CN1834097A - 一种10－羟基喜树碱的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种10－羟基喜树碱的生产方法，以喜树碱为原料，采用高压催化加氢和氧化的步骤将喜树碱转化为10－羟基喜树碱，其特征在于，本发明对其中催化剂循环利用等环节进行了改进，同时采用高压液相制备柱与重结晶相结合纯化产品。改变以往采用的大剂量、低效的柱分离方法或冰醋酸反复重结晶的方法，采用溶解度更好的混合溶剂作为流动相，高压液相柱分离，得到的组分经活性炭脱色后，加入不良溶剂重结晶。与以往纯化方法相比，具有得率高、污染小、步骤简单、节约溶剂的优点。整个生产过程可以以百分之六十以上的得率得到纯度大于99％的羟基喜树碱，适合大规模工业生产。

Description

一种10-羟基喜树碱的生产方法

技术领域

本发明涉及一种10-羟基喜树碱的生产方法。

发明背景

喜树碱(Camptothecin)是从生长在中国的喜树和原生于印度的Nothapodytes foetida提取的水溶性细胞毒性生物碱，可作为局部异构酶抑制剂。

但由于缺乏临床效果和具有较大的毒性，喜树碱没有能够开发为一种抗肿瘤药物。10-羟基喜树碱(10-Hydrocamptothecin)以及10-羟基喜树碱的衍生物依第替康和拓扑替康显示出较好的抗肿瘤活性和低毒性，成为被广泛看好的抗肿瘤药物。在1977年10-羟基喜树碱作为抗肿瘤临床药通过国内鉴定，用于治疗肝癌、胃癌、头颈部癌症和白血病等。

10-羟基喜树碱最初也是从喜树提取物中得到，其在天然喜树中的含量约为十万分之二。采用直接提取的方法从生物中得到羟基喜树碱的方法由于含量过低，耗费大量有毒有害的有机溶剂，并不经济科学。从八十年代开始国外陆续有关于喜树碱和10-羟基喜树碱全合成和半合成的专利和论文发表，其中还是从喜树碱转化为10-羟基喜树碱较为经济合理。

整个反应方法分为两步，第一步将喜树碱转化为1，2，6，7-四氢喜树碱(以后简称四氢喜树碱)，第二步将四氢喜树碱氧化为10-羟基喜树碱。

Miyasaka等人的美国专利No.4,473,692(1984年9月25日批准)，美国专利4,545,880(1985年10月8日批准)和欧洲专利No.0074,256均公开了一种10-羟基喜树碱的半合成方法。其方法为，在乙酸体系中，在贵金属催化剂存在下，在常压下将喜树碱催化加氢制备1，2，6，7-四氢喜树碱。所得四氢喜树碱经过氧化得到十硝基喜树碱，再由十硝基喜树碱转化为10-羟基喜树碱。公开的另一种方法是由喜树碱的氮氧化物紫外光条件下光解来制备10-羟基喜树碱。

Miyasaka等人的日本专利JP59005188(1984年)公开了从1，2，6，7-四氢喜树碱制备10-羟基喜树碱的方法。该方法为，常温常压下，用铂催化剂在乙酸中氢化喜树碱得到1，2，6，7-四氢喜树碱。用四醋酸铅、CAN(硝酸铈(IV)铵)、Fremy盐(亚硝酸二磺酸钾)等氧化剂氧化四氢喜树碱得到10-羟基喜树碱。

J.M.Tumnake等人在中国专利91110656.1(1992年批准)中公开了氧化1，2，6，7-四氢喜树碱得到10-羟基喜树碱的方法。其中四氢喜树碱由DMSO毒化后的铂催化剂，在冰醋酸中高压氢化喜树碱得到的。在冰醋酸-水体系中采用乙酸碘代苯脂或双三氟乙酸碘代苯脂氧化四氢喜树碱得到10-羟基喜树碱。

以上方法中Miyasaka的先硝化再还原方法步骤过多，成本太高，缺乏生产实际意义。而氧化-光解法在上世纪八九十年代被广泛采用作为生产10-羟基喜树碱的方法。但这种方法也存在着需要大功率紫外光源、反应转化率不稳定，成本较高和无法用于大规模生产的缺陷。Miyasaka的还原-氧化法具有转化率稳定，便于大规模生产的优点，而J.M.Tumnake等人进一步改进了这种方法，他们采用了加入催化剂毒化剂的方法解决了氢化喜树碱时的过氢化问题，又找到了更加具有选择性的氧化剂来氧化四氢喜树碱。但是，J.M.Tumnake等人进一步改进的方法依然存在贵重金属催化剂没有回收利用、羟基喜树碱缺乏高效环保的纯化方法的缺陷。

关于喜树碱和10-羟基喜树碱的纯化过程，以往专利公开了几种方法，主要如下：1、高效液相色谱柱分离。该方法采用3∶1的甲醇和氯仿作为流动相，一次分离出纯度大于98％的羟基喜树碱。该方法的缺点在于，10-羟基喜树碱在流动相中的溶解性较差，通常溶解一克的10-羟基喜树碱需要甲醇和氯仿的混合溶液300ml，所以生产效率较低。2、冰醋酸重结晶。该方法的优点在于10-羟基喜树碱在冰醋酸中的溶解性相对来说比较好，重结晶的规模容易放大。但重结晶的损耗较大，而冰醋酸对环境的污染和设备的腐蚀也很严重，所以该方法也不是一个理想的方法。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种10-羟基喜树碱的生产方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的方法包括如下步骤：

(1)采用常规的方法，在5％铂碳催化剂存在下将喜树碱加氢生成四氢喜树碱，然后过滤分离四氢喜树碱与催化剂，获得四氢喜树碱；所述方法在日本专利No.595188和中国专利91110656.1中都有报道，本发明不再赘述；

但是，发明人发现，过滤回收的铂碳催化剂仍然具有很好的催化活性，将立即投入下一次加氢反应中，催化效果没有明显下降。如若将回收的催化剂暴露在空气中放置一段时间，其催化活性下降很大。催化剂在回收使用三次后，催化效果缓慢下降，即可停止使用，可重复使用三次；

(2)采用常规的方法将四氢喜树碱氧化为10-羟基喜树碱，所述方法在前述及的专利中均有公开的报道，本发明不再赘述，所获得的产物中10-羟基喜树碱的纯度约为93％；

(3)将步骤(2)的10-羟基喜树碱溶解于流动相，10～30℃的条件下进样上高压液相色谱柱，流速为250～350ml/min，检测器设定紫外检测波长254nm；

喜树碱和10-羟基喜树碱出峰叠加，保留时间10～20分钟，至主峰起峰至1/3处收集产物；

然后蒸馏除去流动相，加热至75～85℃，加入活性炭，搅拌0.5～2小时，热过滤，滤液加热到75～85℃，加入55～65℃的水，直到有固体析出，冷却，避光放置12～24小时，过滤，用甲醇淋洗，干燥，得到10-羟基喜树碱固体，10-羟基喜树碱重量含量为98～99.5％，收率为60％以上；

所说的流动相为助溶剂与二甲亚砜或二甲基甲酰胺的混合溶液，

所说的助溶剂选自正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、乙醚或甲基叔丁基醚中的一种；

体积比为：

二甲亚砜或二甲基甲酰胺∶助溶剂＝1∶1.01～2；

优选的比例为：二甲亚砜或二甲基甲酰胺∶助溶剂＝51∶49；

色谱柱选用小颗粒球形硅胶填料，先将小颗粒球形硅胶于正己烷或环己烷按1∶2～4的比例制成匀浆，倒入色谱柱管内，用水泵抽吸液体直到硅胶表面刚好没有液体为止，盖上法兰后用活塞进行分步加压至50Bar再用高流速的洗脱液冲洗柱子直至等速活化；小颗粒球形硅胶的粒径为10um～16um，孔径为50A～80A；色谱柱内填装球形硅胶的高度为28cm～35cm，洗脱液组分的重量百分比为50％～53％的正己烷、47％～51％的二甲亚砜；色谱柱柱效降低以后，用甲醇溶液进行清洗，将硅胶置于110℃下烘干，并在室温下放置一天，直至再生硅胶；色谱柱长20～60cm，柱直径为2cm～20cm，这里指的高压液相色谱制备羟基喜树碱的方法中的高压指的是50bar，50bar后即成高压状态。其中，大直径制备色谱柱为德国(Merck)进口可自填装高压色谱柱，高压等度洗脱液泵为德国进口(Knauer)，制备用紫外检测器为德国进口(Knauer)。

流动相中，10-羟基喜树碱的浓度为40～60克/升；

活性炭的加入量为除去流动相后的产物的重量的5～15％。

本发明将加氢使用的铂碳催化剂回收利用，降低了成本，同时本发明采用了效率更高，得率更高的10-羟基喜树碱的纯化方法，相对于以往多次重结晶或者采用大量溶剂进行过柱的纯化方法，本方法采用极性非质子溶剂过柱结合双相重结晶的方法，具有过柱效率高，损耗小，节约溶剂，减少生产步骤的优点。本发明的方法，相比于以往的生产工艺具有以下优点：

1、良好的得率和产品纯度。整个从喜树碱得到羟基喜树碱的过程总得率超过60％，得到羟基喜树碱的纯度大于99％。高纯度保证产品可以满足各种医疗用药要求，而高产率大大降低了产品的成本。

2、节约大量溶剂，安全环保。以往纯化方法采用冰醋酸重结晶或甲醇氯仿过柱，耗费大量溶剂，且溶剂挥发性强，污染环境，对操作人员的健康有损害。本发明中纯化过程中只使用了较少量的二甲亚砜和水，没有溶剂挥发，减少对环境污染和对操作人员的伤害。

3、减少生产步骤，缩短生产周期。本发明的纯化过程只需要一次高效过柱、一次脱色和一次重结晶即可得到最终产品，将生产周期缩短至一周左右。

具体实施方式

                        实施例1

1，2，6，7-四氢喜树碱的合成

5升不锈钢高压搅拌釜装入200克喜树碱和100克5％的铂碳，再加入3升的冰醋酸和10ml的DMSO。封闭反应器，用氢气洗涤反应容器后，再反应器中充入5Kg压力的氢气，并在以后的反应过程中保持这个压力。反应容器逐渐加热到65℃，开始反应6小时内反应吸收氢气较为迅速，12小时后基本上没有氢气的吸收，保持反应24小时。反应冷却到30℃以下，放去氢气压力后，将反应溶液导出，并用500ml冰醋酸洗涤反应容器。滤出反应的催化剂，活化后直接投入下一次加氢反应，可重复使用三次，溶液立即如下描述直接氧化。

                        实施例2

10-羟基喜树碱的合成

将以上所得四氢喜树碱溶液(3.6升)转移到20升的硬塑料反应容器中，加入等量的水(3.6升)，并在室温下(约20℃)剧烈搅拌，得到淡绿色澄清溶液。剧烈搅拌下，在溶液中匀速加入320克二醋酸基碘苯(1.75当量)，并在一分钟内加完。并在每隔一小时后，先后加入80克(0.44当量)和60克(0.33当量)二醋酸基碘苯。氧化剂加完后，继续搅拌12小时，得到黄色悬浊液，抽滤，得到产物后烘干，称重约171克(产率85％，HPLC分析含有93％10-羟基喜树碱和5％喜树碱)。

                        实施例3

羟基喜树碱的纯化

将100克实施例2得到的93％羟基喜树碱和2升正己烷-二甲亚砜(51∶49)溶液置于进样罐中，加热至40℃并搅拌使其完全溶解，冷却至30℃以下后开始进样上柱，每次进100ml溶液，流动相为正己烷-二甲亚砜(51∶49)溶液，流速为300ml/min，检测器设定紫外检测波长254nm。喜树碱和羟基喜树碱出峰叠加，保留时间约15分钟。主峰起峰至1/3处接为组分A，20次共得到1000ml，之后至下一次进样峰结束接为组分B，20次共得到2000ml。HPLC检测组分A为0.096mol/L，其中羟基喜树碱的含量为80％，喜树碱为15％。组分B为0.089mol/L，其中羟基喜树碱含量为98％，喜树碱含量为0.5％。将组分B蒸馏除去正己烷(剩余体积为1000ml)，加热至80℃，加入五克活性炭，搅拌一小时，热过滤得到溶液。溶液加热到80℃，搅拌下缓慢加入60℃的水，直到有大量固体析出。冷却至常温，避光放置16小时，过滤并用甲醇淋洗(30ml*4)，得到羟基喜树碱固体55克(99.5％)。组分A同样处理，得到固体28克，其中羟基喜树碱90％，喜树碱9％。并将固体再次过柱，重结晶，约可得到羟基喜树碱19克(99％以上)。以上纯化过程共可得到羟基喜树碱78克(99％以上)。

色谱柱选用小颗粒球形硅胶填料，粒径为10um～16um，孔径为50A～80A；色谱柱内填装球形硅胶的高度为32cm；色谱柱长40cm，柱直径为11cm，这里指的高压液相色谱制备羟基喜树碱的方法中的高压指的是50bar，50bar后即成高压状态。其中，大直径制备色谱柱为德国(Merck)进口可自填装高压色谱柱，高压等度洗脱液泵为德国进口(Knauer)，制备用紫外检测器为德国进口(Knauer)。

Claims (7)

1.一种10-羟基喜树碱的生产方法，包括如下步骤：

(1)采用常规的方法，在铂碳催化剂存在下将喜树碱加氢生成四氢喜树碱，然后过滤分离四氢喜树碱与催化剂；

(2)采用常规的方法将四氢喜树碱氧化为10-羟基喜树碱；

其特征在于：

(3)将步骤(2)的10-羟基喜树碱溶解于流动相，10～30℃的条件下进样上柱，流速为250～350ml/min，检测器设定紫外检测波长254nm；

喜树碱和10-羟基喜树碱出峰叠加，保留时间10～20分钟，至主峰起峰至1/3处收集产物；

然后蒸馏除去流动相，加热至75～85℃，加入活性炭，搅拌0.5～2小时，热过滤，滤液加热到75～85℃，加入55～65℃的水，直到有固体析出，冷却，避光放置12～24小时，过滤，用甲醇淋洗，干燥，得到10-羟基喜树碱固体；

所说的流动相为助溶剂与二甲亚砜或二甲基甲酰胺的混合溶液；

色谱柱选用小颗粒球形硅胶填料，粒径为10um～16um，孔径为50A～80A；色谱柱内填装球形硅胶的高度为28cm～35cm；色谱柱长20～60cm，柱直径为2cm～20cm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的助溶剂选自正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、乙醚或甲基叔丁基醚中的一种；体积比为：

二甲亚砜或二甲基甲酰胺∶助溶剂＝1∶1.01～2。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，二甲亚砜或二甲基甲酰胺∶助溶剂＝51∶49。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，流动相中，10-羟基喜树碱的浓度为40～60克/升。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，活性炭的加入量为除去流动相后的产物的重量的5～15％。

6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，过滤回收的铂碳催化剂用于下一次加氢反应中。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，过滤回收的铂碳催化剂重复使用三次。