拉米夫定的合成

拉米夫定的合成

拉米夫?。╥i），英文名稱拉米夫丁，也被稱為3-ct，是一種抗凝劑。這是一種脫氧核糖酰胺核糖酰胺。這是由加拿大格蘭斯韋康（geclarkiation）開發(fā)的抗凝劑。1995年獲得美國f國家計(jì)劃局的批準(zhǔn)，并上市。其化學(xué)名為(2R-順式)-4-氨基-1-(2-羥甲基-1,3-氧硫雜環(huán)戊-5-基)-1H-嘧啶-2-酮。目前拉米夫定的合成方法分為生物合成法和化學(xué)合成法。生物合成法是利用生物酶作催化劑合成拉米夫定,雖然反應(yīng)條件比較溫和,但是酶的制備處理比較繁瑣,最后產(chǎn)品分離純化工藝繁雜,產(chǎn)品收率較低為18.23%?；瘜W(xué)合成方法中,以L-古洛糖為原料可以合成拉米夫定,但反應(yīng)路線太長,難度較大,總收率為20.15%;以溴代二乙氧基乙烷和硫代苯甲酸為原料,經(jīng)水解、環(huán)化、乙酰化、層析去除反式體,該方法路線較長,且用層析柱分離,收率較低。王憲登等人以L-薄荷醇為起始原料,在對甲基苯磺酸催化下與L-酒石酸發(fā)生酯化反應(yīng),總收率26.2%,但反應(yīng)中用到氫化鈉極易燃,操作危險(xiǎn)性大。作者以L-薄荷醇和乙醛酸為原料,以雙(三氯甲基)碳酸酯作為氯代試劑,進(jìn)行拉米夫定制備工藝條件的研究,總收率達(dá)到30.9%,產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)99.7%,合成路線如下:1實(shí)驗(yàn)部分1.1高效液相色譜儀;儀器:RY-1型熔點(diǎn)測定儀,北京泰克儀器有限公司;NilcoletImpact410型紅外光譜儀,美國BIO-RAD公司;LC-2010高效液相色譜儀,日本Shimadzu公司;GC-2010氣相色譜儀,日本Shimadzu公司;GC-MS,5988A型質(zhì)譜分析儀,美國;WZZ-2D型自動(dòng)旋光儀,上海索光光電公司。試劑:L-薄荷醇,乙醛酸,亞硫酸氫鈉,2,5-二羥基-1,4-二噻烷,硫酸銨,碳酸鈉等試劑均為工業(yè)品;分析用的標(biāo)樣購自百靈威試劑公司,為AR。1.2步驟11.2.1gc-ms-l-4-甲基-1,3,4-三唑外標(biāo)法的合成將L-薄荷醇100g,乙醛酸40g,溶于400mL環(huán)己烷中,加入濃硫酸0.5mL,進(jìn)行酯化分水反應(yīng)。分水6h后,降至室溫30℃,水洗反應(yīng)液至中性后加亞硫酸氫鈉水溶液調(diào)pH=3～6,然后向反應(yīng)液通N2攪拌反應(yīng)24h。然后分液,有機(jī)相回收;水相用飽和碳酸鈉溶液調(diào)pH至7～12后,滴加甲醛溶液60mL,有白色固體析出。滴畢,控溫10～20℃繼續(xù)攪拌4h,反應(yīng)液過濾,水洗濾餅至中性,干燥得到白色粉末38.6g,GC分析(外標(biāo)法)相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.7%,收率72.6%。[α]20D=-66.8°(c=9.0,甲醇),文獻(xiàn):[α]24D=-65°(c=9.0,甲醇)。1.2.2羥基-1,4-二噻烷的合成將乙醛酸薄荷酯70g,甲苯350mL,乙酸12mL依次加入1L三口瓶中,回流脫水2.5h停止反應(yīng)。脫水反應(yīng)液降溫至30～50℃,加入2,5-二羥基-1,4-二噻烷23.1g,升溫至60～80℃反應(yīng)1h,然后降至室溫30℃,過濾,濾液濃縮干,用200mL石油醚溶解濃縮液,倒入1L三口瓶內(nèi)降溫至5～10℃,滴加200mL石油醚和4.2mL三乙胺混合液,控制溫度20～35℃,滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)6h,過濾,濾餅用石油醚淋洗后烘干,得到白色粉末74.5g,LC分析(外標(biāo)法)相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%,收率84.8%。熔點(diǎn)109～113℃(文獻(xiàn):熔點(diǎn)110～112℃)。1.2.3胞手術(shù)l法合成甲基苯磺酸酯將HME28.8g,二氯甲烷100mL,DMF8.2mL,依次加入到250mL三口瓶中,攪拌至原料溶解后降溫至10～25℃,滴加1mol/L雙(三氯甲基)碳酸酯的二氯甲烷溶液50mL,滴加過程溫度為10～25℃,后水浴升溫至40～55℃,反應(yīng)2h倒入500mL常壓漏斗備用(Ⅳ)。將胞嘧啶11.1g,硫酸銨1.0g,六甲基二硅胺烷45mL,甲苯150mL依次加入500mL三口瓶中,攪拌升溫至溶液由乳白色變清亮透明,回流反應(yīng)0.5h,降溫滴加三乙胺15mL后,將反應(yīng)液升溫至60～90℃,滴加Ⅳ。滴加完畢后保持溫度60～90℃回流反應(yīng)10h,然后加入三乙胺15mL,水120mL,石油醚120mL,常溫?cái)嚢璺磻?yīng)8h。反應(yīng)液過濾,用熱水淋洗濾餅,再用200mL石油醚淋洗抽干得到淡黃色固體45g,烘干,得到白色固體24g,LC分析相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.8%,收率60.3%。熔點(diǎn)218℃(分解),[α]20D=-142°(c=1.0,氯仿);文獻(xiàn):熔點(diǎn)219℃(分解),[α]20D=-144°(c=1.02,氯仿)。1.2.4-二氯甲基-3-氨基苯基苯磺酸酯的制備將NA5g,甲醇50mL、四氫呋喃50mL,硼氫化鈉2.5g,分別加入到500mL三口瓶中,攪拌反應(yīng)4h后,反應(yīng)裝置冰浴降溫至5～15℃,然后滴加水20mL破壞反應(yīng)。后滴加鹽酸調(diào)pH=1～5,然后用碳酸鈉溶液調(diào)pH=9～12,過濾除鹽后將濾液濃縮干。將濃縮液用10mL環(huán)己烷溶解(50℃)后過濾,濾餅用10mL環(huán)己烷淋洗后溶解于200mL乙醇,60～80℃加熱攪拌1h,熱過濾,濾液濃縮后加入乙酸乙酯50mL,鹽酸0.5mL,有白色固體析出,過濾得咖啡色粉末3.1g。將固體倒入250mL三口瓶,加入30mL二氯甲烷加熱回流1h,過濾得產(chǎn)品2.81g,過濾,烘干得產(chǎn)品2.54g,LC分析相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.75%,收率84.8%。熔點(diǎn)175.40～176.50℃,[α]20D=-139°(c=1.01,甲醇),文獻(xiàn):熔點(diǎn)175～176℃,[α]22D=-135°(c=1.01,甲醇)。MS,m/Z:230.11[M+H]+。IR(KBr),ν/cm-1:3393、3247、3106、2874、1668、1612、1537、1399、1270、1057、798。2結(jié)果與討論2.1種底物摩爾比的確定第一步反應(yīng)是生成酯和水的可逆反應(yīng),要使反應(yīng)徹底,就必須使其中一個(gè)反應(yīng)物過量,或在反應(yīng)中除去某產(chǎn)物。為了提高乙醛酸的轉(zhuǎn)化率,本文對幾種不同底物摩爾比進(jìn)行了比較,從而確定最佳摩爾比。在實(shí)驗(yàn)中,固定乙醛酸的量為0.22mol,L-薄荷醇與乙醛酸的摩爾比從0.5∶1到5∶1變化,結(jié)果見圖1?？梢钥闯?隨著L-薄荷醇與乙醛酸的摩爾比增加,轉(zhuǎn)化率也增加,并且,當(dāng)L-薄荷醇與乙醛酸的摩爾比達(dá)3∶1后,繼續(xù)增加L-薄荷醇,轉(zhuǎn)化率幾乎達(dá)到了平衡。2.2溫度對轉(zhuǎn)化率的影響在HME的制備過程中,加入2,5-二羥基-1,4-二噻烷后的升溫反應(yīng)對該步轉(zhuǎn)化率影響很大。由圖2可見,反應(yīng)的合適溫度為60～80℃。當(dāng)溫度低于60℃時(shí),隨著溫度的升高,轉(zhuǎn)化率增加;而當(dāng)溫度高于80℃后,隨著溫度的升高,會(huì)生成較多的副產(chǎn)物,同時(shí)溫度升高,也導(dǎo)致部分溶劑由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),不利于反應(yīng)進(jìn)行。2.3拉米夫丁h的合成2.3.1甲醇加入量選擇反應(yīng)效果好,甲醇的制備對反應(yīng)的影響溶劑進(jìn)行制備。對于甲醇最后一步還原反應(yīng)中,對甲醇和四氫呋喃混合溶劑比例進(jìn)行了優(yōu)化,結(jié)果見表1。單獨(dú)用四氫呋喃作溶劑,原料溶解不完全,反應(yīng)效果不好,轉(zhuǎn)化率為60.23%,加入甲醇后,原料溶解性好,且甲醇可以提供質(zhì)子,使溶劑質(zhì)子化,增強(qiáng)了還原效果,反應(yīng)轉(zhuǎn)化率提高。完全使用甲醇作溶劑,轉(zhuǎn)化率為72.15%,只有用50mL甲醇+50mL四氫呋喃作溶劑時(shí),反應(yīng)效果最好,轉(zhuǎn)化率達(dá)99.75%。因此,最佳溶劑為50mL甲醇+50mL四氫呋喃。2.3.2反應(yīng)時(shí)間轉(zhuǎn)化率硼氫化鈉還原反應(yīng)中,時(shí)間對NA轉(zhuǎn)化率的影響見圖3。4h后,延長反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)轉(zhuǎn)化率不再增加,轉(zhuǎn)化率達(dá)99.7%。4h為還原反應(yīng)最佳時(shí)間。2.3.3產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率低反應(yīng)結(jié)束后向反應(yīng)液滴加鹽酸調(diào)pH=1～5終止還原反應(yīng)。終止反應(yīng)后體系的pH對拉米夫定的轉(zhuǎn)化率影響有3種情況。pH=1～9時(shí),沒有鹽析出,使后續(xù)純化很難進(jìn)行,產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率低;pH=12～14時(shí),部分產(chǎn)品夾雜在鹽中析出,同樣造成產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率低;只有pH=9～12時(shí),鹽大量析出,而產(chǎn)品留在溶液中。所以終止還原反應(yīng)后要嚴(yán)格控制pH=9～12。3中間體的合成(1)中間體Ⅱ的制備過程中采用環(huán)己烷代替甲苯減少副反應(yīng),降低成本。中間體Ⅲ的制備過程,通過控制反應(yīng)溫度收率由文獻(xiàn)的76.4%提高到84.8%。溫度低反應(yīng)速度慢,溫度太高,副反應(yīng)較多,控制反應(yīng)溫度60～80℃,減少產(chǎn)物的氧化,并在后處理純化過程中用石油醚代替正己烷,降低成本。(2)中間體Ⅳ的制備過程中進(jìn)行氯代反應(yīng),用二甲基亞砜作氯代試劑,副產(chǎn)物為二氧化硫,毒性大,且對反應(yīng)設(shè)備有腐蝕,本工藝以雙(三氯甲基)碳酸酯作為氯代試劑,副產(chǎn)物為無毒的二氧化碳,使工藝更加綠色環(huán)保。最終產(chǎn)品純化,滴加鹽酸和碳酸鈉調(diào)pH,減壓濃縮后用乙醇重結(jié)晶,二氯甲烷回流,水溶過濾得到目標(biāo)物拉米夫定,