CN1374312A

CN1374312A - d－生物素的合成方法

Info

Publication number: CN1374312A
Application number: CN 02111173
Authority: CN
Inventors: 陈芬儿
Original assignee: Fudan University
Current assignee: Fudan University
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2002-10-16
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: CN1142166C

Abstract

本发明提供一种d－生物素的合成方法。现有制备方法存在脱苄反应收率低,产品纯度欠佳,操作繁复等不足之处。本发明将5－[(1R,3aS,6aR)－4,6－二苄基－5－氧代六氢－1H－噻吩并[3,4－d]咪唑－1－基]戊酸经脱苄/开环,再关环二步反应即得d－生物素,总收率高达90%。本发明反应条件温和,操作简便,总收率高且质佳,易于工业化生产。

Description

d-生物素的合成方法

技术领域

本发明属医药领域，是d-生物素(维生素H，I)的合成方法。

背景技术

d-生物素(d-Biotin，I)，又名维生素H或辅酶R，属可溶性B族维生素，在医疗，家畜，家禽饲养业以及生物技术等方面已广泛应用。美国专利2489235、2489238、4877882，欧洲专利273270，英国专利3740416等均叙述了5-[(1R，3aS，6aR)-4，6-二苄基-5-氧代六氢-1H-噻吩并[3，4-d]咪唑-1-基]戊酸II(双苄生物素)与48％氢溴酸共沸脱苄的d-生物素I的制备方法。此法除仅得到33～40％的I外，仍有30％左右的单苄生物素和25～30％的开环产物(2S，3S，4S)-5-(3，4-二氨基-四氢噻吩-2-基)戊酸III副产物生成，前者须再行脱苄处理，因此48％氢溴酸单耗高，操作繁琐，后者须在碱性溶性中与剧毒光气进行环化反应而成I，劳动保护条件要求苛刻且光气运输和贮藏受到限制，给工业化生产带来不便。美国专利4537973，欧洲专利36030，日本专利45077叙述了以甲基磺酸代替48％氢溴酸使双苄生物素在高温下脱苄的改进法，此法存在反应条件要求高，副反应多，产物分离困难，生产成本高等缺点。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一条简便、高收率和高纯度的d-生物素I工业化可行的制备方法。

本发明将5-[(1R，3aS，6aR)-4，6-二苄基-5-氧代六氢-1H-噻吩并[3，4-d]咪唑-1-基]戊酸II与无机酸在有机溶剂中进行脱苄/关环反应转化成(2S，3S，4S)-5-(3，4-二氨基-四氢噻吩-2-基)戊酸氢卤酸盐III，进而与环化试剂在碱性溶剂和有机溶剂中进行关环反应，不经分离直接酸化制得d-生物素I。总收率85～90％，化合物III不经分离，直接与环化试剂进行关环反应，再酸化也可制得I。产品质量达到美国药典23版标准。

上述反应条件无机酸可以是盐酸、氢溴酸等，有机溶剂一般是芳香烃类，在加温条件下脱苄/开环反应反应即可完成；关环反应该类环化试剂一般是双光气或三光气，关环反应碱可用常用的氢氧化钠或氢氧化钾，在可溶溶剂中稍加温度即可进行。

本发明合成反应式如下：

在本发明的脱苄/开环反应中，下述反应条件可获得较好效果：无机酸可为47～48％氢溴酸或35～37％盐酸或者52～57％的氢碘酸之任一种均有良好效果。化合物II与无机酸的物料比为1∶4～15(w/v)，反应即可取得预期效果。有机溶剂二甲苯、异丙苯等沸点在130℃以上芳香烃类溶剂均适合作为脱苄/开环反应的溶剂，此类溶剂具有易得、价格便宜且易回收，反应易控制等优点。脱苄/开环反应温度在120～140℃范围，反应时间为1～60h。

在本发明的环化反应中，环化试剂为氯甲酸三氯甲酯(双光气)或者是双(三氯甲基碳酸酯(三光气)之任一种，反应条件温和，反应收率高。化合物III与环化试剂的摩尔比是1∶1.1～8，反应即能完成。无机碱溶液以5～30％(Wt％)的氢氧化钠或该浓度的氢氧化钾溶液为合适，此类碱价廉易得，反应溶液pH8～13。合适的有机溶剂为二噁烷、四氢呋喃、苯甲醚。

关环溶剂可以是单一溶剂，也可以是混合溶剂，其组成比例无特别规定，反应温度为5～50℃。

本发明的脱苄/开环反应的无机酸是47～48％氢溴酸效果更好。

本发明的脱苄/开环反应的化合物II和无机酸的物料比为1∶6～8(w/v)是最佳范围，即能最有效利用无机酸，又能使反应完全。

脱苄/开环反应所用有机溶剂二甲苯更好，其来源方便，价格不贵，易后处理。

上述反应温度最好控制在125～135℃下反应40～50h。

环化时更好的条件是：

化合物III与环化试剂的摩尔比是1∶1.1～2.5；

无机碱溶液是10～15％(Wt％)的氢氧化钠溶液，反应溶液的pH8～10；

关环反应的有机溶剂是二噁烷：

反应在20～30℃下进行2～10h。

本发明二步法即可获得产物d-生物素，反应条件温和，简便；产物收率高、成本低；反应所用试剂价格不高且容易获得；产品纯度高。本发明方法的上述效果为工业生产提供了良好的前景。

具体实施方法

实施例：

一、(2S，3S，4S)-5-(3，4-二氨基-四氢噻吩-2-基)戊酸氢卤酸盐III的制备

实例1将5-[(1R，3aS，6aR)-4，6-二苄基-5-氧代六氢-1H-噻吩并[3，4-d]咪唑-1-基]戊酸(160g，0.38mol)、47％氢溴酸(1.2L)和二甲苯(1.0mL)置反应瓶中，于130℃搅拌45h。反应毕，冷却至室温，静置，分出有机层，水层减压浓缩，冷却，析出固体，真空干燥，得淡黄色结晶粉末III(137.2g，95％)，mp238～240℃。

实例2将5-[(1R；3aS，6aR)-4，6-二苄基-5-氧代六氢-1H-噻吩并[3，4-d]咪唑-1-基]戊酸(160g，0.38mol)、47％氢溴酸(720mL)、异丙苯(500mL)置反应瓶中，于135℃搅拌30h。反应毕，冷却至室温，静置，分出有机层，水层再用异丙苯(100mL×2)提取。水层减压浓缩，冷却，析出固体，真空干燥，得淡黄色粉末III(132.8g，92％)，mp236～239℃。

实例3将5-[(1R，3aS，6aR)-4，6-二苄基-5-氧代六氢-1H-噻吩并[3，4-d]咪唑-1-基]戊酸(160g，0.38mol)、48％氢溴酸(640mL)和二甲苯(450mL)置反应瓶中，于125℃搅拌12h。反应毕，冷却至室温，静置，分出有机层，水层减压浓缩，冷却，析出固体，真空干燥，得淡黄色粉末III(126.4g，87.5％)，mp236～249℃。

实施例4将5-[(1R，3aS，6aR)-4，6-二苄基-5-氧代六氢-1H-噻吩并[3，4-d]咪唑-1-基]戊酸(160g，0.38mol)、48％氢溴酸(2.4L)和异丙苯(1.5L)置反应瓶中，于140℃搅拌60h。反应毕，冷却至室温，静置，分出有机层，水层减压浓缩，冷却，析出固体，真空干燥，得淡黄色粉末III(130g，90％)，mp239～240℃。

二、d-生物素I的合成

实施例5将10％氢氧化钠溶液[由氢氧化钠(40g，1.0mol)与蒸馏水(360mL)配制而成]和(2S，3S，4S)-5-(3，4二氨基-四氢噻吩-2-基)戊酸氢溴酸盐III(37.8g，0.1mol)置反应瓶中，于室温搅拌溶解后，滴加三光气(44.6g，0.15mol)溶于二噁烷(270mL)的溶液(必要时用10％氢氧化钠溶液控制反应液pH8～10)，于室温搅拌10h。反应毕，减压回收二噁烷，水层用活性脱色30min，用浓盐酸调至pH1～2，析出白色固体，过滤，水洗至pH7，用蒸馏水重结晶，得白色结晶粉末I23.2g，90％，mp 230～231℃，[α]_D ²⁰＝+90.8(c，1.0，0.1N NaOH)。

IR(KBr)：v＝3300，2935，1705，1668cm^-1.

¹H NMR(DMSO-d₆)：δ＝1.29～1.60[m，6H，(CH₂)₃]，2.17(t，2H，J＝7.3H₂，CH₂CO₂H)，2.57(d，1H，J＝12.4Hz，C_6a-H)，2.80(dd，1H，J＝12.4Hz，C_6β-H)，3.15(m，1H，C_4β-H)，4.18(m，1H，C_6a-H)，4.35(m，1H，C_6a-H)，6.47(s，1H，N-H)，6.48(s，1H，N-H)，11.98(br s，1H，COOH，D₂O交换消失).

EI-MS：(m/z，％)＝245(M⁺，14.6)，227(8，12)，199(0.58)，84(25)，112(25)，97(100)，85(67).

实施例6将10％氢氧化钾溶液[由氢氧化钾(56g，1.0mol)与蒸溜水(1.064L)配制而成]和(2S，3S，4S)-5-(3，4-二氨基-四氢噻吩-2-基)戊酸氢溴酸盐III(37.8g，0.1mol)置反应瓶中，于室温搅拌溶解后，滴加双光气(32g，0.16mol)溶于四氢呋喃(200mL)溶液(必要时用10％氢氧化钾控制反应至pH8～10)，于室温搅拌3h。反应毕，减压回收，水层用活性脱色30min，用浓盐酸调至pH1～2，析出白色固体，过滤，水洗至pH7，用蒸馏水重结晶，得白色结晶粉末I22.5g，收率92％。mp 231～133℃，[α]_D ²⁰＝+90.9(c，1.0，0.1N NaOH)。IR，¹H NMR和MS与实施例3一致。

实施例7将5％氢氧化钾溶液[由氢氧化钾(56g，1.0mol)与蒸馏水(1.064L)配制而成]和(2S，3S，4S)-5-(3，4-二氨基-四氢噻吩-2-基)戊酸氢溴酸盐III(37.8g，0.1mol)置反应瓶中，于室温搅拌溶解后，滴加三光气(89.1g，0.3mol)溶于四氢呋喃(800mL)的溶液(必要时用5％氢氧化钾溶液控制pH10～12)，于30～35℃搅拌5h。反应毕，回收四氢呋喃，水层用活性脱色30min，用浓盐酸调至pH1～2，析出白色固体，过滤，水洗至pH7，用蒸馏水重结晶，得白色结晶粉末I，mp 229～231℃，[α]_D ²⁰＝+90.5(c，1.0，0.1N NaOH)。IR，¹H NMR和MS与实施例3一致。

实施例8将5-[(1R，3aS，6aR)-4，6-二苄基-5-氧代六氢-1H-噻吩并[3，4-d]咪唑-1-基]戊酸(160g，0.38mol)，36％盐酸(1.25L)和二甲苯(1.1L)置反应瓶中，于127～128℃搅拌45h。反应毕，冷却至室温，静置，分出有机层，水层减压浓缩水(400mL)后，冷却至室温，向反应液中加入10％氢氧化钠溶液[由氢氧化钠(100g，0.25mol)与水(900mL)配制而成]，于室温搅拌15min后，滴加三光气(74.3g，0.25mol)溶于苯甲醚(450mL)的溶液(必要时用10％氢氧化钠溶液控制pH9～10)，于室温搅拌8h。反应毕，减压回收苯甲醚，水层用活性脱色30min，用浓盐酸调至pH1～2，析出白色固体，过滤，水洗至pH7，用蒸馏水重结晶，得白色结晶粉末I(80.1g，86％)，mp230.5～231.5℃，[α]_D ²⁰＝+91(c，1.0，0.1N NaOH)。IR，¹H NMR和MS与实施例3一致。

本发明不限于上述实例。

Claims

1、一种d-生物素I的合成方法

其特征在于5-[(1R，3aS，6aR)-4，6-二苄基-5-氧代六氢-1H-噻吩并[3，4-d]咪唑-1-基]戊酸II与无机酸在有机溶剂中脱苄/开环反应转化成(2S，3S，4S)-5-(3，4-二氨基-四氢噻吩-2-基)戊酸氢卤酸盐III，进而与环化试剂在无机碱溶液和有机溶剂中关环即可，化合物III不经分离直接进行关环反应即得I。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于具体制备条件是：

(1)脱苄/开环反应的无机酸是47～48％氢溴酸或35～37％盐酸或52～57％氢碘酸；

(2)化合物II与无机酸的物料比是1∶4～15(w/v)；

(3)脱苄/开环反应的有机溶剂是芳香烃类；

(4)脱苄/开环反应的温度是120～140℃，反应时间为10～60h；

(5)关环的环化试剂为氯甲酸三氯甲酯(双光气)或双三氯甲酯碳酸酯(三光气)；

(6)化合物III与环化试剂的摩尔比是1∶1.1～8；

(7)关环反应的无机碱是5～30(Wt％)的氢氧化钠或氢氧化钾；

(8)关环反应的有机溶剂是二噁烷或四氢呋喃或苯甲醚；

(9)关环反应温度是5～50℃。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于关环反应有机溶剂是单一溶剂或混合溶剂。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于脱苄/开环反应的无机酸是47～48％的氢溴酸。

5、如权利要求2所述的方法，其特征在于脱苄/开环反应化合物II和无机酸的物料比是1∶6～8(w/v)。

6、如权利要求2所述的方法，其特征在于脱苄/开环反应的有机溶剂是二甲苯。

7、如权利要求2所述的方法，其特征在于脱苄/开环反应的温度是125～135℃，反应时间是40～50h。

8、如权利要求2所述的方法，其特征在于化合物III与环化试剂的摩尔比是1∶1.1～2.5。

9、如权利要求2所述的方法，其特征在于关环反应的无机碱是10～15％的氢氧化钠溶液。

10、如权利要求2所述的方法，其特征在于关环反应的有机溶剂是二噁烷。

11、如权利要求2所述的方法，其特征在于关环反应温度是20～30℃。