氟化钾促进的尼替西农原料药的合成.pdf

化学研究与应用第卷第卷第期年月化 学 研 究 与 应 用 ，文章编号：（）氟化钾促进的尼替西农原料药的合成张慧娟，赵周蓉，王哲，程杰，吴庆乐，董娴，吕凌，柏俊，（安徽贝克生物制药有限公司，安徽合肥；安徽贝克制药股份有限公司，安徽阜阳；安徽省食品药品检验研究院，安徽合肥）摘要：本文报道了一种尼替西农合成的新方法。以硝基三氟甲基苯甲酸为起始原料，先与氯化亚砜反应制成酰氯衍生物后，在无水氟化钾参与下，与，环己二酮缩合得到尼替西农粗品，经重结晶纯化终产品总收率、纯度。氟化钾的使用，可有效降低烯醇酯异构体杂质的生成，提高反应的选择性和底物转化率，同时避免了使用剧毒、高污染的氰基化试剂，具有较为绿色安全的优点。关键词：尼替西农；烯醇酯异构体；氟化钾；合成中图分类号：文献标志码：，（，；，；，）：，：；尼替西农（，简称），是抑制剂，通过抑制患者酪氨酸的正常代谢，可防止毒性极大的马来酰乙酰乙酸、延胡索酰乙酰乙酸及其旁路代谢产物琥珀酰丙酮蓄积，用于罕见病型遗传性酪氨酸血症的治疗，。年国家卫健委发布的 第一批鼓励仿制药品目录中，尼替西农位列第一位。目前，关于尼替西农合成的普遍策略是先将硝基三氟甲基苯甲酸（）制备成羧酸衍生物（酰氯，或甲酯），然后与，环己二酮收稿日期：；修回日期：联系人简介：程杰（），男，副研究员，主要从事药物合成及分析。：；柏俊（），男，研究员，主要从事化学药物开发。：第期张慧娟，等：氟化钾促进的尼替西农原料药的合成（）缩合得到尼替西农（）；如图，该缩合反应会受到酯化副反应的竞争、生产烯醇酯异构体杂质（），进而会降低产品的纯度和分离得率。图尼替西农及其烯醇酯异构体杂质的合成反应式 仅使用碳酸钠或碳酸钾等无机碱或者三氯化铝、三乙胺体系促进该缩合反应，单步的粗品得率不足，经研究发现，该反应在前 会有约（相对于）的烯醇酯异构体产生，随着反应的继续，烯醇酯异构体水解为起始原料硝基三氟甲基苯甲酸和，环己二酮，这大大降低了原料的转化率。有机氰化物（三甲基氰基硅烷，或丙酮氰醇）可将烯醇酯异构体杂质转化为“三酮”结构的，可大幅提高反应的收率（）和粗品纯度（）；然而，有机氰化物却易水解产生极毒的氢氰酸，它们的使用不符合现代制药对环境友好和安全生产的发展要求。本文以硝基三氟甲基苯甲酸（）为原料，先与氯化亚砜反应制成酰氯衍生物后，在无水氟化钾参与下，直接与，环己二酮（）缩合得到尼替西农（），经重结晶后的尼替西农终产品总收率（自硝基三氟甲基苯甲酸计）、纯度（图）。该方法简洁高效、反应选择性好，避免了含氰基的剧毒、高污染试剂的使用，具有较为绿色安全的优点，为尼替西农的合成提供了一种新的方法。图氟化钾促进的尼替西农合成路线 实验部分 仪器与试剂 四极杆高分辨轨道阱液质联用仪（美国 公司）；核磁共振仪（德国公司；以作内标）；型二代高效液相色谱仪（美国公司，配检测器），色谱柱：（，；日本资生堂公司）；电子天平（瑞士 公司）；电热干燥箱（德国）。硝基三氟甲基苯甲酸，上海皓鸿生物科技有限公司；，环己二酮，上海麦克林生化科技有限公司；其余试剂均为分析纯，分析用的乙腈、甲醇均为色谱级。实验方法 目标化合物的制备氮气保护下，干燥甲苯、催化量的，二甲基甲酰胺（滴）室温溶解 化合物（），冰浴下，缓慢滴加 干燥甲苯溶解的 氯化亚砜（）溶液，滴加结束升温至回流 后，降至室温，减压蒸尽溶剂，再每次以 甲苯带尽残留的二氯亚砜次。蒸干后，即得无色油状的硝基三氟甲基苯甲酰氯，加入 乙腈溶解待用。化学研究与应用第卷氮气保护下，（）化合物、（）经烘干至恒重的氟化钾粉末（含水量）、干燥乙腈于搅拌混合，再于下，向此悬浮液中缓慢滴加上述硝基三氟甲基苯甲酰氯的乙腈溶液，滴加结束后，再升至反应。反应结束后，向反应混合物中加入 氯化钠溶液，分液，弃水相后，依次以 盐酸（洗涤次）、饱和氯化钠溶液 以及纯化水 洗涤有机相，无水硫酸钠干燥，过滤、浓缩，得到 淡黄色粉末状尼替西农粗品，纯度。于，以 丙酮水（，）重结晶上述粗品，降温至析出固体、过滤，以 冰水泼洗滤饼，所得滤饼在下真空干燥（）至恒重，得到白色针状固体 ，摩尔总收率（自硝基三氟甲基苯甲酸计），纯度：，最大单个杂质：。熔点：（文献值：）；（，），：（，），（，），（，），（，），（，），（，），（，）；（，），：，；（）：实测值 ，理论值 。纯度检测的方法采用（，）色谱柱；以 磷酸（）乙腈（）为流动相，梯度洗脱（，；，；，；，；，）；流速：，柱温，检测波长为，进样量；进样溶液：的甲醇溶液作为供试品溶液、以 的甲醇溶液作为自身对照溶液。结果与讨论 制备工艺优化 反应物的料比以化合物为底物，在 （倍摩尔当量）无水参与下，考察不同用量的化合物对产品收率及纯度的影响；反应终点的判断通过，以化合物峰面积的变化确定。如表，随着化合物用量的增加，反应时间逐渐缩短。此外，在化合物用量为 （序号实验）、（序号实验）时，由于底物未反应完全，导致重结晶精制要以损失得率为代价获得纯度较高的原料药，其收率和纯度都不理想；当化合物用量为 （序号实验）、（序号实验）时，产品的得率和纯度相当，最终选择 作为化合物的实验投料量。表化合物的用量对于反应时间、得率和纯度的影响 ，序号化合物用量 反应时间 得率 纯度 注：）按面积归一化法计，底物，视为反应终点；）按干燥品计，以主成分自身对照法计算纯度。助剂及其用量在确定化合物的投料量后，再以化合物为底物，考察不同助剂（以碱为主）对产品得率和纯度的影响。如表，起初，以碳酸钾作为反应的碱助剂，经优化后（序号实验），碳酸钾可以获得约的终产品、且纯度满足原料药质量标准的要求；然而，降低碳酸钾用量并以有机碱三乙胺补充，产品得率降低（序号实验）。此时，在合成过程中已经通过、观测到烯醇酯异构体杂质的形成，为了将烯醇酯异构化为“三酮”结构的尼替西农，在参考已有此类异构化报道的基础上，分别尝试了酸三氯化铝三乙胺体系（序号和序号实验），、，三氮唑催化体系（序号实验），以及，二甲氨基吡啶（）三乙胺体系（序号实验），结果均不理想，大量的底物没有转化，其中三乙胺体系主产物甚至为烯醇酯异构体杂质。第期张慧娟，等：氟化钾促进的尼替西农原料药的合成表助剂的种类和用量对于得率和纯度的影响 序号助剂的种类用量 得率 纯度 ，三氮唑 注：）碳酸钾先与化合物混合，待酰氯衍生物加料后，加入三乙胺；）按文献方法操作；）碳酸钾先与化合物混合，待酰氯衍生物加料后，加入氟化钾；）按干燥品计，以主成分自身对照法计算纯度。进一步地，我们还注意到无水氟化钾具有异构化此类反应的可能，尝试以 、和 等不同摩尔当量的碱促进该反应（序号序号实验），结果显示：）当用量在 以上时，其精制后的分离得率均可以达到以上、纯度均；）随着用量的增加，反应时间在明显缩短，当用量在 、和 时，反应时间分别需要、和；最终，综合成本等因素，选择 作为的助剂用量。氟化钾用量较大的原因是其碱性较弱，为了提高反应体系的碱性，尝试以一部分碳酸钾补充（参与拔去化合物活泼亚甲基上的），但异构化却受到很大影响、烯醇酯异构体的水解副反应造成产率下降（序号实验）。氟化钾促进反应的可能机理助剂优化实验（节）发现，随着反应体系中碱性的提高，烯醇酯异构体含量在反应前 内呈增加的趋势；随着反应的继续进行，只有氟化钾参与促进的反应，其特征体现出化合物和烯醇酯异构体杂质峰面积均减少、主峰面积呈不断增长的趋势。氟化钾的作用在于，一方面，足够弱的碱性保证动力学控制产物烯醇酯被抑制到较低的含量水平，另一方面，氟离子可能参与交换，将烯醇酯异构体转化为产物结构、进而提高尼替西农得率。可能的反应机理如图，首先，拔去化合物中活泼亚甲基上的个质子，得到中间体，亦可能共振为烯醇；接着，和可与底物发生缩合反应，分别得到三酮结构的（即化合物）以及烯醇酯杂质；进一步的，离子参与的交换、分解出和酰氟；最后，共振为后、继续与或缩合又得到了产物。图氟化钾促进异构化的可能机理 化学研究与应用第卷 中的烯醇的化学位移的 中有个少见的、很低场 的单峰质子信号。等人通过研究发现该信号为异构化后的烯醇质子信号，该与临近原子形成氢键后，受整个体系强吸电子共轭效应的影响，电子云异常贫瘠、进而导致核磁信号出峰很低场（图）。图尼替西农的 核磁信号分析 结论本文以硝基三氟甲基苯甲酸为起始原料，先与氯化亚砜反应制成酰氯衍生物后，在无水氟化钾促进下，与，环己二酮缩合得到尼替西农，经丙酮水体系的重结晶纯化，获得总收率、纯度 的尼替西农原料药，其各项指标均符合现行的尼替西农原料药质量标准。本方法使用的助剂氟化钾，替代原研工艺使用的试剂，可有效抑制烯醇酯异构体杂质的生成，提高反应的选择性和底物转化率，具有简洁高效、绿色安全等优点。参考文献：，（）：杨飞，陈超丽，王军绪，等新型羟基苯丙酮酸脱氢酶抑制剂尼替西农的合成研究进展精细石油化工，（）：，：，：，：，李沁沁，张宝国，王斐，等尼替西农的制备方法：，：，（）：，：，（）：，（）：，：，（）：，：，（）：，（）：（责任编辑罗娟）