硫酸艾沙康唑中间体的制备工艺研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

陆毅帆 李志远 汪佳杰 严杰 张小容

博瑞生物医药泰兴市有限公司 江苏省泰兴市225400

摘要

目的:开发一种新的制备抗真菌药物硫酸艾沙康唑中间体A的工艺。方法:该研究使用3-羟甲基-2-甲氨基吡啶为原料,通过氯代和缩合步骤成功制备了中间体A,并获得了总收率为54%的产物。结论:显示,新工艺避免了不稳定中间体的使用,增强了各反应步骤的化学选择性,避免了缩合剂的使用,简化了操作步骤,具有反应条件温和和操作简便的优点,适用于工业化生产。


关键词

硫酸艾沙康唑;中间体;制备;工艺

正文


三唑类抗真菌药物是一类广谱的抗真菌药物,包括伊曲康唑、氟康唑、伏立康唑等。以下是关于三唑类抗真菌药物的合成、检测和毒性等方面的研究成果:三唑类抗真菌药物的合成主要通过苯并咪唑环的开环反应得到。例如,伊曲康唑的合成路线如下:首先,将苯并咪唑与氯乙酸在碱性条件下反应得到2-氯-4-氨基苯并咪唑;然后,将2-氯-4-氨基苯并咪唑与对羟基苯甲醛在酸性条件下反应得到伊曲康唑。目前常用的三唑类抗真菌药物检测方法主要包括高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GC)和质谱法(MS)。其中,HPLC是最常用的方法之一,可以用于定量分析三唑类抗真菌药物的含量。此外,还有一些新的检测技术正在研究中,如电化学传感器等。三唑类抗真菌药物具有一定的毒性,主要表现为肝脏损伤、肾脏损伤、神经系统损伤等。因此,在使用过程中需要注意剂量和用药时间,避免出现不良反应。此外,一些研究表明,长期使用三唑类抗真菌药物可能会增加患上某些癌症的风险,但具体机制尚不清楚[1]

1实验与分析

1.1设备与试剂

设备选择的是1200-6110 安捷伦液质联用色谱仪 (美国 Agilent):用于分析和确认反应产物的纯度和结构,液相色谱用于分离混合物,质谱用于鉴定分析物的分子量和结构。

Avance III 400 NMR 核磁共振仪 (德国 Bruker):用于确定化合物的结构,通过分析氢原子和碳原子的化学位移、耦合常数和其他谱图特征,可以得到关于分子结构的详细信息。

试剂:

3-羟甲基-2-甲氨基吡啶 (M1-A):可能是硫酸艾沙康唑中间体的一个合成前体。

N-Boc-肌氨酸:通常作为一种保护基团,用于保护肌氨酸的氨基,在反应的适当阶段去除,以避免不必要的副反应。

1-氯乙基氯甲酸酯:可能作为羟甲基吡啶的酯化试剂,用于引入特定的功能基团。

1.2方法与结果

逆合成分析确定合成路线和所需中间体

在设计硫酸艾沙康唑的逆合成分析时,关键是识别出如何从已知的化学实体构建出目标分子。逆合成分析将目标复杂分子拆分为较小、更易合成的部分。在硫酸艾沙康唑的案例中,提及中间体B和含有离去基团的中间体A,以及它们之间的亲核取代反应,用于构建三氮唑季铵盐结构。

提到了中间体A的结构中含有多个活性官能团,并且稳定性较差,这确实会对其合成工艺产生影响。工艺中各步骤反应体系的选择对中间体A的质量有较大影响,因此在设计合成过程时,需要考虑如何在保证反应选择性的同时,保持中间体A的稳定性。

中间体A的结构可以由中间体M1与原料M2/M3通过缩合反应制备。缩合反应通常涉及两个分子的结合,并伴随着一个小分子(如水或醇)的消除,这种反应在有机合成中很常见。

结合前述中对相关理论及文献的整理,形成如何合成方法的基本思路:
合成方法一:

 

原料准备:

3-羟甲基-2-甲氨基吡啶 (M1-A):作为起始原料。

第一步反应 - 制备中间体M4:

M1-A在碱性条件下与氯甲酸-1-氯乙酯进行反应。这一步是一个缩合反应,氯甲酸-1-氯乙酯中的氯和M1-A中的氨基上的氢离去一份子氯化氢,形成中间体M4。

第二步反应 - 制备中间体A:

中间体M4与N-Boc-肌氨酸在缩合剂1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺(EDCI)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)的条件下进行缩合反应。N-Boc-肌氨酸是一种受保护的氨基酸,其中Boc基团保护了氨基酸的氨基。EDCI是一种常用的碳酰亚胺缩合剂,可以促进羧酸与胺的形成酰胺键。DMAP作为催化剂进一步提升反应效率。

注意事项:

反应条件,如溶剂的选择、温度、反应时间、以及反应物的摩尔比,都需要优化以获得最佳的产率和纯度。

使用Boc保护基团的策略是为了保护肌氨酸的氨基,避免在后续步骤中发生不必要的反应。

产品的纯化和表征是合成过程中的关键步骤,通常使用色谱技术(如柱色谱)进行纯化,使用NMR、MS等方法进行结构表征。

合成路线的主要优点是直接性和步骤的清晰性,但可能的挑战包括反应条件的优化、副反应的控制和产品的纯化。如有必要,这些合成步骤可以根据实验结果进一步调整和优化。

合成方法二:

方法二是一种合成硫酸艾沙康唑中间体A的方法,具体步骤如下:

准备原料:

准备M1-A和N-Boc-肌氨酸作为反应材料。

合成中间体M5:

M1-A和N-Boc-肌氨酸加入干燥的DMF中,加入EDCI和DMAP缩合剂,搅拌反应12小时,反应后产物为中间体M5。

合成中间体A:

将中间体M5和氯甲酸-1-氯乙酯加入干燥的DMF中,搅拌反应24小时,反应后产物为中间体A。

纯化:

将反应产物通过萃取、分离和结晶等过程进行纯化,得到纯度较高的硫酸艾沙康唑中间体A。

在整个合成过程中,需要控制反应条件和仔细操作,以保证反应的效率和产物的纯度。同时,还需要进行反应产物的检测和分析,以确保反应的成功和产物的纯度。

方法二中的缩合剂活性可能导致工艺问题,包括杂质M5-A和M5-B的产生。这主要是因为缩合剂的活性可能导致一些副反应的发生或者引入其他反应物进入反应体系中。

具体的问题包括:

杂质M5-A的产生:活性缩合剂可能引发一些副反应,导致M5和其他反应物之间的非特异性缩合,生成杂质M5-A。

杂质M5-B的产生:类似地,活性缩合剂也可能引发其他不需要的反应,导致M5和其他反应物之间的非特异性缩合,生成杂质M5-B。

制备3-氯甲基-N-甲基-2-吡啶胺盐酸盐(中间体M1-B)

化合物:

N-甲基-2-吡啶胺、氯甲酸、NaOH、无水乙醇、NaBH4、HCl、乙醚

步骤:

制备N-甲基-2-吡啶胺的甲醇溶液。

N-甲基-2-吡啶胺加入甲醇中,充分搅拌均匀。

合成中间体M1-B

a) 加入氯甲酸。

将氯甲酸加入到N-甲基-2-吡啶胺甲醇溶液中,搅拌至反应体系均匀。

b) 加入NaOH。

NaOH加入到反应体系中,调节pH值,使其维持在9.5左右。

c) 加入NaBH4。

NaBH4加入到反应体系中,反应15分钟左右,直至反应完全结束。

d) 调节pH值。

将反应体系的pH值调节至酸性,使用HCl酸化。

e) 萃取产物。

使用乙醚进行反应产物的萃取,得到中间体M1-B。

中间体M1-B的纯化

通过结晶或柱层析等方法,对中间体M1-B进行纯化,得到高纯度的3-氯甲基-N-甲基-2-吡啶胺盐酸盐(中间体M1-B)。

以上就是制备3-氯甲基-N-甲基-2-吡啶胺盐酸盐(中间体M1-B)的详细步骤和所需试剂,但在实验操作过程中,还需要仔细控制反应条件和操作方法,确保反应的效率和产物的纯度[2]

2讨论

制备硫酸艾沙康唑中间体的工艺上有几个讨论点:

在合成过程中,需要选择适当的反应条件,包括温度、反应时间、pH值和溶剂等。这些条件的选择会直接影响反应的效率和产物的纯度。因此,需要进行反应条件的优化,以获得最佳的反应结果。中间体的纯化是确保最终产物纯度和质量的关键步骤。可以尝试不同的纯化方法,如结晶、柱层析、溶剂萃取等,以获得高纯度的硫酸艾沙康唑中间体。同时,还需要对纯化过程进行优化,以提高纯化效率和产物收率。在实验操作过程中,需要注意化学品的安全使用和操作规范,保证实验操作的安全性。同时,还需要对废弃物的处理进行妥善处理,符合环保要求。在制备硫酸艾沙康唑中间体的工艺上,需要充分考虑这些因素,并进行合理的实验设计和条件优化,以获得高效、高纯度的中间体。这将有助于确保最终合成出高质量的硫酸艾沙康唑。

参考文献:

[1] 陈华,杨森,姚凯,et al.硫酸艾沙康唑鎓关键中间体的合成[J].中国医药工业杂志, 2018, 49(12):4.

[2] 宋海超.硫酸艾沙康唑鎓合成工艺的研究进展[J].国际药学研究杂志, 2016(43):436-440.

姓名:陆毅帆 性别:男 民族:汉 出生日期:1991.12.14 籍贯:江苏省苏州市

职务/职称:    学历:本科  研究方向:医药中间体和原料药的研发和生产方向


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