CN1302288A - S－n,n′－双[2－羟基－1－(羟甲基)乙基]－5－[(2－羟基－1－氧代丙基)氨基]－2,4,6－三碘－1,s－苯二甲酰胺的制方法 - Google Patents

S－n,n′－双[2－羟基－1－(羟甲基)乙基]－5－[(2－羟基－1－氧代丙基)氨基]－2,4,6－三碘－1,s－苯二甲酰胺的制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种制备S—N,N’－双[2－羟基－1－(羟甲基)乙基]－5－[(2－羟基－1－氧代丙基)氨基]－2,4,6－三碘－1,3－苯二甲酰胺的制备方法,该方法包括由S－(－)－5－[[2－(乙酰氧基)－1－氧代丙基]氨基]－2,4,6－三碘－1,3－苯二甲酰二氯和2－氨基－1,3－丙二醇起始在溶剂中生成S－N,N’－双[2－羟基－1－(羟甲基)乙基]－5－[(2－(乙酰氧基)－1－氧代丙基)氨基]－2,4,6－三碘－1,3－苯二甲酰胺,其特征在于所述溶剂选自:低级醇,一烷基醚二醇,和直链或支链环状烷基醚。

Description

S-N,N’-双[2-二羟基-1-(羟甲基)乙基]-5-[(2-羟基-1-氧代丙基)氨 基]-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰胺的制备方法
本发明涉及一种式(Ⅰ)的S-N,N’-双[2-羟基-1-(羟甲基)乙基]-5-[(2-羟基-1-氧代-丙基)氨基]-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰胺(通常称作碘帕醇)的制备方法，该化合物是市场上应用极广泛的一种碘化造影剂，所述方法包括合成式(Ⅱ)的中间体S-N,N’-双[2-羟基-1-(羟甲基)乙基]-5-[(2-(乙酰氧基)-1-氧代丙基)氨基]-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰胺的新步骤。
Figure A9980592200041
GB 1,472,050首次描述了碘帕醇的合成方法，其中包括以下合成路线所示的步骤：合成路线：
Figure A9980592200042
并且是溶于二甲基乙酰胺(DMAC)中的式(Ⅲ)的S-(-)-5-[[2-(乙酰氧基)-1-氧代丙基]氨基]-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰二氯与略微过量且亦溶解在二甲基乙酰胺中的2-氨基-1,3-丙二醇(通常称作丝氨醇)在三丁胺的存在下的反应，生成式(Ⅱ)的化合物S-N,N’-双[2-羟基-1-(羟甲基)乙基]-5-[(2-(乙酰氧基)-1-氧代丙基-氨基]-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰胺。
式(Ⅱ)化合物、丝氨醇和三丁胺之间的比例以当量计为1∶2.5∶2。该反应是在50℃下进行若干小时，所需产物的收率为92％。
在所引用专利中，对反应混合物的处理包括蒸发二甲基乙酰胺，令油性残余物悬浮在二氯甲烷中，用热二氯甲烷反复溶解沉淀。
随后用NaOH将所得残余物水解为碘帕醇，此后用阳离子和阴离子树脂对所得溶液做后继处理，由盐中纯化得到该化合物，随后在乙醇中重结晶。
这种方法存在下列主要问题：-从工业化观点考虑，反应末期时溶剂的真空蒸馏是一个相当麻烦的操作步骤，因DMAC是高沸点物(165℃)；-DMAC的应用产生了N-[2-羟基-1-(羟甲基)乙基]-N’-二甲基-5-[(2-羟基-氧代-丙基)氨基]-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰胺(此后称作杂质Ⅰ)：
Figure A9980592200061
该化合物是《Pharmeuropa》6卷4期，1994年12月，343-345页中所述碘帕醇7种杂质中的一种，这主要归因于在反应过程中DMAC产生的二甲基胺；-另外，这种高沸点溶剂的应用相当麻烦和困难，致使在回收的固体产物中残存痕量上述溶剂，但痕量溶剂不能超过650ppm(碘帕醇的USP限定)。
GB 2,272,218(优先权1992年10月27日)首先试图替换DMAC。在该专利中，仅仅描述了用不同于DMAC的溶剂，即丙酮或低级(C1-C4)醇，在碱(优选三丁胺)的存在下制备化合物(Ⅱ)。
正如该发明人自己在其后续专利申请公开GB 2,311,524(下文将作探讨)中所述承认的，由中间体(Ⅱ)获得的碘帕醇尽管具有可接受的纯度级别，但仍然含有不同于杂质Ⅰ的其它杂质。
临床医师和授予药物上市许可权的管理机构要求，药物含有极低水平的杂质，以便减小任何对于患者的副作用或毒性作用的危险性。
就碘化造影剂而言，这种要求归因于该给药产品的总量，因为该产品的给药总量高于其它药物。譬如，造影剂的注射剂量可以达到并且甚至超过150g。
事实上，近年来药典对碘帕醇的规定有所变化(意大利药典Ⅸ，第3版，1994；US药典ⅩⅩⅢ，第5版，15/11/1996)，碘帕醇中至多可含有0.25％的杂质。
最新公开的英国专利申请GB 2,311,524(优先权1996年3月29日)公开了另一种获得具有上述纯度特征的碘帕醇的制备途径。
GB 2,311,524描述了采用N-甲基吡咯烷酮作为反应溶剂，在碱的存在下制备化合物(Ⅰ)，所述碱优选自丝氨醇、三丁胺、三乙胺或无机碳酸盐，该专利声称获得较高纯度的化合物(Ⅱ)，这反映在最终的碘帕醇纯度中。
其中优选的方法包括使化合物(Ⅲ)在N-甲基吡咯烷酮中，在预纯化三乙胺或碳酸钠的存在下与丝氨醇反应。通过一组离子交换树脂(如GB 2,287024所述，强阳离子、弱阳离子、强阴离子、弱阴离子)对所得粗产物进行后续处理，得到最终化合物碘帕醇，其申报纯度符合修订版药典的要求。
因此，现有技术的研究表明目前的紧迫任务是：-避免DMAC的存在，由此改进存在于碘帕醇中的杂质分布以及工业化过程的实现，-易于除去反应溶剂：N-甲基吡咯烷酮实际上属于和DMAC同类的偶极非质子溶剂并且具有类似高的沸点，所以难以完全除去。
我们现已惊奇地发现，按照本发明方法制备的碘帕醇可以达到药典要求，本发明方法包括：-一种制备化合物(Ⅱ)的新方法；-将所得化合物(Ⅱ)转化为碘帕醇的简便转化方法，其中不包括碱性水解或复杂色谱处理。
所以，本发明的目的是化合物(Ⅰ)的制备方法，其中包括使化合物(Ⅲ)通过仅仅和丝氨醇在所述溶剂中反应来生成化合物(Ⅱ)，所述溶剂选自低级醇、烷基溶纤剂类的二醇单烷基醚和环状、直链或支链烷基醚。
“低级醇”是指直链或支链C2-C5醇，优选仲醇。特别优选叔丁醇和仲丁醇。
所述二醇优选包括C3-C7二醇，特别优选乙氧基乙醇和甲氧基乙醇。
环状、直链或支链烷基醚是C4-C10烷基醚，且它们优选自二噁烷、二甘醇二甲醚和甲基叔丁基醚。
我们意外地发现，该反应无需加入碱，特别是现有技术中所述的三丁胺，并且在醇或醚溶剂中即可进行，由此有效地克服上述与DMAC存在有关的问题，同时提供具有符合或更优于目前药典要求的纯度特性的终产物。
如专利申请GB 2,311,524(和WO 9214539)已经讨论的，现有技术中业已了解，该反应可以在不采用碱、但采用4当量以上的丝氨醇来进行，所以丝氨醇的作用是充当反应中形成的盐酸的受体。但是，该反应是在DMAC中进行，由此产生了上述问题。
GB 2,311,524本身也考虑了可以应用过量丝氨醇作为碱(参见实施例1，丝氨醇/化合物(Ⅱ)的摩尔比=4.36∶1)，但溶剂仍然是N-甲基吡咯烷酮，并且在所有公开的实施例中，反应是在氮气氛下进行，这是一个工业上不易于重现的条件，并且后继的水解得到碘帕醇的方法包括了通过不同离子交换柱的烦琐步骤。
我们意外地发现，当加入的丝氨醇与化合物(Ⅲ)的摩尔比例在6-25，有效地是8-15时，在将化合物(Ⅱ)后继水解成为碘帕醇中不再需要加入碱。
反应温度可以是-10℃至100℃，优选48℃至85℃，在后一温度范围中，反应时间意外地缩短至1-6小时。
通过HPLC法分析，在丝氨醇和化合物(Ⅲ)的反应结束时，在40-100℃的温度内，在10-20mbar的压力下蒸馏溶剂，由此完成该反应。此后，通过加入水，优选以每1摩尔化合物(Ⅲ)加入2-4kg水的量，水解乙酸酯基团，该溶液业已因过量丝氨醇的存在而呈碱性。
此后将该溶液升温至50-70℃，优选55-65℃，在该温度下保持4至8小时，优选5至7小时。最终，加入HCl中和该溶液。
按照本发明所述方法操作，最终的反应混合物除了含有化合物(Ⅰ)以外只含有丝氨醇、丝氨醇盐酸盐和丝氨醇乙酸盐。
这样，丝氨醇是仅存的阳离子，由此改进了脱盐方法和碘帕醇的纯化方法。
终溶液中不存在偶极非质子溶剂致使化合物(Ⅰ)的纯化无需使用昂贵的工业设备，例如用于预脱盐和除去DMAC的超细过滤装置(参见WO 9214539)或用于N-甲基吡咯烷酮的上述层析柱组(参见GB2,311,524)。
本发明的方法包括在常规层析柱上的层析纯化，所述层析柱包含选自大孔高交联苯乙烯树脂，优选Amberlite(R) XAD 1600,1600T和16(Rohm & Haas)或其它制造商出售的等同产品的固体相。
洗脱采用水，水洗至该化合物通过UV分析检测消失。
浓缩水相后，脱盐采用一组(串联或混合床)由磺酸型的强阳离子树脂和仲胺型的中等阴离子(mean anionic)树脂组成的装置，磺酸型的强阳离子树脂再生为酸形式，仲胺型的中等阴离子树脂再生为OH-形式。
优选的阳离子树脂选自：Dowex C 350,Amberjet 1200,Amberlite IR 120。优选的阴离子树脂是Relite MG 1。
根据文献(GB 1,472,050,GB 2,708,601,US 5,689,002,WO97/02235,EP 747344)业已公开的方法，将脱盐溶液浓缩并且通过在适当溶剂中结晶而纯化。
用4％氨溶液由上述阳离子树脂通过置换直接回收得到丝氨醇。真空下浓缩氨水洗脱液以便除去水和氨，此后按照意大利专利申请MI96 A 002546所述方法结晶。
回收产物具有适用于本发明所述方法的质量(参见实施例部分)。
通过药典(参见上文)所述的HPLC法分析，由本发明方法获得的碘帕醇的杂质含量不高于0.25％，从化合物(Ⅲ)的上述制备步骤中检测不到DMAC，(由其它合成步骤)也检测不出其它残余溶剂，痕量处理溶剂的含量不高于ICH(国际协调议会)有关药物中存在的残余溶剂所建立的规定。
不存在DMAC或其它偶极非质子溶剂使结晶溶剂的含量减少至现有技术的约三分之一，因为偶极非质子不再保留这些溶剂。
此外，除了去除杂质Ⅰ以外，用丝氨醇作为碱也降低了生成式(Ⅳ)的S-N,N’-双[[2-羟基-1-(羟甲基)乙基]-5-氨基-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰胺的危险：其中存在游离氨基，因此该化合物属于有害种类的芳香胺类化合物，并且该化合物一旦形成就难以自化合物(Ⅰ)中除去。本发明方法中这种副产物的减少似乎归因于在酰胺和乳酸在5位的补充水解反应中丝氨醇的碱性较低。
下列实施例举例说明了实施本发明方法的最佳试验条件。实验部分
                           实施例1
在化合物(Ⅱ)的生成反应中应用仲丁醇制备碘帕醇
在机械搅拌下，将127.5g(0.179mol)化合物(Ⅲ)(按照US5672735所述方法制备)悬浮在593g存在于反应釜内的仲丁醇中。将该混合物加热至55℃并且加入136g(1.49mol)的丝氨醇，在此温度下保持3小时。此后，减压条件下蒸发掉溶剂。加入400g水，在55℃下加热6小时以便完全皂化。用34％HCl中和后，在XAD 1600(500ml)上用水洗脱该水溶液直至产物消失。将洗脱液浓缩至约1L的体积，随后将该溶液在阳离子树脂(Dowex C350,1.2L，再生为H+形式)和阴离子树脂(Relite MG 1,1L，再生为OH-形式)上洗脱。
最后，真空下蒸发水，将残余物自仲丁醇重结晶，得到128g(0.16mol)的预定产物。收率：92％HPLC分析：99.88％(面积百分比)HPLC法：参见US药典ⅩⅩⅢ，第5版，15/11/1996残余溶剂：仲丁醇0.009％GC法：按照US药典ⅩⅩⅢ，“有机挥发性杂质”章的方法Ⅳ(头条)所述方法。
                   实施例2
在化合物(Ⅱ)的生成反应中应用叔丁醇制备碘帕醇
在机械搅拌下，将127.5g(0.179mol)化合物(Ⅲ)悬浮在593g存在于反应釜内的叔丁醇中。将该混合物加热至20℃并且加入136g(1.49mol)的丝氨醇，在此温度下保持4小时。此后，减压条件下蒸发掉溶剂。加入400g水，在55℃下加热6小时以便完全皂化。用34％HCl中和后，在XAD 1600(500ml)上用水洗脱该水溶液直至产物消失。将洗脱液浓缩至约1L的体积，随后将该溶液在阳离子树脂(DowexC350,1.2L，再生为H+形式)和阴离子树脂(Relite MG 1,1L，再生为OH-形式)上洗脱。
最后，真空下蒸发掉水，将残余物自仲丁醇中结晶，得到104g(0.13mol)的预定产物。收率：75％HPLC分析：99.75％(面积百分比)残余溶剂：叔丁醇0.01％
                         实施例3
在化合物(Ⅱ)的生成反应中应用异丙醇制备碘帕醇
在机械搅拌下，将127.5g(0.179mol)化合物(Ⅲ)悬浮在593g存在于反应釜内的异丙醇中。将该混合物加热至50℃并且加入136g(1.49mol)的丝氨醇，在此温度下保持4小时。此后，减压条件下蒸除溶剂。加入400g水，在55℃下加热6小时以便完全皂化。用34％HCl中和后，在XAD 1600(500ml)上用水洗脱该水溶液直至产物消失。将洗脱液浓缩至约1L的体积，随后将该溶液在阳离子树脂(Dowex C350,1.2L，再生为H+形式)和阴离子树脂(Relite MG 1,1L，再生为OH-形式)上洗脱。
最后，真空下蒸发掉水，将残余物自仲丁醇中结晶，得到122.4g(0.157mol)的预定产物。收率：88％HPLC分析：99.82％(面积百分比)残余溶剂：异丙醇0.009％
                   实施例4
在化合物(Ⅱ)的生成反应中应用二噁烷制备碘帕醇
在机械搅拌下，将127.5g(0.179mol)化合物(Ⅲ)悬浮在593g存在于反应釜内的二噁烷中。将该混合物加热至30℃并且加入136g(1.49mol)的丝氨醇，在此温度下保持5小时。此后，减压条件下蒸发掉溶剂。加入400g水，在55℃下加热6小时以便完全皂化。用34％HCl中和后，在XAD 1600(500ml)上用水洗脱该水溶液直至产物消失。将洗脱液浓缩至约1L的体积，随后将该溶液在阳离子树脂(DowexC350,1.2L，再生为H+形式)和阴离子树脂(Relite MG 1,1L，再生为OH-形式)上洗脱。
最后，真空下蒸发掉水，将残余物自仲丁醇中结晶，得到97.4g(0.125mol)的预定产物。收率：70％HPLC分析：99.77％(面积百分比)残余溶剂：二噁烷0.01％
                    实施例5
在化合物(Ⅱ)的生成反应中应用甲基叔丁基醚制备碘帕醇
在机械搅拌下，将127.5g(0.179mol)化合物(Ⅲ)悬浮在593g存在于反应釜内的甲基叔丁基醚中。将该混合物加热至30℃并且加入136g(1.49mol)的丝氨醇，在此温度下保持5小时。此后，减压条件下蒸除溶剂。加入400g水，在55℃下加热6小时以便完全皂化。用34％HCl中和后，在XAD 1600(500ml)上用水洗脱该水溶液直至产物消失。将洗脱液浓缩至约1L的体积，随后将该溶液在阳离子树脂(Dowex C350,1.2L，再生为H+形式)和阴离子树脂(Relite MG 1,1L，再生为OH-形式)上洗脱。
最后，真空下蒸发掉水，将残余物自仲丁醇中结晶，得到116.8g(0.15mol)的预定产物。收率：84％HPLC分析：99.78％(面积百分比)残余溶剂：甲基叔丁基醚0.01％
                      实施例6
在化合物(Ⅱ)的生成反应中应用2-甲氧基乙醇制备碘帕醇
在机械搅拌下，将38.8g(0.054mol)化合物(Ⅲ)悬浮在180g存在于反应釜内的2-甲氧基乙醇中。将该混合物加热至55℃并且加入41.4g(0.45mol)的丝氨醇，在此温度下保持3小时。此后，减压条件下蒸除溶剂。加入120g水，在55℃下加热6小时以便完全皂化。用34％HCl中和后，在XAD 1600(150ml)上用水洗脱该水溶液直至产物消失。将洗脱液浓缩至约0.5L的体积，随后将该溶液在阳离子树脂(Dowex C350,0.4L，再生为H+形式)和阴离子树脂(Relite MG 1,0.33L，再生为OH-形式)上洗脱。
最后，真空下蒸发掉水，将残余物自2-甲氧基乙醇中结晶，得到37.3g(0.048mol)的预定产物。收率：89％HPLC分析：99.8％(面积百分比)残余溶剂：2-甲氧基乙醇0.0045％
                         实施例7
在化合物(Ⅱ)的生成反应中应用2-乙氧基乙醇制备碘帕醇
在机械搅拌下，将38.8g(0.054mol)化合物(Ⅲ)悬浮在180g存在于反应釜内的2-乙氧基乙醇中。将该混合物加热至55℃并且加入41.4g(0.45mol)的丝氨醇，在此温度下保持3小时。此后，减压条件下蒸除溶剂。加入120g水，在55℃下加热6小时以便完全皂化。用34％HCl中和后，在XAD 1600(150ml)上用水洗脱该水溶液直至产物消失。将洗脱液浓缩至约0.5L的体积，随后将该溶液在阳离子树脂(Dowex C350,0.4L，再生为H+形式)和阴离子树脂(Relite MG 1,0.33L，再生为OH-形式)上洗脱。
最后，真空下蒸发掉水，将残余物自2-甲氧基乙醇中结晶，得到38.2g(0.049mol)的预定产物。收率：91％HPLC分析：99.83％(面积百分比)残余溶剂：2-乙氧基乙醇0.009％
                      实施例8
实施例1中所用丝氨醇的回收
在洗脱如实施例1所得产物的溶液后，在树脂(Dowex C350,1.2L，再生为H+形式)上，用750g的4％(重量)氨水溶液置换丝氨醇，随后用去离子水洗至pH中性。在12mm Hg和50-60℃下浓缩所得溶液以除去氨，直至得到含有约5-10％残余水分的残余物。装入250g的无水2-丁醇，在5℃下冷却3小时。
随后，过滤该混合物并且在30℃的氮气流下干燥，得到85g高质量的丝氨醇，该丝氨醇可以在碘帕醇的合成中回用(GC分析：99.9％,F.Uggeri等人在《色谱学杂志》，432,1988中所述方法)。

Claims (15)

1．一种制备S-N,N’-双[2-羟基-1-(羟甲基)乙基]-5-[(2-羟基-1-氧代丙基)氨基]-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰胺的方法，该方法包括由S-(-)-5-[[2-(乙酰氧基)-1-氧代丙基]氨基]-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰二氯和2-氨基-1,3-丙二醇起始在溶剂中生成S-N,N’-双[2-羟基-1-(羟甲基)乙基]-5-[(2-(乙酰氧基)-1-氧代丙基)氨基]-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰胺，其特征在于，所述溶剂选自：低级醇，二醇单烷基醚，和直链或支链环状烷基醚。
2．如权利要求1所述的方法，其中2-氨基-1,3-丙二醇和S-(-)-5-[[2-(乙酰氧基)-1-氧代丙基]氨基]-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰二氯的最小摩尔比例是6至25。
3．如权利要求2所述的方法，其中2-氨基-1,3-丙二醇和S-(-)-5-[[2-(乙酰氧基)-1-氧代丙基]氨基]-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰二氯的最小摩尔比例是8至15。
4．如权利要求1-3所述的方法，其中所述溶剂是直链或支链C2-C5醇。
5．如权利要求4所述的方法，其中所述溶剂选自C2-C5仲醇。
6．如权利要求3所述的方法，其中所述溶剂选自异丙醇、仲丁醇和叔丁醇。
7．如权利要求1-4所述的方法，其中所述溶剂是C3-C7二醇单烷基醚。
8．如权利要求7所述的方法，其中所述溶剂选自2-甲氧基乙醇和2-乙氧基乙醇。
9．如权利要求1-3所述的方法，其中所述溶剂是直链或支链C4-C10环烷基醚。
10．如权利要求9所述的方法，其中所述溶剂选自二噁烷、二甘醇二甲醚或甲基叔丁基醚。
11．如权利要求1-10所述的方法，其中用于制备化合物(Ⅱ)的反应温度是48至85℃和反应时间是2至6小时。
12．如权利要求1-10所述的方法，其中在丝氨醇和化合物(Ⅲ)反应结束时，在减压下将溶剂蒸馏至干，并且通过加入水将乙酸酯基团水解，将该溶液加热至50-70℃，在该温度下保持4至8小时；此后加入HCl中和该溶液，浓缩，在大孔高交联苯乙烯树脂上洗脱纯化，随后在再生为酸形式的磺酸型的强阳离子树脂上洗脱，并且在再生为OH-形式的仲胺型的中等阴离子树脂上洗脱。
13．如权利要求12所述的方法，其中乙酸基团是在55至65℃下水解5至7小时。
14．如权利要求12-13的方法，其中所述苯乙烯树脂选自：Amberlite(R) XAD 1600,1600T和16；所述阳离子树脂选自：Dowex C350,Amberjet 1200,Amberlite IR 120；阴离子树脂是Relite MG 1。
15．按照权利要求1-7制备的S-N,N’-双[2-羟基-1-(羟甲基)乙基]-5-[(2-(乙酰氧基)-1-氧代丙基)氨基]-2,4,6-三碘-1,3-苯二甲酰胺在制备碘帕醇中的应用。
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