陳益俊,隋志紅,金旦妮
(臺(tái)州仙琚藥業(yè)有限公司,浙江 臺(tái)州 317016)
依普利酮(1),化學(xué)名稱為9,11α-乙氧基-17-羥基-3-氧-17α-孕-4-烯-7α,21-二羧酸-γ-內(nèi)甲酯,結(jié)構(gòu)式為:
依普利酮于2002 年被批準(zhǔn)上市,臨床上主要用于高血壓治療。依普利酮具有半衰期長(zhǎng),不良反應(yīng)少及耐受性好等特點(diǎn)。2003 年經(jīng)FDA 批準(zhǔn),被進(jìn)一步應(yīng)用于治療急性心肌梗死后充血性心力衰竭[1-3]。由于依普利酮在臨床上具有廣泛的應(yīng)用,因此其制備方法得到了制藥工作者的廣泛關(guān)注[4-10]。目前工業(yè)上規(guī)模化制備依普利酮的常用方法以坎利酮(2)生物發(fā)酵物11α-羥基坎利酮(3)作為起始原料,經(jīng)烯胺化、酸解、開環(huán)、磺?;?、消除和環(huán)氧化等6步反應(yīng)得到依普利酮。該采用溶劑量的吡啶作為縛酸劑,三廢量較大,且產(chǎn)品色澤深、純度低。
因此研究對(duì)上述合成路線進(jìn)行改進(jìn),以中間體羥酯物為原料,在三乙胺(Et3N)/4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化下,經(jīng)與對(duì)甲苯磺酰氯磺?;玫交腔?;隨后再經(jīng)醋酐/醋酸/醋酸鉀體系消除得到脫磺產(chǎn)物,再經(jīng)H2O2/三氯乙酰胺環(huán)氧化得到目標(biāo)產(chǎn)物依普利酮。
原料羥酯物自產(chǎn),其他所用的試劑均為市售的分析純?cè)噭?/p>
Bruker 400 MHz 型核磁共振儀,CDCl3為溶劑,四甲基硅烷(TMS)為內(nèi)標(biāo);Thermo Finnigan質(zhì)譜儀。
1.2.1 羥酯物
先按常用方法以坎利酮(2)生物發(fā)酵物11α-羥基坎利酮(3)作為起始原料得到羥酯物(6)。反應(yīng)式為:
1.2.2 磺化物
將羥酯物(6)(4.16 g,10 mmol)加入250 mL 燒瓶中,一并加入二甲氨基吡啶(0.24 g,2 mmol)及三乙胺(2.02 g,20 mmol),隨后加入二氯甲烷(50 mL)攪拌溶解完全?;亓鳒囟认戮徛渭訉?duì)甲苯磺酰氯(2.86 g,15 mmol,事先溶于30 mL二氯甲烷中),控制滴加時(shí)間0.5 h左右。滴加完畢后,保溫反應(yīng)至原料轉(zhuǎn)化完全(TLC 跟蹤)。停止攪拌,反應(yīng)液經(jīng)水洗分層,有機(jī)層濃縮至干,并加入20 mL甲醇打漿,過濾、干燥后得到磺化產(chǎn)物5.6 g,收率98%。反應(yīng)式為:
1.2.3 脫磺物
將磺化產(chǎn)物(9)(5.7 g,10 mmol)加入100 mL 燒瓶中,加入冰醋酸(20 mL)溶解,一并加入(1.5 mL 醋酸酐)及醋酸鈉(3.5 g),升溫至110 ℃反應(yīng)2 h,TLC 跟蹤磺化物轉(zhuǎn)化完全。向反應(yīng)液中加入水及二氯甲烷,分層,用二氯甲烷反萃取2次,然后將有機(jī)層合并,加入少量活性碳脫色0.5 h,過濾,濾液濃縮至干,加入甲醇、水混合溶劑打漿,過濾,烘干得到脫磺產(chǎn)物3.27 g,收率82%。反應(yīng)式為:
1.2.4 依普利酮
將脫磺產(chǎn)物(3.98 g,10 mmol)加入100 mL燒瓶中,一并加入二氯甲烷(20 mL)及三氯乙酰胺(1.95 g,12 mmol)。室溫下緩慢滴加20 mL 雙氧水,滴加完畢后繼續(xù)攪拌24 h,TLC跟蹤原料轉(zhuǎn)化完全。停止攪拌后,加入飽和亞硫酸氫鈉溶液淬滅反應(yīng),分層,有機(jī)層濃縮,粗品經(jīng)過丙酮結(jié)晶后得到產(chǎn)物依普利酮3.31 g,收率80%。反應(yīng)式為:
產(chǎn)物結(jié)構(gòu)表征。1H-NMR(CDCl3, 400 Hz),δ∶1.03(s, 3H),1.37~1.58(m, 5H),1.64~1.77(m,1H),1.81~2.10(m,5H),2.13~2.6(m,3H),2.39~2.68(m, 5H),2.69~2.78(m, 2H),2.82~2.94(m,1H),3.12(d, 1H,J= 5.2 Hz),3.66(s, 3H),5.91(s,1H)。13C-NMR(CDCl3,400 Hz),δ∶16.3,22.2,22.4,27.1,29.0,31.0,31.2,33.2,34.9,35.1,37.4,38.9,39.8,41.4,43.9,51.5,51.6,65.4,94.6,127.2,164.9,172.6,176.2,197.9。
羥酯物(6)的磺?;磻?yīng)一般需要采用吡啶作為溶劑,產(chǎn)生的三廢量較大。嘗試對(duì)工藝進(jìn)行改進(jìn),以二甲氨基吡啶作為催化劑,三乙胺作為縛酸劑,首先考察催化劑及縛酸劑的用量對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響,結(jié)果如表1所示。
表1 磺化反應(yīng)催化劑及縛酸劑用量的影響Tab 1 Effect of catalyst and acid binding agent dosage on sulfonation reaction
由表1可知,催化劑用量的增加可以明顯提高磺化反應(yīng)的收率,當(dāng)催化劑用量達(dá)到2 mmol 時(shí),磺化物的收率可達(dá)到98%;對(duì)縛酸劑用量考察結(jié)果表明,三乙胺為20 mmol時(shí)反應(yīng)效果較好,當(dāng)三乙胺的用量減少至10 mmol時(shí),磺化產(chǎn)物收率降低至67%。
隨后,進(jìn)一步考察了溶劑及溫度對(duì)反應(yīng)的影響,結(jié)果如表2所示。
表2 磺化反應(yīng)溶劑及溫度的影響Tab 2 Effects of solvent and temperature on sulfonation reaction
由表2可知,甲苯、乙酸乙酯、丙酮和四氫呋喃等常用的有機(jī)溶劑的反應(yīng)效果均不如二氯甲烷,因此二氯甲烷仍然為磺化反應(yīng)的優(yōu)選溶劑。回流溫度下反應(yīng)效果最好,收率可達(dá)98%。
脫磺物(8)的環(huán)氧化反應(yīng)通常采用廉價(jià)易得的雙氧水作為環(huán)氧化試劑,三氯乙酰胺(C2H2Cl3NO)作為活化劑。對(duì)活化劑用量、反應(yīng)溫度及反應(yīng)溶劑進(jìn)行考察,以期能夠得到較優(yōu)的環(huán)氧化反應(yīng)條件。首先考察了活化劑三氯乙酰胺的用量對(duì)反應(yīng)收率的影響,結(jié)果見表3。
由表3 可知,當(dāng)活化劑用量達(dá)到12 mmol 時(shí),反應(yīng)效果較好,收率可達(dá)80%。增加或減少活化劑用量均會(huì)降低目標(biāo)產(chǎn)物收率。
表3 環(huán)氧化反應(yīng)三氯乙酰胺用量的影響Tab 3 Effect of dosage of trichloroacetamide in epoxidation reaction
進(jìn)一步考察了反應(yīng)溫度及溶劑對(duì)收率的影響,結(jié)果如表4所示。
表4 環(huán)氧化反應(yīng)溶劑及溫度的影響Tab 4 Effect of solvent and temperature on epoxidation reaction
由表4可知,丙酮、乙酸乙酯、四氫呋喃及二氯乙烷等常用有機(jī)溶劑反應(yīng)效果均不如二氯甲烷。降低溫度至0 ℃或升高反應(yīng)溫度至回流,目標(biāo)產(chǎn)物的收率均有不同程度的降低。
以羥酯化物作為原料,經(jīng)過磺酰化、消除及環(huán)氧化3步反應(yīng)得到產(chǎn)物依普利酮(1)。磺化反應(yīng)的優(yōu)化條件為:以二氯甲烷作為反應(yīng)溶劑,二甲氨基吡啶(2 mmol)作為催化劑,三乙胺(20 mmol)為縛酸劑,回流溫度下反應(yīng),最高收率可達(dá)98%;環(huán)氧化反應(yīng)的優(yōu)化條件為:以二氯甲烷作為反應(yīng)溶劑,雙氧水作為環(huán)氧化試劑,三氯乙酰胺(12 mmol)作為活化劑,室溫下反應(yīng),最高收率可達(dá)80%??偸章蔬_(dá)到64.3%。
通過改變工藝條件,以催化量的二甲氨基吡啶代替溶劑量吡啶,可以大幅度減少三廢量,同時(shí)提升反應(yīng)收率和產(chǎn)品質(zhì)量。此外,該工藝的分離方法簡(jiǎn)單,每步中間體及最終產(chǎn)物只需簡(jiǎn)單打漿即可得到,易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。