本发明的目的在于2-(1-戊基-3-胍基)-4-(2-甲基-4-咪唑基)噻唑及其类似物的便利制备方法,本发明的目的还在于其具有优良性质的二盐酸盐水合物结晶。 Reiter在美国专利4,560,690中揭示了对于抗溃疡作用有价值的2-(1-戊基-3-胍基)-4-(2-甲基-4-咪唑基)噻唑和各种类似物。在该专利中,作者还详述了药用组合物及用这些化合物抑制溃疡的方法,这些内容也包括在本文中以供参考。
Reiter用下列反应图示制备上述标题化合物:
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式中R为苄基或(C1~C5)烷基,R1为(C1~C5)烷基。通常,产品以它的二氢溴酸盐的形式分离,并可经它的游离碱形式转化成较好的二盐酸盐。这条反应路线要使用有毒试剂二氰胺钠及硫化氢,因而存在环境保护的问题。尤其是大量剩余的硫化氢(或另一种情况,在压力下用硫化氢)存在的特殊问题,限制了生产规模,这条老的反应路线还缺少适应性,而该适应性是完成式Ⅰ所述各个化合物整个合成步骤所必需的。
本发明的目的是公开非常适应于制备式(Ⅰ)化合物的反应路线,该路线使用了无前例的能催化胺交换反应地酸,从而避免了使用有毒的二氰胺钠和硫化氢,该反应是在没有溶剂或在对反应呈惰性的溶剂存在下,通过胺RNH2与2-胍基-4-(2-烷基-4-咪唑基)-噻唑(式Ⅲ)反应,直接生成式Ⅰ化合物,或使RNH2胺与式Ⅳ)反应,生成N-取代的脒基硫脲(式Ⅱ),
其中的定义同上。
本发明较好的实施例之一是,在没有溶剂或在对反应呈惰性的一种或多种溶剂(最如在过量的胺)中,将式Ⅲ的酸式盐(如二盐酸盐)与至少1摩尔量的胺反应,直接生成式(Ⅰ)相应的酸式盐。
本发明第二个较好的实施例中,脒基硫脲与至少1摩尔量的胺RNH2在对反应呈惰性的溶剂(如低级链烷醇)中,于过量摩尔的酸(通常为乙酸)存在下进行反应。
“对反应呈惰性的溶剂”是指此溶剂不与起始原料、中间体或产品相互作用,在某种意义上讲,这类溶剂对于所需产品的产率没有不利的影响。(C1~C5)烷基是指含有1~5个碳原子的直链或支链的烷基。较好的R1是甲基;较好的R2是苄基、戊基和2-甲基丁基。
本发明还涉及2-(1-戊基-3-胍基-4-咪唑基)-噻唑二盐酸盐三水合物结晶,此结晶比上面Reiter制备的无水二盐酸盐具有明显的优越性,无水二盐酸盐为非晶形的,不易纯化,并且其性能通常不适合配方及作为药剂用于人类。
本发明的方法容易实施。当产品直接为脒基硫脲衍生物(Ⅰ)时,使用分离出的化合物(Ⅲ)的一或二酸式盐,这样也就提供了所需酸性催化剂的来源,所以反应容易完成。酸性催化剂可以是强酸(如HBr、HCl、PCH3C6H4SO3H)或弱酸(如CH3COOH,NH4Cl),最好使用(Ⅲ)的二盐酸盐。该盐与至少1摩尔量的胺RNH2加热,加热温度通常适当高于环境温度,本发明对于反应温度没有严格的要求,在50~150℃范围通常是令人满意的,最好在95~115℃。采用高于胺的沸点温度,必需在压力下进行反应。反应可在作为稀释剂的对反应呈惰性的溶剂存在下有选择地进行,但是最好在没有反应溶剂仅在过量胺(如5-20摩尔量)存在下进行反应。
起始化合物(Ⅲ)可按照Lamattina等在美国专利4,374,843中的方法方便地制得。Lamattina等报导,当R1是甲基时,化合物(Ⅲ)以它的一氢溴酸盐的形式分离。最好是按Cue的欧洲专利申请178,123(1986年4月公布)的方法将其制成二氢溴酸盐,此二氢溴酸盐经它的游离碱形式能容易地转变成其它的酸式盐,如目前较好的二盐酸盐。
当本方法的产品是中间体N-取代的脒基硫脲衍生物(Ⅱ)时,胺交换反应可在基本上相同的条件下进行,不过最好采用低于上述提到的一般令人满意的温度范围(即50-90℃),通常与市场上可以买到的脒基硫脲(Ⅳ)的“游离碱”形式反应,反应在至少1摩尔量的各个胺RNH2和酸(通常为乙酸)存在下,最好在作为稀释剂的对反应呈惰性的溶剂(如乙醇)存在下进行。
上述的胺交换反应通常可以通过TLC(薄层层析)和HPLC(高效液相色谱)等标准方法来检测。中间体(Ⅱ)可按上述示意图Reiter的方法转变成脒基硫脲衍生物。
本发明的2-(1-戊基-3-胍基)-4-(2-甲基-4-咪唑基)噻唑二盐酸盐三水合物结晶,通常是在0~50℃,从稀释的盐酸水溶液中结晶得到,稀释的盐酸水溶液是有选择地用与水能混溶的有机溶剂(如乙腈)稀释而得。如果需要的话,可以在同样的温度范围从含水的溶剂(如水/乙腈)中重结晶。在温度低于50℃和环境压力下,该三水合物是稳定的并且保持三水合物结晶的形式。在高于50℃温度(如在70℃和环境压力)时,会渐渐失去水合水,但是在环境温度和相对高的湿度下保存时,容易吸水。用差示扫描测热法证明,三水合物在107-109℃具有强的吸热性。
通过下列实施例进行举例说明,但不应将其看作是对本发明的限制,在本发明范围和实质内容之内,下列实例可以进行许多变化。
实例1
2-(1-戊基-3-胍基)-4-(2-甲基-4-咪唑基)噻唑二盐酸盐三水合物
方法A
向装有回流冷凝管、温度计和机械搅拌的50毫升三颈圆底烧瓶中加入戊胺(15.0克,172毫摩尔)和2-胍基-4-(2-甲基-4-咪唑基)噻唑二盐酸盐(10.0克,23.8毫摩尔)。在氮气流下将该粘稠的淤浆状物加热至回流(104℃),在约90℃反应混合物变成均相,加热回流19小时,经TLC和HPLC分析表明反应已经完全。该粘稠的棕色淤浆状物冷却到50℃,然后加入130毫升丙酮,接着加入12毫升浓HCl。固体开始沉淀,淤浆状物冷至室温,使其粒化1小时。过滤近于纯白色的固体并用丙酮洗涤,然后在环境温度空气干燥,得到干燥的粗制固体,重6.93克(收率48.8%)。
粗产品溶于80毫升温热(45℃)的丙酮/水(1∶1)中,并用1.0克活性炭处理,活性炭处理过的溶液通过有硅藻土层的漏斗过滤,然后用11毫升丙酮/水(1∶1)洗涤滤器垫层,将滤液转移到清洁的烧瓶中并置于冰浴冷却,慢慢加入32毫升浓HCl,在约加入20%浓HCl之后析出固体,在加完酸之后,于环境温度下使固体粒化1.0小时。过滤白色固体,用丙酮洗涤,然后空气干燥,得二盐酸盐三水合物结晶(5.85克,总收率41.5%)。用偏光显微镜观察,为针状结晶。差示扫描表明在107-109℃有较强的吸热性质,当不加热于真空干燥时没有变化。
分析:C13H20N6S·(HCl)2·(H2O)3:
计算值:C 37.22;H 6.74;N 20.04;S 7.64;Cl 16.90;H2O 12.87。
实测值:C 36.97;H 6.57;N 19.89;S 7.82;Cl 16.83;H2O 13.32。
产品在高于50℃温度贮存时会失水,例如在70℃保存一周后含水量减至5.69%。在室温及相对湿度84%的环境保存两周重新平衡时,又形成三水合物。
分析测得:C 37.02;H 6.66;N 19.83;H2O 13.45
在65℃真空干燥至恒重时,显微镜观察表明所得无水产品为非晶形的。差示扫描量热计表明在107-109℃不再吸热。
HPLC分析是在微型BONDAPAKC18柱(7.8毫米直径×30厘米)上用UV检测器进行的。洗脱剂含有含水缓冲液和甲醇(1∶1),流速为1毫升/分,缓冲液含有0.05摩尔KH2PO4,0.01摩尔己磺酸钠和0.1%三乙胺,用磷酸调节至pH3.0。
TLC分析是在Merck预涂硅胶层平板(60F-254)上进行的,用甲醇/水/二乙胺洗脱(20∶4∶1)。
化学计算量、反应时间和温度的变化导致下列结果。
变化因素 总收率
胺 酸 温度 时间 粗制品 重结晶物
(摩尔量) (摩尔量) (℃) (小时) (%) (%)
5.1 HCl(2.0) 104 19 48 -
10.0 HCl(2.0) 102 24 38 32
10.0 HCl(2.0) 102-107 19 48 43
17.6 HCl(2.0) 103 17.5 43 -
13.4 HOAca(1.0) 104 32 60 -
13.4 PTSb(1.0) 104 18 61c-
a.乙酸
b.对-甲苯磺酸
c.通过HPLC分析
方法B
按美国专利4,560,690实例5制备非晶形的2-(1-戊基-3-胍基)-4-(2-甲基-4-咪唑基)噻唑二盐酸盐。在50℃将8.1克二氢溴酸盐溶于150毫升水中,于1小时内边搅拌边加入Na2CO3·H2O(8.86克)的80毫升水溶液,在环境温度再搅拌0.5小时后,经过滤回收碱基,并于真空不完全地干燥48小时。将得到的碱基全部放入200毫升丙酮中,经过滤澄清,滤液用3.4毫升12N HCl酸化,并用100毫升新丙酮稀释,经过滤回收并于60℃真空干燥24小时,得6.3克非晶形二盐酸盐。分析C13H20N6S·(HCl)2·0.5H2O:计算值:C 41.71;H 6.19;N 22.45。实测值:C 41.90,41.60;H 6.20,6.23;N 22.55,22.48。将上述产品(3.01克)溶于75毫升水并搅拌,加入0.3克活性炭,混合物搅搂15分钟后过滤,向滤液中加入浓HCl(25毫升),在几分钟内开始结晶,粒化1小时之后,经过滤收集标题化合物结晶,用4毫升水洗涤,空气干燥18小时后得2.9克;含水12.6%,其物理性质同方法A的产品。为了便于干燥,产品可用少量丙酮随意洗涤,或在60毫升CH3CN中再浆化2小时后过滤。
产品可以有选择性地重结晶,将3.4克三水合物溶于34毫升水,温热至50℃,加入CH3CN(180毫升),维持50℃,搅拌混合物,使其慢慢冷至20℃,在32℃时开始结晶,以三水合物形式得到产品(含水12.95%),其物理特性没有变化。
实例2
2-〔1-(2-甲基丁基)-3-胍基〕-4-(2-甲基-4-咪唑基)噻唑
向500毫升三颈圆底烧瓶中加入消旋的2-甲基丁胺(125.0克.1.43摩尔)和2-胍基-4-(2-甲基-4-咪唑基)噻唑二盐酸盐(42.2克,0.143摩尔)。混合物加热到回流(97℃)并很快变成略带紫色的溶液,溶液加热回流19小时,此时经HPLC分析表明反应已经完全。通过常压蒸馏从反应物中除去挥发性物质,然后将冷却的浓缩物(70℃)溶于525毫升丙酮中,在充分搅拌下慢慢加入50毫升浓HCl,结果形成粘稠的淤浆状物(40℃),该混合物冷却至25℃并粒化2小时。过滤固体,用100毫升丙酮洗涤并在环境温度下空气干燥,得到粉红色的固体(36.5克,收率70%)。
粗制的固体溶于丙酮(316毫升)和水(316毫升)中,然后加入2.0克活性炭,搅拌10分钟后经硅藻土过滤,得到黄色滤液。向滤液中慢慢加入浓HCl,产生混浊点,混合物搅拌5分钟,得到粘稠的白色淤浆状物,再加入173毫升浓HCl的残余部份,淤浆状物于25℃粒化1.5小时,过滤固体,用丙酮洗涤,于真空干燥过夜,得到盐酸盐三水合物白色结晶(33.2克),重结晶收率为92%。
实例3
2-(1-苄基-3-胍基)-4-(2-甲基-4-咪唑基)噻唑
用上述实例的方法,将苄胺和2-胍基-4-(2-甲基-4-咪唑基)噻唑二盐酸盐在110℃反应2小时,转变成粗制的标题产品,经HPLC分析,收率为26-44%。
实例4
N-(戊基脒基)硫脲
向配置有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的1升三颈圆底烧瓶中加入无水乙醇(180毫升)和戊胺(100.0克.1.15摩尔),该胺溶液置于冰浴上冷却,同时慢慢加入冰乙酸(68.9克,1.15摩尔),加入脒基硫脲(90.37克,0.76摩尔),然后将混合物加热至回流(85℃),回流24小时后,反应溶液经HPLC分析表明,已形成标题产品(72.6%范围)并还有剩余的脒基硫脲(8.5%范围)。
将热水(750毫升)加入上述琥珀色溶液中,过滤后使溶液慢慢冷却至室温,形成粘稠的白色淤浆状物,让其在环境温度粒化30分钟,过滤固体,用水(50毫升)洗涤,接着用己烷(150毫升)洗涤,然后经空气干燥,得粗制的标题产品,为部分乙酸盐,收率约为50%。
粗制产品溶于乙酸乙酯(500毫升),用5%NaHCO3溶液(2×100毫升)洗涤,将乙酸乙酯层干燥,然后加热至回流,加入环己烷(700毫升),使溶液冷至室温,过滤固体,用环己烷洗涤。然后空气干燥,得纯的固体标题产品,熔点102-104℃。
反应可以重复,改变试剂比例、酸催化剂、溶剂、反应时间和温度,得到下列结果:
变化因素 收率
胺 酸 溶剂 时间 温度 HPLC
(摩尔量) (摩尔量) (小时) (℃) 分析 分离得
1.5 HOAcaEtOHb67 85 73 48
(1.5)
1.4 HOAcaEtOHb60 87 67 58
(2.0)
1.0 HOAcaIPOc49 70 51 -
(1.0)
5.0 NH4Cl IPOc55 50 34 -
(2.0)
a.乙酸
b.乙醇
c.异丙醇
实例5
含有效成分2-(1-戊基-3-胍基)-4-(2-甲基-4-咪唑基)噻唑100毫克的胶囊剂
方法A
下列物料以指定的比例(重量)充分地进行混合:
2-(1-戊基-3-胍基)-4-(2-甲基-4-咪唑基)
噻唑 二盐酸
盐三水合物 144.9*
乳糖(无水的) 173.8
淀粉1500 173.8
硬脂酸镁 7.5
*144.9毫克二盐酸盐二水合物相当于100毫克无水游离碱,即100毫克A(100毫克有效成分)
适宜规格的硬质明胶胶囊各装有500毫克上述混合物,这样,每粒胶囊含100毫克有效成分。这些胶囊在要求的条件下贮藏后表明,有效成分有良好的化学和物理稳定性(用标准的溶解方法测定,在水中15分钟释放96%药物)。
用由72.5份(重量)二盐酸盐三水合物,211.2份(重量)无水乳糖和211.2份(重量)淀粉1500及5.1份(重量)硬脂酸镁组成的500毫克混合物,按上述类似方法可以制得含50毫克有效成份的胶囊剂。