拉米夫定的合成

拉米夫定的合成

拉米夫丁（ii），英文名称拉米夫丁，也被称为3-ct，是一种抗凝剂。这是一种脱氧核糖酰胺核糖酰胺。这是由加拿大格兰斯韦康（geclarkiation）开发的抗凝剂。1995年获得美国f国家计划局的批准，并上市。其化学名为(2R-顺式)-4-氨基-1-(2-羟甲基-1,3-氧硫杂环戊-5-基)-1H-嘧啶-2-酮。目前拉米夫定的合成方法分为生物合成法和化学合成法。生物合成法是利用生物酶作催化剂合成拉米夫定,虽然反应条件比较温和,但是酶的制备处理比较繁琐,最后产品分离纯化工艺繁杂,产品收率较低为18.23%。化学合成方法中,以L-古洛糖为原料可以合成拉米夫定,但反应路线太长,难度较大,总收率为20.15%;以溴代二乙氧基乙烷和硫代苯甲酸为原料,经水解、环化、乙酰化、层析去除反式体,该方法路线较长,且用层析柱分离,收率较低。王宪登等人以L-薄荷醇为起始原料,在对甲基苯磺酸催化下与L-酒石酸发生酯化反应,总收率26.2%,但反应中用到氢化钠极易燃,操作危险性大。作者以L-薄荷醇和乙醛酸为原料,以双(三氯甲基)碳酸酯作为氯代试剂,进行拉米夫定制备工艺条件的研究,总收率达到30.9%,产品质量分数99.7%,合成路线如下:1实验部分1.1高效液相色谱仪;仪器:RY-1型熔点测定仪,北京泰克仪器有限公司;NilcoletImpact410型红外光谱仪,美国BIO-RAD公司;LC-2010高效液相色谱仪,日本Shimadzu公司;GC-2010气相色谱仪,日本Shimadzu公司;GC-MS,5988A型质谱分析仪,美国;WZZ-2D型自动旋光仪,上海索光光电公司。试剂:L-薄荷醇,乙醛酸,亚硫酸氢钠,2,5-二羟基-1,4-二噻烷,硫酸铵,碳酸钠等试剂均为工业品;分析用的标样购自百灵威试剂公司,为AR。1.2步骤11.2.1gc-ms-l-4-甲基-1,3,4-三唑外标法的合成将L-薄荷醇100g,乙醛酸40g,溶于400mL环己烷中,加入浓硫酸0.5mL,进行酯化分水反应。分水6h后,降至室温30℃,水洗反应液至中性后加亚硫酸氢钠水溶液调pH=3～6,然后向反应液通N2搅拌反应24h。然后分液,有机相回收;水相用饱和碳酸钠溶液调pH至7～12后,滴加甲醛溶液60mL,有白色固体析出。滴毕,控温10～20℃继续搅拌4h,反应液过滤,水洗滤饼至中性,干燥得到白色粉末38.6g,GC分析(外标法)相对质量分数为93.7%,收率72.6%。[α]20D=-66.8°(c=9.0,甲醇),文献:[α]24D=-65°(c=9.0,甲醇)。1.2.2羟基-1,4-二噻烷的合成将乙醛酸薄荷酯70g,甲苯350mL,乙酸12mL依次加入1L三口瓶中,回流脱水2.5h停止反应。脱水反应液降温至30～50℃,加入2,5-二羟基-1,4-二噻烷23.1g,升温至60～80℃反应1h,然后降至室温30℃,过滤,滤液浓缩干,用200mL石油醚溶解浓缩液,倒入1L三口瓶内降温至5～10℃,滴加200mL石油醚和4.2mL三乙胺混合液,控制温度20～35℃,滴加完毕后继续反应6h,过滤,滤饼用石油醚淋洗后烘干,得到白色粉末74.5g,LC分析(外标法)相对质量分数为99.5%,收率84.8%。熔点109～113℃(文献:熔点110～112℃)。1.2.3胞手术l法合成甲基苯磺酸酯将HME28.8g,二氯甲烷100mL,DMF8.2mL,依次加入到250mL三口瓶中,搅拌至原料溶解后降温至10～25℃,滴加1mol/L双(三氯甲基)碳酸酯的二氯甲烷溶液50mL,滴加过程温度为10～25℃,后水浴升温至40～55℃,反应2h倒入500mL常压漏斗备用(Ⅳ)。将胞嘧啶11.1g,硫酸铵1.0g,六甲基二硅胺烷45mL,甲苯150mL依次加入500mL三口瓶中,搅拌升温至溶液由乳白色变清亮透明,回流反应0.5h,降温滴加三乙胺15mL后,将反应液升温至60～90℃,滴加Ⅳ。滴加完毕后保持温度60～90℃回流反应10h,然后加入三乙胺15mL,水120mL,石油醚120mL,常温搅拌反应8h。反应液过滤,用热水淋洗滤饼,再用200mL石油醚淋洗抽干得到淡黄色固体45g,烘干,得到白色固体24g,LC分析相对质量分数为98.8%,收率60.3%。熔点218℃(分解),[α]20D=-142°(c=1.0,氯仿);文献:熔点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备将NA5g,甲醇50mL、四氢呋喃50mL,硼氢化钠2.5g,分别加入到500mL三口瓶中,搅拌反应4h后,反应装置冰浴降温至5～15℃,然后滴加水20mL破坏反应。后滴加盐酸调pH=1～5,然后用碳酸钠溶液调pH=9～12,过滤除盐后将滤液浓缩干。将浓缩液用10mL环己烷溶解(50℃)后过滤,滤饼用10mL环己烷淋洗后溶解于200mL乙醇,60～80℃加热搅拌1h,热过滤,滤液浓缩后加入乙酸乙酯50mL,盐酸0.5mL,有白色固体析出,过滤得咖啡色粉末3.1g。将固体倒入250mL三口瓶,加入30mL二氯甲烷加热回流1h,过滤得产品2.81g,过滤,烘干得产品2.54g,LC分析相对质量分数为99.75%,收率84.8%。熔点175.40～176.50℃,[α]20D=-139°(c=1.01,甲醇),文献:熔点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结果与讨论2.1种底物摩尔比的确定第一步反应是生成酯和水的可逆反应,要使反应彻底,就必须使其中一个反应物过量,或在反应中除去某产物。为了提高乙醛酸的转化率,本文对几种不同底物摩尔比进行了比较,从而确定最佳摩尔比。在实验中,固定乙醛酸的量为0.22mol,L-薄荷醇与乙醛酸的摩尔比从0.5∶1到5∶1变化,结果见图1。可以看出,随着L-薄荷醇与乙醛酸的摩尔比增加,转化率也增加,并且,当L-薄荷醇与乙醛酸的摩尔比达3∶1后,继续增加L-薄荷醇,转化率几乎达到了平衡。2.2温度对转化率的影响在HME的制备过程中,加入2,5-二羟基-1,4-二噻烷后的升温反应对该步转化率影响很大。由图2可见,反应的合适温度为60～80℃。当温度低于60℃时,随着温度的升高,转化率增加;而当温度高于80℃后,随着温度的升高,会生成较多的副产物,同时温度升高,也导致部分溶剂由液态变为气态,不利于反应进行。2.3拉米夫丁h的合成2.3.1甲醇加入量选择反应效果好,甲醇的制备对反应的影响溶剂进行制备。对于甲醇最后一步还原反应中,对甲醇和四氢呋喃混合溶剂比例进行了优化,结果见表1。单独用四氢呋喃作溶剂,原料溶解不完全,反应效果不好,转化率为60.23%,加入甲醇后,原料溶解性好,且甲醇可以提供质子,使溶剂质子化,增强了还原效果,反应转化率提高。完全使用甲醇作溶剂,转化率为72.15%,只有用50mL甲醇+50mL四氢呋喃作溶剂时,反应效果最好,转化率达99.75%。因此,最佳溶剂为50mL甲醇+50mL四氢呋喃。2.3.2反应时间转化率硼氢化钠还原反应中,时间对NA转化率的影响见图3。4h后,延长反应时间反应转化率不再增加,转化率达99.7%。4h为还原反应最佳时间。2.3.3产品转化率低反应结束后向反应液滴加盐酸调pH=1～5终止还原反应。终止反应后体系的pH对拉米夫定的转化率影响有3种情况。pH=1～9时,没有盐析出,使后续纯化很难进行,产品转化率低;pH=12～14时,部分产品夹杂在盐中析出,同样造成产品转化率低;只有pH=9～12时,盐大量析出,而产品留在溶液中。所以终止还原反应后要严格控制pH=9～12。3中间体的合成(1)中间体Ⅱ的制备过程中采用环己烷代替甲苯减少副反应,降低成本。中间体Ⅲ的制备过程,通过控制反应温度收率由文献的76.4%提高到84.8%。温度低反应速度慢,温度太高,副反应较多,控制反应温度60～80℃,减少产物的氧化,并在后处理纯化过程中用石油醚代替正己烷,降低成本。(2)中间体Ⅳ的制备过程中进行氯代反应,用二甲基亚砜作氯代试剂,副产物为二氧化硫,毒性大,且对反应设备有腐蚀,本工艺以双(三氯甲基)碳酸酯作为氯代试剂,副产物为无毒的二氧化碳,使工艺更加绿色环保。最终产品纯化,滴加盐酸和碳酸钠调pH,减压浓缩后用乙醇重结晶,二氯甲烷回流,水溶过滤得到目标物拉米夫定,