鄧玉曉,孫晉瑞,張 寧,張宗磊,馮仰輝
(1. 山東省藥學(xué)科學(xué)院 山東省化學(xué)藥物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 濟(jì)南 250101;2. 山東藥品食品職業(yè)學(xué)院,山東 威海 264210)
鹽酸尼莫司?。╪imustine hydrochloride,1),化學(xué)名稱為N’-[(4-氨基-2-甲基-5-嘧啶基)甲基]-N-(2-氯乙基)-N-亞硝基脲鹽酸鹽,是由日本三共制藥株式會社研發(fā)的亞硝基脲類烷化劑[1],1980年首先在日本上市,商品名是Nidran[2]。鹽酸尼莫司汀屬于少數(shù)可通過血腦屏障的抗癌藥,可用于治療腦瘤、小細(xì)胞肺癌、霍奇金病及慢性骨髓性白血病等疾病[3],具有良好的水溶性和高度的脂溶性,且價(jià)格較低[4],因此,鹽酸尼莫司汀的合成工藝研究有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
目前,鹽酸尼莫司汀的合成方法主要包括:(1)以2-氯乙胺為起始物料,與三光氣反應(yīng)得2-氯乙基異氰酸酯,然后與2-甲基-4-氨基-5-氨甲基嘧啶縮合,最后經(jīng)亞硝化、成鹽制得[2]。該路線采用三光氣,反應(yīng)過程中會產(chǎn)生光氣等劇毒氣體;中間體2-氯乙基異氰酸酯有劇毒,且具有腐蝕性,操作過程中不易勞動保護(hù)。(2)以尿素為起始物料,與乙醇胺經(jīng)高溫環(huán)化、氨化開環(huán)生成N, N’-雙(2-羥基乙基)脲,再與氯化亞砜反應(yīng)生成N, N’-雙(2-氯乙基)脲,然后與2-甲基-4-氨基-5-氨甲基嘧啶縮合,最后經(jīng)亞硝化、成鹽制得[4]。該路線環(huán)合溫度高(155 ℃),反應(yīng)時(shí)間長(6 h),且反應(yīng)過程中有大量氨氣生成,環(huán)合完成后,需減壓蒸除溶劑N, N-二甲基甲酰胺(DMF),能耗高,操作復(fù)雜,不符合綠色化學(xué)理念,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。本文在參考上述文獻(xiàn)合成路線的基礎(chǔ)上對工藝作了進(jìn)一步優(yōu)化,以2-氯乙胺鹽酸鹽為起始物料,與N’, N-羰基二咪唑(CDI)反應(yīng)得到N, N’-雙(2-氯乙基)脲,減少反應(yīng)步驟,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和工藝可操作性。具體合成路線見圖1。
圖1 化合物1的合成路線
Varian INOVA-300 核磁共振波譜儀(美國瓦里安公司);4000 Q TRAP 質(zhì)譜儀(美國AB SCIEX公司);IKA HB 10 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(德國IKA);循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長城);DZF型真空干燥箱(北京市永光明醫(yī)療儀器廠);Agilent 1100高效液相色譜儀(美國安捷倫)。
2-氯乙胺鹽酸鹽(濟(jì)南飛世爾,純度>98.5 %);CDI(上海阿拉丁,純度>98.5 %);2-甲基-4-氨基-5-氨甲基嘧啶(上海阿拉丁,純度>98.5 %);其余試劑均為分析純。
將2-氯乙胺鹽酸鹽(116 g,1.0 mol)加至2-甲基四氫呋喃(350 ml)中,降溫至-5~5 ℃,氮?dú)獗Wo(hù)下,分批加入CDI(81.1 g,0.5 mol),加料過程中,體系內(nèi)溫度保持在5 ℃以下。將反應(yīng)混合物升溫至45~55 ℃,保溫反應(yīng)4 h,降溫至20~30 ℃,加入去離子水(100 ml),萃取,分取有機(jī)相,有機(jī)相采用無水硫酸鈉干燥,蒸干。將甲醇(100 ml)加入所得固體化合物中,25~35 ℃攪拌1 h,過濾,70 ℃真空干燥,得化合物4(78.8 g,收率:85.2 %,以CDI計(jì))。mp:121.5~124 ℃(文獻(xiàn)[5]:121~125 ℃)。
將化合物4(78.8 g,0.426 mol)加至80 %甲酸水溶液(500 ml)中,攪拌溶解,降溫至-10~0 ℃,緩慢滴加亞硝酸鈉(44.1 g,0.639 mol)的水溶液(100 ml),保持體系內(nèi)溫度在0 ℃以下。保溫-10~0 ℃,攪拌反應(yīng)1 h,過濾,得黃色結(jié)晶性固體,真空干燥,得化合物5(71.6 g,收率78.5 %)[6]。mp:28.5~30 ℃(文獻(xiàn)[7]:29~30 ℃)。
將2-氨基-5-氨甲基-4-氨基嘧啶(46.2 g,0.335 mol)加至200 ml去離子水中,攪拌溶解,加入中間體2(71.6 g,0.335 mol),升溫至45~55 ℃,保溫反應(yīng)2 h,冷卻至5~10 ℃,抽濾,濾餅用冷水洗滌,得淺黃色固體,70 ℃真空干燥, 得化合物7(66.4 g,收率81.5 %)。Mp:165~166 ℃(文獻(xiàn)[4]:164~166 ℃)。
將化合物7(66.4 g,0.273 mol)溶解于5 %鹽酸(200 g,0.273 mol)水溶液中,冷卻至0~5 ℃,緩慢滴加20 %亞硝酸鈉(94 g,0.273 mol)水溶液,滴畢,保溫0~5 ℃,繼續(xù)攪拌2 h,采用10 %碳酸氫鈉水溶液調(diào)節(jié)pH至7~8,過濾。將濾餅加至無水乙醇(120 ml)中,保持溫度25~35 ℃,滴加濃鹽酸(24 g,0.24 mol),降溫至-5~5 ℃,抽濾,得淡黃色結(jié)晶性粉末,70 ℃真空干燥,得粗品66.8 g。
精制:將粗品加入至無水乙醇(150 ml)中,升溫至固體完全溶解,加入活性炭(3.4 g),繼續(xù)升溫至回流,脫色20 min,趁熱過濾,濾液降溫至-5~5 ℃,過濾,得白色結(jié)晶性固體,70 ℃真空干燥,得鹽酸尼莫司?。?4.7 g,收率64.8 %)。mp:165~168 ℃(文獻(xiàn)[4]:170 ℃)。純度99.8 %[HPLC面積歸一化法:色譜柱:Intersil ODS-3,流動相:甲醇-0.1 mol/L硫酸二氫銨(25:75),流速:1 ml/min,柱溫:30 ℃,檢測波長:245 nm]。MS(m/z):273.0[M+H]+;1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ:9.34(t,1H),9.10(b,1H),8.68(b,1H),8.15(s,1H),4.36(d,2H),4.10(t,2H),3.61(t,2H),2.52(s,3H)。
3.1 化合物4采用2-氯乙胺鹽酸鹽與CDI縮合的方法制備,反應(yīng)步驟短,反應(yīng)條件溫和;采用2-甲基四氫呋喃為反應(yīng)溶劑,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,易于回收套用;采用甲醇打漿的方法能去除未反應(yīng)完全的CDI等雜質(zhì)。
3.2 本工藝大部分反應(yīng)步驟采用去離子水作為反應(yīng)溶劑,節(jié)能環(huán)保,環(huán)境污染小,符合綠色化學(xué)理念。
3.3 本工藝以2-氯乙胺鹽酸鹽為起始物料,經(jīng)取代反應(yīng),亞硝化,縮合,亞硝化,成鹽反應(yīng)生成鹽酸尼莫司汀,通過MS、1H NMR等方法進(jìn)行了結(jié)構(gòu)確證,產(chǎn)品純度達(dá)99.5 %以上,總收率35.8 %,合成工藝操作簡單,收率高,具有工業(yè)化應(yīng)用前景。