一定量的偶氮化合物或过氧化物作为引发剂,在有机溶剂中加热或光照;冷却滤除沉淀后,滤液与有机碱共热经酸后处理得IIa~IIe.其中,各物质的摩尔比为:(Ia~Ie):(卤代物):(引发剂):(有机碱)=1:(0.5~5):(0~5):(1~5)。偶氮化合物为偶氮二异丁腈(AIBN),偶氮二异庚腈,偶氮二甲酸二叔丁酯,偶氮二甲酸二异苯丙酯,二叔丁氧基叠氮中的至少一种。其中以AIBN为最佳。过氧化物为过氧叔丁醇(TBHP),过氧叔丁醚(DTBP),过氧化苯甲酰(BPO),过氧化二异丙苯(DCP),过氧化双月桂酰(DLP),醋酸过氧叔丁酯(TBPA),间氯过苯甲酸(mCPBA)中的至少一种,其中以DTBP为最佳。所述的卤代物为N-溴代丁二酰亚胺(NBS),二溴海因(DBDMH),N-溴代乙酰胺,溴氯海因,N-氯代丁二酰亚胺(NCS),二氯海因(DCDMH),三氯异腈尿酸,N-碘代丁二酰亚胺(NIS),二碘海因(DIDMH)中的至少一种,其中以NBS和DBDMH为最佳。所述的有机碱为2,4,6-三甲基吡啶,2,6-二甲基吡啶,吡啶,三甲胺、三乙胺中的至少一种,其中以2,4,6-三甲基吡啶为最佳。酸为硫酸,盐酸,磷酸,硝酸,高氯酸,醋酸,三氟醋酸中的至少一种,其中以硫酸为最佳。酸的浓度为1N~5N。有机溶剂为石油醚,氯仿,四氯化碳,二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,苯,六氟异丙醇,氯苯,氟苯中的至少一种,其中以石油醚为最佳。
(2)化合物IIa~IIe在有机溶剂中光照,经后处理得关键中间体IIIa~IIIe。有机溶剂为四氢呋喃,1,4-二氧六环,乙醚,叔丁基甲醚,乙腈,N,N-二甲基甲酰胺,石油醚,氯仿,四氯化碳,二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,苯,六氟异丙醇,氯苯,氟苯中的至少一种,其中以四氢呋喃为最佳。光照的波长范围为210纳米~490纳米;发光设备的功率范围为500W~2000W。
(3)关键中间体IIIa~IIIe在烷氧化铝或者铝基分子筛以及酮的作用下于有机溶剂中共热,经后处理得中间体IV。烷氧化铝为三异丙氧基铝,三叔丁氧基铝,三酚氧基铝中的至少一种,其中以三异丙氧基铝为最佳。铝基分子筛的型号为:3A(钾A型)、4A(钠A型)、5A(钙A型)、10Z(钙Z型)、13Z(钠Z型)、Y(钠Y型)、钠丝光沸石型中的至少一种,其中以3A(钾A型)为最佳。酮类化合物为丙酮,环己基酮,N-甲基-4-哌啶酮,二苯甲酮,丁酮,丁二酮,环戊酮,二异丙基甲酮,二叔丁基甲酮中的至少一种,其中以N-甲基-4-哌啶酮为最佳。有机溶剂为丙酮,甲苯,二甲苯,均三甲苯,四氢呋喃,1,4-二氧六环,乙醚,叔丁基甲醚,乙腈,N,N-二甲基甲酰胺,二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,苯,六氟异丙醇,氯苯,氟苯中的至少一种,其中以甲苯为最佳。各反应试剂的物质的量比例为:(中间体IIIa~IIIe):(烷氧化铝或者铝基分子筛):(酮)=1:(0.1~3):(0.1~20)。
(4)化合物IV与酸在有机溶剂中搅拌,经后处理得地屈孕酮V。酸为硫酸,盐酸,磷酸,硝酸,高氯酸,醋酸,三氟醋酸中的至少一种,其中以盐酸为最佳。有机溶剂为甲醇,乙醇,丙醇,丁醇,异丙醇,叔丁醇,丙酮,甲苯,二甲苯,均三甲苯,四氢呋喃,1,4-二氧六环,叔丁基甲醚,二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,六氟异丙醇中的至少一种,其中以异丙醇或六氟异丙醇为最佳。
具体实施方式:
实施例1.
向1L石油醚(60-90℃)中加入35.8克孕烯醇酮醋酸酯(Ib)、28.4g二溴海因以及3.28克偶氮二异丁腈,混合物加热回流0.5~1小时,冷至室温后过滤,氯仿洗涤(3X100mL)。合并滤液后减压蒸馏回收溶剂。再向蒸馏剩余物中加入200mL 2,4,6-三甲基吡啶,氮气保护下,140度加热15分钟,冷至室温。加入100mL石油醚,水洗三遍(3X100mL),再用2N硫酸洗三遍(3X100mL),最后用5%碳酸钠洗,水洗,合并有机相,无水硫酸钠干燥。过滤,蒸出溶剂后的残留物用甲醇/丙酮(v/v=150mL/10mL)重结晶得26.7克IIb(75%,纯度99.8%)。
实施例2.
分别用NBS,N-溴代乙酰胺,溴氯海因,N-氯代丁二酰亚胺(NCS),二氯海因(DCDMH),三氯异腈尿酸,N-碘代丁二酰亚胺(NIS),二碘海因(DIDMH)代替二溴海因,其他均与实施例1相同,化合物IIb的产率分别为76%,60%,66%,70%,55%,61%,58%,59%。
实施例3.
分别用偶氮二异庚腈,偶氮二甲酸二叔丁酯,偶氮二甲酸二异苯丙酯,二叔丁氧基叠氮,过氧叔丁醇(TBHP),过氧叔丁醚(DTBP),过氧化苯甲酰(BPO),过氧化二异丙苯(DCP),过氧化双月桂酰(DLP),醋酸过氧叔丁酯(TBPA),间氯过苯甲酸(mCPBA)代替AIBN,其他均与实施例1相同,化合物IIb的产率分别为70%,68%,72%,50%,52%,65%,53%,49%,55%,43%。
实施例4.
分别用2,6-二甲基吡啶,吡啶,三甲胺、三乙胺代替三甲基吡啶,其他均与实施例1相同,化合物IIb的产率分别为70%,60%,51%,55%。
实施例5.
分别用盐酸,磷酸,硝酸,高氯酸,醋酸,三氟醋酸代替硫酸,其他均与实施例1相同,化合物IIb的产率分别为62%,63%,55%,58%,50%,60%。
实施例6.
分别用氯仿,四氯化碳,二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,苯,六氟异丙醇,氯苯,氟苯代替石油醚,其他均与实施例1相同,化合物IIb的产率分别为59%,66%,60%,50%,51%,58%,52%,54%。
实施例7.
16克IIa溶于2.0升四氢呋喃中,将该溶液导入一玻璃反应器中,室温下,用1500瓦高压汞灯(波长范围为290-330nm)持续照射三小时,流出反应液减压蒸出四氢呋喃后加入100~300mL乙醚,室温搅拌10分钟,滤出固体回收(不溶物为原料IIa),滤液水洗(3X100mL),加入少许活性炭,无水硫酸钠干燥,丙酮中重结晶得6.4克IIIa(40%,纯度99.7%)。
实施例8.
分别用1,4-二氧六环,乙醚,叔丁基甲醚,乙腈,N,N-二甲基甲酰胺,石油醚,氯仿,四氯化碳,二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,苯,六氟异丙醇,氯苯,氟苯代替四氢呋喃,其他均与实施例7相同,化合物IIIa的产率分别为28%,36%,35%,20%,15%,30%,21%,15%,22%,24%,19%,26%,18%,25%。
实施例9.
分别用500W,1000W,2000W高压汞灯照射代替1500W,其他均与实施例7相同,化合物IIIa的产率分别为18%,28%,25%。
实施例10.
分别用波长为210~250nm,260~280nm,330~350nm,360~410nm,420~490nm高压汞灯照射代替290~330nm,其他均与实施例7相同,化合物IIIa的产率分别为15%,29%,25%,20%,12%。
实施例11.
将31.5克IIIa,10.5克三异丙氧基铝以及10mL N-甲基-4-哌啶酮溶于100mL甲苯中,加热回流0.5小时,反应液倒入装有300克冰块的50mL浓盐酸中,搅拌后乙醚萃取,水洗,蒸出溶剂,残余物在丙酮中重结晶,得24.3克IV(78%,纯度99.9%)。
实施例12.
分别用三叔丁氧基铝,三酚氧基铝代替三异丙氧基铝,其他均与实施例11相同,化合物IV的产率分别为55%,50%。
实施例13.
分别用4A(钠A型)、5A(钙A型)、10Z(钙Z型)、13Z(钠Z型)、Y(钠Y型)、钠丝光沸石型铝基分子筛代替3A(钾A型),其他均与实施例11相同,化合物IV的产率分别为50%,52%,55%,52%,51%,62%。
实施例14.
分别用丙酮,环己基酮,二苯甲酮,丁酮,丁二酮,环戊酮,二异丙基甲酮,二叔丁基甲酮代替N-甲基-4-哌啶酮,其他均与实施例11相同,化合物IV的产率分别为59%,62%,55%,50%,53%,61%,51%,56%。
实施例15.
分别用丙酮,二甲苯,均三甲苯,四氢呋喃,1,4-二氧六环,乙醚,叔丁基甲醚,乙腈,N,N-二甲基甲酰胺,二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,苯,六氟异丙醇,氯苯,氟苯代替甲苯,其他均与实施例11相同,化合物IV的产率分别为35%,66%,65%,40%,43%,31%,35%,26%,25%,35%,40%,49%,51%,40%,39%。
实施例16.
将30mL浓盐酸加入至100mL异丙醇中,冷却至10度,再加入31.2克IV,搅拌2.5小时。反应液倒入100mL冰水中,乙醚萃取,水洗,无水硫酸钠干燥,蒸出溶剂回收,剩余物在丙酮/正己烷中重结晶,得21.8克地屈孕酮V(70%,纯度99.9%)。
实施例17.
分别用硫酸,磷酸,硝酸,高氯酸,醋酸,三氟醋酸代替盐酸,其他均与实施例16相同,地屈孕酮V的产率分别为45%,46%,35%,43%,38%,50%。
实施例18.
分别用甲醇,乙醇,丙醇,丁醇,叔丁醇,丙酮,甲苯,二甲苯,均三甲苯,四氢呋喃,1,4-二氧六环,叔丁基甲醚,二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,六氟异丙醇代替异丙醇,其他均与实施例16相同,地屈孕酮V的产率分别为55%,56%,65%,53%,38%,50%,35%,36%,38%,33%,30%,32%,35%,36%,68%。
其他反应条件,及在该反应条件下地屈孕酮的得率,列表如下:
(说明:起始原料Ⅰa=1,表示将Ⅰa的物质的量作为“单位1”,A/B=N表示A与B的物质的量比值为N。说明书中其他类似情况类比于本说明。)
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的甾体药物地屈孕酮的合成方法,其特征在于孕烯醇酮或者其衍生物(Ia~Ie)与卤代物混合,用偶氮化合物或过氧化物作为引发剂,在有机溶剂中加热或光照;冷却滤除沉淀后,滤液与有机碱共热经酸后处理得IIa~IIe,其中,各物质的摩尔比为:(Ia~Ie):(卤代物):(引发剂):(有机碱)=1:(0.5~5):(0~5):(1~5)。
3.根据权利要求1或2所述的甾体药物地屈孕酮的合成方法,其特征在于所述的偶氮化合物为偶氮二异丁腈,偶氮二异庚腈,偶氮二甲酸二叔丁酯,偶氮二甲酸二异苯丙酯,二叔丁氧基叠氮中的一种以及两种或多种偶氮化物的混合物;所述的过氧化物为过氧叔丁醇,过氧叔丁醚,过氧化苯甲酰,过氧化二异丙苯,过氧化双月桂酰,醋酸过氧叔丁酯,间氯过苯甲酸中的一种以及两种或多种过氧化物的混合物,所述的卤代物为N-溴代丁二酰亚胺,二溴海因,N-溴代乙酰胺,溴氯海因,N-氯代丁二酰亚胺,二氯海因,三氯异腈尿酸,N-碘代丁二酰亚胺,二碘海因中的一种以及两种或多种卤代物的混合物;所述的有机碱为2,4,6-三甲基吡啶,2,6-二甲基吡啶,吡啶,三甲胺、三乙胺中的一种以及两种或多种有机碱的混合物;所述的酸为硫酸,盐酸,磷酸,硝酸,高氯酸,醋酸,三氟醋酸中的一种以及两种或多种酸的混合物;所述的有机溶剂为石油醚,氯仿,四氯化碳,二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,苯,六氟异丙醇,氯苯,氟苯中的一种以及两种或多种溶剂的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的甾体药物地屈孕酮的合成方法,其特征在于所述的化合物IIa~IIe在有机溶剂中光照,经后处理得关键中间体IIIa~IIIe。
5.根据权利要求1所述的甾体药物地屈孕酮的合成方法,其特征在于所述的有机溶剂为四氢呋喃,1,4-二氧六环,乙醚,叔丁基甲醚,乙腈,N,N-二甲基甲酰胺,石油醚,氯仿,四氯化碳,二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,苯,六氟异丙醇,氯苯,氟苯中的一种以及两种或多种溶剂的混合物。
6.根据权利要求1或2所述的甾体药物地屈孕酮的合成方法,其特征在于所述的光照的波长范围为210纳米~490纳米;发光设备的功率范围为500W~2000W。
7.根据权利要求1所述的甾体药物地屈孕酮的合成方法,其特征在于所述的关键中间体IIIa~IIIe在烷氧化铝或者铝基分子筛以及酮的作用下于有机溶剂中共热,经后处理得中间体IV。
8.根据权利要求1或7所述的甾体药物地屈孕酮的合成方法,其特征在于所述的烷氧化铝为三异丙氧基铝,三叔丁氧基铝,三酚氧基铝中的一种以及两种或多种烷氧化铝的混合物;所述的铝基分子筛的型号为:3A(钾A型)、4A(钠A型)、5A(钙A型)、10Z(钙Z型)、13Z(钠Z型)、Y(钠Y型)、钠丝光沸石型;所述的酮类化合物为丙酮,环己基酮,N-甲基-4-哌啶酮,二苯甲酮,丁酮,丁二酮,环戊酮,二异丙基甲酮,二叔丁基甲酮中的一种以及两种或多种酮的混合物;所述的有机溶剂为丙酮,甲苯,二甲苯,均三甲苯,四氢呋喃,1,4-二氧六环,乙醚,叔丁基甲醚,乙腈,N,N-二甲基甲酰胺,二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,苯,六氟异丙醇,氯苯,氟苯中的一种以及两种或多种溶剂的混合物;所述的各反应试剂的物质的量比例为:(中间体IIIa~IIIe):(烷氧化铝或者铝基分子筛):(酮)=1:(0.1~3):(0.1~20)。
9.根据权利要求1或7所述的甾体药物地屈孕酮的合成方法,其特征在于所述的化合物IV与酸在有机溶剂中搅拌,经后处理得地屈孕酮V。
10.根据权利要求1所述的甾体药物地屈孕酮的合成方法,其特征在于所述的酸为硫酸,盐酸,磷酸,硝酸,高氯酸,醋酸,三氟醋酸中的至少一种,所述的有机溶剂为甲醇,乙醇,丙醇,丁醇,异丙醇,叔丁醇,丙酮,甲苯,二甲苯,均三甲苯,四氢呋喃,1,4-二氧六环,叔丁基甲醚,二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,六氟异丙醇中的至少一种。
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