本發(fā)明涉及化學(xué)合成領(lǐng)域,具體涉及一種埃索美拉唑鈉的合成及精制的新方法。
背景技術(shù):
埃索美拉唑鈉,全名:(S)-5-甲氧基-2{[(4-甲氧基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基]亞磺?;鶀-1H-苯并咪唑鈉,英文名:Esomeprazole sodium,注射用埃索美拉唑鈉于2007年4月3日FDA批準(zhǔn)AstraZeneca AB上市。 埃索美拉唑鈉是奧美拉唑的S異構(gòu)體,是第一個(gè)發(fā)展為異構(gòu)體的質(zhì)子泵抑制劑,用于治療短期胃食管反流。其結(jié)構(gòu)如下:
目前為止,埃索美拉唑的合成專(zhuān)利文獻(xiàn)已經(jīng)非常豐富,通過(guò)我們的調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)主要的有以下三條合成路線:
一、采用手性拆分試劑的方法對(duì)消旋體奧美拉唑進(jìn)行拆分(如WO 9427988,WO 04/002982等)
二、采用生物化學(xué)的方法,使用生物酶來(lái)對(duì)奧美拉唑硫醚進(jìn)行氧化或者對(duì)奧美拉唑砜進(jìn)行還原,得到奧美拉唑的單一對(duì)映體(如WO 9617076,WO9617017等)
三、采用化學(xué)不對(duì)稱(chēng)氧化的方法,使用手性的輔基或者催化劑制備奧美拉唑的單一對(duì)映體(如WO 9602535,WO 03/089408等)
通過(guò)對(duì)比分析:第一種方法采用傳統(tǒng)的拆分方法很難有效的對(duì)奧美拉唑自由堿進(jìn)行拆分,而且這種方法會(huì)浪費(fèi)一半的奧美拉唑原料;第二種方法需要專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法,相對(duì)過(guò)于繁瑣和麻煩;第三種方法相對(duì)前兩者來(lái)說(shuō)較為方便易行,其中CN102633776 CN103936714A、CN103896916A 、CN103739592A等均涉及不對(duì)稱(chēng)氧化反應(yīng)的合成路線。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中硫醚的不對(duì)稱(chēng)氧化反應(yīng)來(lái)合成埃索美拉唑鈉的合成路線進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)普遍存在原料成本高,收率低、純度低,無(wú)法達(dá)到藥用級(jí)別的要求,且反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),不易工業(yè)放大生產(chǎn)。因此,開(kāi)發(fā)一種新的成本低、收率高、反應(yīng)時(shí)間短,毒性低,適用于工業(yè)化大生產(chǎn)的埃索美拉唑以及埃索美拉唑鈉制備方法是非常必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)中埃索美拉唑鈉合成中存在的原料成本高,產(chǎn)品收率低、光學(xué)純度低,不易工業(yè)放大生產(chǎn)的問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種操作簡(jiǎn)單,工藝穩(wěn)定可靠,不對(duì)稱(chēng)氧化選擇性高,得到的產(chǎn)品收率高,光學(xué)純度(ee%值)高,非常適合大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的埃索美拉唑鈉的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明提供的埃索美拉唑鈉的制備方法,
包括如下步驟:
(1)將5-甲氧基-2-(4-甲氧基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基硫代-1H-苯并咪唑(奧美拉唑硫醚)用甲苯溶解,加入D-(-)酒石酸二乙酯、水、鈦酸四異丙酯及堿,構(gòu)成手性催化體系;再加入氧化劑進(jìn)行手性氧化反應(yīng),得到中間體;
(2)上述反應(yīng)結(jié)束后加入氫氧化鈉,得到埃索美拉唑鈉粗品;
(3)對(duì)上述過(guò)程所得的埃索美拉唑鈉粗品進(jìn)行精制。
其中,步驟(1)中的堿為N,N-二異丙基乙胺,進(jìn)一步的,5-甲氧基-2-(4-甲氧基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基硫代-1H-苯并咪唑與N,N-二異丙基乙胺的質(zhì)量比為3-4,優(yōu)選的為3.5。
其中,步驟(1)中氧化劑為過(guò)氧化氫異丙苯,且過(guò)氧化氫異丙苯的質(zhì)量濃度為90%。
進(jìn)一步的,5-甲氧基-2-(4-甲氧基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基硫代-1H-苯并咪唑與過(guò)氧化氫異丙苯的質(zhì)量體積比為2-3,優(yōu)選的為2.3。
其中,步驟(1)的反應(yīng)時(shí)間為1-2小時(shí)。
其中,步驟(2)的步驟包括:將中間體用甲醇溶解后,滴加10%氫氧化鈉的甲醇溶液,攪拌,減壓濃縮后加入乙酸乙酯,攪拌,過(guò)濾,干燥,得埃索美拉唑鈉粗品。
優(yōu)選的,減壓濃縮蒸至約有產(chǎn)品質(zhì)量1倍體積甲醇剩余。
其中,步驟(3)的步驟包括:將埃索美拉唑鈉粗品溶解于甲醇中,加熱后加入活性炭攪拌,經(jīng)抽濾、減壓濃縮、自然降溫后繼續(xù)攪拌、再次抽濾,用乙酸乙酯洗滌濾餅后收集,烘箱干燥,真空干燥后,得到埃索美拉唑鈉精品。
優(yōu)選的,埃索美拉唑鈉粗品與甲醇的質(zhì)量體積比為1:5。
下面對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體說(shuō)明:
一、對(duì)氧化劑及其用量范圍進(jìn)行研究
以Russ.J.Org.Chem2008,vol 44,NO.1,pp.124~127為基準(zhǔn),對(duì)氧化劑及其用量進(jìn)行摸索研究,過(guò)程如下:
表 1 氧化劑類(lèi)型的選擇
表 2 氧化劑用量的選擇
表1表明,雙氧水效果比較差;叔丁基過(guò)氧化氫與過(guò)氧化氫異丙苯的效果相當(dāng),但后者更優(yōu),因此我們選擇過(guò)氧化氫異丙苯作為工藝中的氧化劑。
表2表明,起始原料與氧化劑的重量體積比為2-3時(shí)能夠得到較好的轉(zhuǎn)化率,而優(yōu)選2.3。
二、堿對(duì)反應(yīng)的影響:
1) 以表2中批號(hào)100920-3的路線為基準(zhǔn)對(duì)堿的類(lèi)型對(duì)反應(yīng)的影響進(jìn)行了研究,結(jié)果如下:
以三乙胺做堿,反應(yīng)過(guò)程比較雜,TLC檢測(cè)有一串點(diǎn);以N,N-二異丙基乙胺做堿,能夠得到比較好的結(jié)果。因此選用N,N-二異丙基乙胺作為反應(yīng)用堿。
2)以表2中批號(hào)100920-3的路線為基準(zhǔn)對(duì)堿的用量對(duì)反應(yīng)的影響進(jìn)行研究:
表 3 堿的用量選擇
表3表明,當(dāng)奧美拉唑硫醚與堿重量比為3-4時(shí)能夠得到較好的轉(zhuǎn)化率,優(yōu)選為3.5。
三、粗品制備過(guò)程中溶劑劑量的選擇
以Russ.J.Org.Chem2008,vol 44,NO.1,pp.124~127為基準(zhǔn),對(duì)粗品制備一步中濃縮甲醇時(shí),甲醇剩余量及滴加乙酸乙酯的用量進(jìn)行試驗(yàn),記錄粗產(chǎn)品收率(%)
表 4 甲醇及乙酸乙酯的量對(duì)粗產(chǎn)品收率的影響
試驗(yàn)表明:甲醇剩余量為0.5倍體積時(shí),變?yōu)檎吵硐灎睿渭右宜嵋阴r(shí)較難形成很好的固體;甲醇剩余量為2倍體積時(shí),收率整體偏低;甲醇剩余量為1倍體積時(shí),滴加5倍體積的乙酸乙酯,粗產(chǎn)品收率偏低,因此,把濃縮至1倍體積甲醇剩余,滴加8倍體積乙酸乙酯析晶作為本步操作的關(guān)鍵點(diǎn)。
四、精制方法選擇:
1)用實(shí)驗(yàn)室常用溶劑甲醇,乙酸乙酯,丙酮,乙腈對(duì)粗品進(jìn)行精制。
方法:將5g粗產(chǎn)品(HPLC純度98.0,砜約占1.5%)加到10倍體積的溶劑中,50℃下攪拌2h,然后自然降溫至室溫,過(guò)濾。
結(jié)果如下:
表 5 精制溶劑的選擇
結(jié)果表明,前三種溶劑對(duì)埃索美拉唑鈉的純化效果都不理想,放棄;而甲醇未析晶,故嘗試降低甲醇的用量,試驗(yàn)析晶純化效果。
甲醇用量的選擇:通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)本品在甲醇的溶解性非常好,嘗試使用盡量少的甲醇進(jìn)行重結(jié)晶。操作方法:分別稱(chēng)取5g粗品溶到25mL、15mL、10mL甲醇中,然后冰水浴降溫,攪拌5小時(shí),過(guò)濾。結(jié)果如下:
表 6 不同體積的甲醇精制
結(jié)果表明,甲醇用量為產(chǎn)品的5倍質(zhì)量體積時(shí)(1g產(chǎn)品用5mL甲醇重結(jié)晶)對(duì)產(chǎn)品的精制效果明顯比其他方法明顯,因此我們選擇該方法作為工藝中的精制方法。
本發(fā)明的具體步驟為:
1)制備中間體的具體步驟為:
(Ⅰ)將5-甲氧基-2-(4-甲氧基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基硫代-1H-苯并咪唑與甲苯攪拌溶解,升溫60±5℃,然后依次加入純凈水,D-酒石酸二乙酯及鈦酸四異丙酯,攪拌1h,降溫。
(Ⅱ)將上述反應(yīng)液降溫至30±3℃,加入N,N-二異丙基乙胺,攪拌15min后,30min內(nèi)緩慢滴加過(guò)氧化氫異丙苯,滴加完畢后,攪拌;
(Ⅲ)用12%的氨水萃取3次,合并水相,加入二氯甲烷,然后用醋酸調(diào)節(jié)pH至8左右,分液,有機(jī)相用純凈水及飽和食鹽水各20mL洗滌一次,無(wú)水硫酸鈉干燥,過(guò)濾,濃縮得到棕色油狀物。
2)制備埃索美拉唑鈉粗品的具體步驟為:
(Ⅰ)用甲醇溶解油狀物,滴加10%氫氧化鈉的甲醇溶液,攪拌,減壓濃縮蒸至約有產(chǎn)品質(zhì)量1倍體積甲醇剩余,后加入產(chǎn)品質(zhì)量8倍體積的乙酸乙酯,攪拌,過(guò)濾,干燥,得埃索美拉唑鈉粗品。
3)埃索美拉唑鈉粗品精制的具體過(guò)程為:
(Ⅰ)粗品溶于甲醇中,粗品與甲醇質(zhì)量體積比為1:5,加熱至40℃攪拌溶解,加入活性炭,攪拌,趁熱過(guò)濾;
(Ⅱ)將上述濾液減壓濃縮至規(guī)定刻度,關(guān)閉真空,自然降溫至室溫后,0℃下繼續(xù)攪拌5小時(shí),抽濾;
(Ⅲ)用乙酸乙酯洗滌濾餅,收集濾餅,裝入熱風(fēng)循環(huán)烘箱中,烘箱溫度35℃干燥,然后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中干燥,得精品埃索美拉唑鈉。
本發(fā)明提供的埃索美拉唑鈉的制備及精制方法的有益效果為:
1. 在制備中間體的過(guò)程中,采用特定比例的氧化劑和堿, 同時(shí)對(duì)滴加氧化劑的過(guò)程條件進(jìn)行控制,不但有效的降低生產(chǎn)成本;而且高選擇性的生產(chǎn)了光學(xué)純度高的埃索美拉唑,大大的降低了反應(yīng)過(guò)程中的毒性,同時(shí)縮短了反應(yīng)時(shí)間。
2. 在埃索美拉唑鈉粗品制備一步中濃縮甲醇時(shí),甲醇剩余量及滴加乙酸乙酯的用量進(jìn)行控制,有效地提高了粗品的收率。
3. 在埃索美拉唑鈉精制過(guò)程中,通過(guò)選取特定的溶劑和用量配比,控制溫度條件,產(chǎn)品收率高,可達(dá)87%以上,對(duì)映體純度值99.7%以上,純度99.9%以上。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合具體實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
中間體的制備:
將5-甲氧基-2-(4-甲氧基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基硫代-1H-苯并咪唑5.67g加到100mL三口瓶中,加入甲苯25mL,攪拌,加熱至60℃,然后依次加入純凈水90uL,D-酒石酸二乙酯2.3g及鈦酸四異丙酯28g,攪拌1h,降溫。T=27℃時(shí),加入N,N-二異丙基乙胺1.89g,15min后,于30min內(nèi)緩慢滴加過(guò)氧化氫異丙苯2.8mL。反應(yīng)后TLC檢測(cè),少量原料剩余。用12%的氨水萃取3次,合并水相,加入二氯甲烷,然后用醋酸調(diào)節(jié)pH至8左右,分液,有機(jī)相用純凈水及飽和食鹽水各20mL洗滌一次,無(wú)水硫酸鈉干燥,過(guò)濾,濃縮得到棕色油狀物5.56g。
埃索美拉唑鈉粗品的制備:
取2.8kg中間體,用5L甲醇溶解,滴加10%氫氧化鈉的甲醇溶液2.35L,攪拌2h。減壓濃縮蒸至約有產(chǎn)品質(zhì)量1倍體積甲醇剩余,滴加23L乙酸乙酯,攪拌5h,過(guò)濾,干燥,得1.57kg類(lèi)白色固體。
埃索美拉唑鈉的精制:
在精烘包內(nèi),10L三口瓶Ⅰ中加入甲醇6.9L,開(kāi)啟攪拌,投入1.37kg埃索美拉唑鈉粗品,加熱至30℃,溶清,加入140g活性炭攪拌30分鐘,趁熱抽濾至10L三口瓶Ⅱ,減壓濃縮至規(guī)定刻度,關(guān)閉真空,自然降溫至室溫后,0℃下繼續(xù)攪拌5小時(shí),抽濾,用300ml乙酸乙酯洗滌濾餅,收集濾餅,裝入熱風(fēng)循環(huán)烘箱中,烘箱溫度35℃干燥,然后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中干燥,得埃索美拉唑鈉精品,收率:87.2%。m.p.246-249℃,按照進(jìn)口質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)HPLC化學(xué)純度99.90%,ee%=99.65%, [α]20D+43.1℃(c=0.1%,水);ESI/MS m/z :344.0,[M-H]-,IR(KBr):3050,2998,2935,2826,1609,1475,1565,1478,1565,1473,1465,1390,1362,1271,1200,1075,1151,1021,828,808,685,694cm-1,1HNMR(CDCl3):2.17(s,3H),2.26(s,3H),3.65(s,3H),3.70(s,3H),4.36(d,1H),4.36(d,1H),4.68(d,1H),6.52(dd,1H),6.98(d,1H),7.10(d,1H),8.16(s,1H),經(jīng)薄層色譜、EMI-MS、1H-NMR確證合成的目標(biāo)化合物為埃索美拉唑鈉。
實(shí)施例2
中間體的制備:
將5-甲氧基-2-(4-甲氧基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基硫代-1H-苯并咪唑5.67g加到100mL三口瓶中,加入甲苯25mL,攪拌,加熱至65℃,然后依次加入純凈水90uL,D-酒石酸二乙酯2.3g及鈦酸四異丙酯28g,攪拌1h,降溫。T=33℃時(shí),加入N,N-二異丙基乙胺1.4g,15min后,于30min內(nèi)緩慢滴加過(guò)氧化氫異丙苯1.89mL。反應(yīng)后TLC檢測(cè),少量原料剩余。用12%的氨水萃取3次,合并水相,加入二氯甲烷,然后用醋酸調(diào)節(jié)pH至8左右,分液,有機(jī)相用純凈水及飽和食鹽水各20mL洗滌一次,無(wú)水硫酸鈉干燥,過(guò)濾,濃縮得到棕色油狀物5.55g。
埃索美拉唑鈉粗品的制備:
取2.8kg中間體,用5L甲醇溶解,滴加10%氫氧化鈉的甲醇溶液2.35L,攪拌2h。減壓濃縮蒸至約有產(chǎn)品質(zhì)量1倍體積甲醇剩余,滴加23L乙酸乙酯,攪拌5h,過(guò)濾,干燥,得1.57kg類(lèi)白色固體。
埃索美拉唑鈉的精制:
在精烘包內(nèi),10L三口瓶Ⅰ中加入甲醇6.9L,開(kāi)啟攪拌,投入1.37kg埃索美拉唑鈉粗品,加熱至40℃,溶清,加入140g活性炭攪拌30分鐘,趁熱抽濾至10L三口瓶Ⅱ,減壓濃縮至規(guī)定刻度,關(guān)閉真空,自然降溫至室溫后,0℃下繼續(xù)攪拌5小時(shí),抽濾,用300ml乙酸乙酯洗滌濾餅,收集濾餅,裝入熱風(fēng)循環(huán)烘箱中,烘箱溫度35℃干燥,然后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中干燥,得埃索美拉唑鈉精品,收率:87.3%。m.p.246-249℃,按照進(jìn)口質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)HPLC化學(xué)純度99.91%,ee%=99.63%, [α]20D+43.1℃(c=0.1%,水);ESI/MS m/z :344.0,[M-H]-,IR(KBr):3050,2998,2935,2826,1609,1475,1565,1478,1565,1473,1465,1390,1362,1271,1200,1075,1151,1021,828,808,685,694cm-1,1HNMR(CDCl3):2.17(s,3H),2.26(s,3H),3.65(s,3H),3.70(s,3H),4.36(d,1H),4.36(d,1H),4.68(d,1H),6.52(dd,1H),6.98(d,1H),7.10(d,1H),8.16(s,1H),經(jīng)薄層色譜、EMI-MS、1H-NMR確證合成的目標(biāo)化合物為埃索美拉唑鈉。
實(shí)施例3
中間體的制備:
將5-甲氧基-2-(4-甲氧基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基硫代-1H-苯并咪唑5.67g加到100mL三口瓶中,加入甲苯25mL,攪拌,加熱至65℃,然后依次加入純凈水90uL,D-酒石酸二乙酯2.3g及鈦酸四異丙酯28g,攪拌1h,降溫。T=30℃時(shí),加入N,N-二異丙基乙胺1.6g,15min后,于30min內(nèi)緩慢滴加過(guò)氧化氫異丙苯2.5mL。反應(yīng)后TLC檢測(cè),少量原料剩余。用12%的氨水萃取3次,合并水相,加入二氯甲烷,然后用醋酸調(diào)節(jié)pH至8左右,分液,有機(jī)相用純凈水及飽和食鹽水各20mL洗滌一次,無(wú)水硫酸鈉干燥,過(guò)濾,濃縮得到棕色油狀物5.6g。
埃索美拉唑鈉粗品的制備:
取2.8kg中間體,用5L甲醇溶解,滴加10%氫氧化鈉的甲醇溶液2.35L,攪拌2h。減壓濃縮蒸至約有產(chǎn)品質(zhì)量1倍體積甲醇剩余,滴加23L乙酸乙酯,攪拌5h,過(guò)濾,干燥,得1.57kg類(lèi)白色固體。
埃索美拉唑鈉的精制:
在精烘包內(nèi),10L三口瓶Ⅰ中加入甲醇6.9L,開(kāi)啟攪拌,投入1.37kg埃索美拉唑鈉粗品,加熱至40℃,溶清,加入140g活性炭攪拌30分鐘,趁熱抽濾至10L三口瓶Ⅱ,減壓濃縮至規(guī)定刻度,關(guān)閉真空,自然降溫至室溫后,0℃下繼續(xù)攪拌5小時(shí),抽濾,用300ml乙酸乙酯洗滌濾餅,收集濾餅,裝入熱風(fēng)循環(huán)烘箱中,烘箱溫度35℃干燥,然后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中干燥,得埃索美拉唑鈉精品,收率:87.5%。m.p.246-249℃,按照進(jìn)口質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)HPLC化學(xué)純度99.91%,ee%=99.7%, [α]20D+43.1℃(c=0.1%,水);ESI/MS m/z :344.0,[M-H]-,IR(KBr):3050,2998,2935,2826,1609,1475,1565,1478,1565,1473,1465,1390,1362,1271,1200,1075,1151,1021,828,808,685,694cm-1,1HNMR(CDCl3):2.17(s,3H),2.26(s,3H),3.65(s,3H),3.70(s,3H),4.36(d,1H),4.36(d,1H),4.68(d,1H),6.52(dd,1H),6.98(d,1H),7.10(d,1H),8.16(s,1H),經(jīng)薄層色譜、EMI-MS、1H-NMR確證合成的目標(biāo)化合物為埃索美拉唑鈉。