本發(fā)明屬于醫(yī)藥化工領(lǐng)域，具體涉及一種生物素中間體(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸的提純方法。

背景技術(shù)：

生物素又稱維生素H、輔酶R，是水溶性維生素，也屬于維生素B族。它是合成維生素C的必要物質(zhì)，是脂肪和蛋白質(zhì)正常代謝不可或缺的物質(zhì)。是一種維持人體自然生長、發(fā)育和正常人體機能健康必要的營養(yǎng)素。

生物素中間體(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸是合成生物素的一種關(guān)鍵的中間體，長期以來文獻(xiàn)報道其性狀都是在常溫下呈半固體膏狀，難以結(jié)晶，其含量最高只能達(dá)到95％以下，導(dǎo)致部分雜質(zhì)無法去除，影響后步工序的生產(chǎn)和質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在于提供一種難于結(jié)晶的生物素中間體(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸的結(jié)晶提純的方法，可以使其酯化物產(chǎn)生高純度針狀結(jié)晶。將該難于結(jié)晶的生物素中間體(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸,采用衍生物結(jié)晶方法將其衍生物結(jié)晶，可去除大部分雜質(zhì)，制得含量大于95％的(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸。該方法也可作為難于結(jié)晶的一元羧酸且不具有芳香性的非結(jié)晶性有機酸結(jié)晶除雜的可選方法。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種生物素中間體的提純方法，包括以下步驟：

1)將生物素中間體(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸粗品溶解于過量烷基醇中，加入催化劑濃硫酸，加熱，進(jìn)行酯化反應(yīng)，生成(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸酯；所述烷基醇為甲醇、乙醇、丙醇或者丁醇；

2)將(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸酯采用混合溶劑冷卻結(jié)晶；將所得結(jié)晶過濾并收集后加入稀硫酸將酯化物水解得到生物素中間體(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸純品。

所述生物素中間體(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸粗品其性狀是難于結(jié)晶的含有戊酸側(cè)鏈且不具有芳香性的一元羧酸，具有一定的親水性和親脂性,常溫下呈半固體膏狀。

進(jìn)一步地，所述粗品中生物素中間體(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸的含量為80-95％。

進(jìn)一步地，所述粗品與所述烷基醇的摩爾比為1:1.2-10，優(yōu)選為1:3-5。

所述烷基醇優(yōu)選為甲醇。

進(jìn)一步地，所述濃硫酸濃度為95-98％。

進(jìn)一步地，所述稀硫酸濃度為5-10％。

進(jìn)一步地，濃硫酸的加入量是所述烷基醇質(zhì)量的5％-20％，優(yōu)選為11％-16％。

進(jìn)一步地，步驟1)酯化反應(yīng)溫度為30-70℃，反應(yīng)時間2-10hr；優(yōu)選溫度為45-55℃；反應(yīng)時間為3-4hr。

進(jìn)一步地，步驟2)所述混合溶劑為烷基醇-水，乙酸乙酯-石油醚，乙酸-水，乙醚-丙酮等中的一種或幾種，所述烷基醇為甲醇、乙醇、丙醇或者丁醇。

進(jìn)一步地，上述混合溶劑中(前后)兩種溶劑的體積比為1:0.5-5(以混合溶劑乙酸乙酯-石油醚為例，此處體積比是指乙酸乙酯與石油醚的體積比)。

優(yōu)選地，所述混合溶劑為甲醇-水，體積比為1:1。

進(jìn)一步地，所述純品中生物素中間體(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸的含量為95-99％。

(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸的結(jié)構(gòu)式如下式I所示，其分子式：C₂₄H₂₆N₂O₃S，分子量：422.54。

生物素中間體(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸與甲醇、乙醇、丙醇或丁醇反應(yīng)分別相應(yīng)地生成甲酯、乙酯、丙酯和丁酯，具體如下：

(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸甲酯的結(jié)構(gòu)式如下式II所示，其分子式：C₂₅H₂₈N₂O₃S，分子量：436.57。

(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸乙酯的結(jié)構(gòu)式如下式III所示，其分子式：C₂₆H₃₀N₂O₃S，分子量：450.58。

(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸丙酯的結(jié)構(gòu)式如下式IV所示，其分子式：C₂₇H₃₂N₂O₃S，分子量：464.62。

(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸丁酯的結(jié)構(gòu)式如下式V所示，其分子式：C₂₈H₃₄N₂O₃S，分子量：478.65。

本發(fā)明方法優(yōu)選酯化反應(yīng)生成物為(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸甲酯。

在合成生物素的研究中，其中生物素中間體(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸是含戊酸側(cè)鏈的一元羧酸，常溫下呈半固體膏狀，其有一定的親水性和親脂性,其游離有機酸可溶于甲醇，乙醇，乙酸乙酯，甲苯等有機溶劑中，并可溶于堿水中，其分子量較大，并且由于其分子結(jié)構(gòu)中含有一個游離羧基，親水性較強，如果直接采用一般結(jié)晶方法則難于形成結(jié)晶，其鹽更難于結(jié)晶,導(dǎo)致中間體中雜質(zhì)無法除去。本發(fā)明將其羧基酯化，改變了其原有的親水性和親脂性，通過降低其親水性，改變其溶解性，并采用混合溶劑法將其酯化物結(jié)晶，純度可提高15％以上，可以得到含量大于95％的生物素中間體。目前未見此類化合物結(jié)晶提純方法的相關(guān)報道和技術(shù)研究。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件，或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可通過正規(guī)渠道商購買得到的常規(guī)產(chǎn)品。

實施例1

取(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸粗品60g(含量為80.15％，分子量為422.54)，加入20ml無水甲醇，超聲加熱溶解，待完全溶解后,加入1ml 98％濃硫酸，于55℃水浴中反應(yīng)4h，冷卻至20℃，用飽和碳酸鈉溶液洗料液三次，每次50ml，以除去非酯類及酸性雜質(zhì)。將水層棄去，取有機層，向其中先加入60ml甲醇，再緩慢滴加60ml蒸餾水，并緩慢降溫至0-2℃，降溫速度不超過0.5℃/min，待蒸餾水滴加完畢后，將物料置于-5℃溫度下攪拌3h后，有大量結(jié)晶(酯化物即化合物II)出現(xiàn)，過濾，并用25ml 50％冰甲醇洗料兩次，得淡黃色針狀結(jié)晶，向所得結(jié)晶中加入5％稀硫酸10ml催化水解0.5h后，靜置分層后分出有機相得到(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸純品；質(zhì)量46.25克，收率96.65％，含量99.5％?；衔颕I：Mp148-150℃，[α]_D²²＝+20.73(C 1.0，CH₃OH).

IR(KBr):V＝2979，2384，2280，1742，1462，1229，1169，768cm-1

¹H NMR(CDCl₃)δ＝1.54-1.64(m，6H，CH₂CH₂CH₂CH₂COOCH₃),4.00(t，2H，CH₂COOCH₃)，2.68(dddd，4H，2×CH₂C₆H₅)，7.19～7.53(m，10H，2×ArH),9.56(s,1H,COOCH₃)ppm.

EI-MS:(M/Z，％)＝368(M+，37)，323(46)，309(59)，265(44)，154(8)，136(18)，91(100)

實施例2

將實施例1中的20ml無水甲醇改為10ml的無水甲醇，其余物料用量及操作方法不變。

實施例3

將實施例1中的1ml濃硫酸改為0.5ml濃硫酸，其余物料用量及操作方法不變。

實施例4

將實施例1中的55℃水浴改為65℃水浴，其余物料用量及操作方法不變。

實施例5

將實施例1中的反應(yīng)時間4h改為8h，其余物料用量及操作方法不變。

實施例6

將實施例1中的20ml無水甲醇改為等體積的無水乙醇，其余物料用量及操作方法不變。

實施例7

將實施例1中的20ml無水甲醇改為等體積的無水丙醇，其余物料用量及操作方法不變。

實施例8

將實施例1中的20ml無水甲醇改為等體積的無水丁醇，其余物料用量及操作方法不變。

各實施例所得生物素中間體(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸純品收率和含量如下表，生物素中間體酯化物水解反應(yīng)步驟收率按100％折算，實驗結(jié)果如下：

由以上實施例可以看出，通過本發(fā)明可以使得生物素中間體(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸酯產(chǎn)生針狀結(jié)晶，除去了(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸中大量雜質(zhì)，含量大幅提高，此種結(jié)晶提純方法也可作為某些難于結(jié)晶的一元羧酸且不具有芳香性的有機酸結(jié)晶的可選方法。由以上數(shù)據(jù)可知本實驗最佳混合溶劑是甲醇與水(體積比為1:1)，且采用甲醇酯化結(jié)晶的收率和質(zhì)量較高。

若不需要(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸酯，可用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-10％的稀硫酸催化水解后，得到(3aS,6aR)-1,3-二芐基-4-烯-四氫-1H-噻吩并[3,4-d]咪唑-2(3H)-酮-4-正戊酸，水解反應(yīng)步驟收率均在99％以上。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。