一种奥拉西坦的合成新工艺.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410278183.3

申请日:

2014.06.20

公开号:

CN104163784A

公开日:

2014.11.26

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):C07D 207/273申请日:20140620|||公开

IPC分类号:

C07D207/273

主分类号:

C07D207/273

申请人:

湖南天地恒一制药有限公司

发明人:

王衡新; 彭正中; 周碧红; 杜文乐

地址:

410331 湖南省长沙市长沙国家生物产业基地康天路109号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开了一种抗老年痴呆药物奥拉西坦(Ⅰ)的合成方法,主要是提出了一条新的合成路线,步骤如下:在碱性条件下,以式(Ⅴ)化合物(当R为-Me,NO2时),与式(Ⅵ)化合物甘氨酰胺盐酸盐为原料反应得式(Ⅳ)化合物(其中R为-Me,NO2),此化合物再和式(Ⅲ)化合物,即4-氯-3-羟基丁酸乙酯,反应得到式(Ⅱ)化合物(其中R为-Me,NO2),然后在酸性条件下脱去保护基再分子内成环得到式(Ⅰ)化合物4-羟基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺,即奥拉西坦。该合成路线原料及试剂均低毒而且价廉易得,操作简单,收率较高,适用于工业生产。

权利要求书

1.  一种奥拉西坦的合成方法,其特征在于包括如下合成步骤:
(1) 在碱性条件下,以式(Ⅴ)化合物
 
其中R为-Me,NO2
与式(Ⅵ)化合物的甘氨酰胺盐酸盐为原料反应,得式(Ⅳ)化合物
          
其中R为-Me,NO2
再与式(Ⅲ)化合物,即4-氯-3-羟基丁酸乙酯,反应得到式(Ⅱ)化合物
        
其中R为- Me,NO2
(2) 在酸性条件下,使式(Ⅱ)化合物脱去保护基再分子内成环得到式(Ⅰ)化合物4-羟基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺,即奥拉西坦:
  。

2.
  根据权利要求1 所述的合成方法,其特征在于:合成步骤(1)中,反应溶剂为甲醇、乙醇、水、四氢呋喃、N,N- 二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮,优选丙酮。

3.
  根据权利要求1 所述的合成方法,其特征在于:合成步骤(1)中,加入的碱为吡啶、二甲胺、三甲胺、三乙胺、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠或碳酸氢钠,优选氢氧化钠或碳酸钾。

4.
  根据权利要求1 所述的合成方法,其特征在于:合成步骤(2)中,反应溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、N,N- 二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮,优选四氢呋喃。

5.
  根据权利要求1 所述的合成方法,其特征在于:合成步骤(2)中,加入的酸为三氟乙酸(TFA)、盐酸、硫酸、冰醋酸,优选三氟乙酸(TFA)。

6.
  根据权利要求1 所述的合成方法,其特征在于:合成步骤(2)中,式(Ⅰ)化合物的粗品重结晶所用醇类试剂为甲醇、乙醇、异丙醇或异丁醇,优选甲醇。

说明书

一种奥拉西坦的合成新工艺
技术领域
    本发明属于药物合成领域,涉及一种奥拉西坦的合成新工艺。
背景技术
奥拉西坦是由意大利史克比切姆公司于1974年首次合成的促智药,是由两种异构体 (S)-奥拉西坦((S)-oxiracetam)和 (R)-奥拉西坦((R)-oxiracetam)组成的消旋体。且据W093/06826报道奥拉西坦的两个异构体用于大脑功能改进剂的活性有差异,其中 (S)-奥拉西坦比 (R)-奥拉西坦的活性更强。其化学名为4-羟基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺,其化学结构如下图:
 。
   现有的国外文献奥拉西坦有两条合成路线:
  (1) 专利W02005/115978中的 (S)-奥拉西坦的合成路线,其中 (S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯与甘氨酰胺在碱性条件下反应得到最终产品。
合成路线如下所示:
  。
该路线有以下缺点:
        1) 奥拉西坦是通过一次性加碱来控制反应液的碱性,但由于奥拉西坦在强碱性溶液中容易被破坏,这样直接影响奥拉西坦的收率。
   2) 反应可以为0-100℃条件下进行,但是在这样一个宽的温度范围内,反应效率相差值很大,它尚不能给出一个产品收率最高的反应温度范围。
   3)在纯化最终产品奥拉西坦中采用硅胶柱层析方法,使用的洗脱液为有机混合剂,溶剂量大,污染大且不易回收,成本高,且柱层析方法也不适宜工业化生产。
  (2) 专利US4173569公布的另一条 (S)-奥拉西坦合成路线,以(s)-γ-氨基-β-羟基丁酸为起始原料,经甲硅烷基化试剂保护羟基,环合后的产物与卤代乙酸乙酯反应,反应产物经脱保护基,氨解,最后得到目标化合物。
合成路线如下所示:

   该路线有以下缺点:
   1) 合成路线长,操作繁琐,使用到的试剂较复杂;
   2) 使用保护基对羟基进行保护会增加反应步骤,浪费原料,耗时较长,增加成本,使总收率降低。
   因此上述两条合成路线均不适合工业化生产。
发明内容
   本发明的目的是提供一种更合理、更便于工业化生产的奥拉西坦的合成路线。
   本发明为解决上述问题所采用解决方案为:
奥拉西坦的合成新工艺,其特征在于包括有以下依次步骤:
  1) 将甘氨酰胺盐酸盐,碱,芳香磺酰氯和反应溶剂投入反应器中,在0℃-80℃条件下搅拌0.5-5h,其中甘氨酰胺盐酸盐,碱,芳香磺酰氯和反应溶剂的摩尔比为1 : 1~3 : 1~3 : 5~30,优选反应温度为10-30℃。然后于0.5h-2h内0℃-20℃条件下滴加4-氯-3-羟基丁酸乙酯,其中甘氨酰胺盐酸盐与4-氯-3-羟基丁酸乙酯的摩尔比为1 : 0.8-1.2,滴加毕后于0℃-80℃条件反应1h-6h,优选反应温度为20-30℃。再减压蒸去溶剂,蒸毕加入冰水,过滤烘干后甲醇打浆,得式(Ⅱ)化合物,其结构式如下:
 
其中R为-Me,NO2
  2)将步骤1)所得式(Ⅱ)化合物和反应溶剂按摩尔比为1 : 5-20加入到反应器中,然后于0.5h-3h内0℃-50℃滴加三氟乙酸/MeSO3H混合液,其中式(Ⅱ)化合物,三氟乙酸与 MeSO3H的摩尔比为1 : 0.5-5 : 0.5-5,优选在0-10℃内滴加。滴加毕,在0℃-100℃条件下反应1-6h,优选反应温度为20-30℃。反应毕,蒸去溶剂,加入醇类溶剂重结晶得到式(Ⅰ)化合物4-羟基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺,即奥拉西坦:
 。
    按上述方案,步骤1) 中所述的芳香磺酰氯可以是对甲苯磺酰氯,对硝基苯磺酰氯,优选对甲苯磺酰氯。
   按上述方案,步骤1) 中所述的反应溶剂为甲醇、乙醇、水、四氢呋喃、N,N- 二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮,优选丙酮。
   按上述方案,步骤1) 中加入的碱为吡啶、二甲胺、三甲胺、三乙胺、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠或碳酸氢钠,优选氢氧化钠或碳酸钾。
   按上述方案,步骤2) 中所述的反应溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、N,N- 二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮,优选四氢呋喃。
   按上述方案,步骤2) 中所述的酸为三氟乙酸(TFA)、盐酸、硫酸、冰醋酸,优选三氟乙酸(TFA)。
   按上述方案,步骤2) 中所述的式(Ⅰ)化合物的粗品重结晶所用醇类试剂为甲醇、乙醇、异丙醇或异丁醇,优选甲醇。
本发明的合成工艺路线如下:
 
本发明和现有工艺相比具有以下优点和效果:
        1) 由于采用首先芳香磺酰氯类保护甘氨酰胺的亚甲基上的伯胺,然后再进行缩合反应。这样使反应工艺更具目标性,减少了副产物,提高收率。
  2) 成本低,操作简便,反应的过程更平稳合理,适合工业化生产。
  3) 后处理操作简单可控,有效减少了对环境的污染。
具体实施方式
  下面通过实施例进一步说明本发明。
  实施例1:4-( N-(2-乙酰胺基)-N-对甲苯磺酰基)-3-羟基丁酸乙酯的制备
反应方程式如下:

  方法一:取甘氨酰胺盐酸盐20g,K2CO3固体30g,对甲苯磺酰氯34.4g和丙酮200ml投入反应器中,在25℃条件下搅拌5h。反应完毕后于2h内0-10℃下滴加4-氯-3-羟基丁酸乙酯 30.2g,滴加毕后于30℃条件反应6h ,反应完毕后再减压蒸去溶剂,蒸毕加入冰水搅拌1h,过滤烘干后甲醇打浆,得式(Ⅱ)化合物59.8g,收率为91.8%。
  方法二:取甘氨酰胺盐酸盐25g,K2CO3固体37.5g,对甲苯磺酰氯43g和水300ml投入反应器中,在30℃条件下搅拌4h。反应完毕后于2h内0-10℃下滴加4-氯-3-羟基丁酸乙酯 37.7g,滴加毕后于30℃条件反应5h ,反应完毕后再于0-5℃下搅拌2h,过滤得粗品,烘干后甲醇打浆,得式(Ⅱ)化合物69.5g,收率为85.5%。
  方法三:取甘氨酰胺盐酸盐30g,对甲苯磺酰氯51.6g和乙醇200ml投入反应器中,在0-10℃条件下滴加2.5 mol/L 氢氧化钠溶液(250ml),在30℃条件下搅拌5h。然后于2h内0-10℃滴加4-氯-3-羟基丁酸乙酯 45.3g,滴加毕后于30℃条件反应6h ,反应完毕后再于0-5℃下搅拌2h,过滤得粗品,烘干后甲醇打浆,得式(Ⅱ)化合物86.8g,收率为88.9%。
  实施例2:4-羟基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺的制备,反应方程式如下:
 
  方法一:取式(Ⅱ)化合物 4-( N-(2-乙酰胺基)-N-对甲苯磺酰基)-3-羟基丁酸乙酯20g, 四氢呋喃120ml加入到反应器中,然后于3h内25℃滴加三氟乙酸 / MeSO3H(1:1)混合液。滴加毕,在25℃条件下反应4h。反应毕,蒸去溶剂,加入溶剂甲醇重结晶得到奥拉西坦7.73g,收率为87.6% ,熔点167℃-169℃。1H-NMR谱数据:7.26 (1H, brs), 7.06 (1H, brs),5.17 (1H,d),4.28[1H, m],3.84 (2H, dd),2.24 (2H, ddd),3.23 (2H, ddd)。
方法二:取式(Ⅱ)化合物 4-( N-(2-乙酰胺基)-N-对甲苯磺酰基)-3-羟基丁酸乙酯30g, 甲醇180ml加入到反应器中,然后于3h内0-10℃下滴加浓度24%的盐酸/甲醇混合液。滴加毕,在25℃条件下反应6h。反应完毕后,蒸去溶剂至一定体积,再重结晶得到奥拉西坦11.1g,收率为84% ,熔点167℃-169℃。1H-NMR谱数据:7.26 (1H, brs), 7.06 (1H, brs),5.17 (1H,d),4.28[1H,m],3.84 (2H, dd),2.24 (2H, ddd),3.23 (2H, ddd)。

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资源描述

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1、10申请公布号CN104163784A43申请公布日20141126CN104163784A21申请号201410278183322申请日20140620C07D207/27320060171申请人湖南天地恒一制药有限公司地址410331湖南省长沙市长沙国家生物产业基地康天路109号72发明人王衡新彭正中周碧红杜文乐54发明名称一种奥拉西坦的合成新工艺57摘要本发明公开了一种抗老年痴呆药物奥拉西坦的合成方法,主要是提出了一条新的合成路线,步骤如下在碱性条件下,以式化合物(当R为ME,NO2时),与式化合物甘氨酰胺盐酸盐为原料反应得式化合物(其中R为ME,NO2),此化合物再和式化合物,即4氯3。

2、羟基丁酸乙酯,反应得到式化合物(其中R为ME,NO2),然后在酸性条件下脱去保护基再分子内成环得到式化合物4羟基2氧代1吡咯烷乙酰胺,即奥拉西坦。该合成路线原料及试剂均低毒而且价廉易得,操作简单,收率较高,适用于工业生产。51INTCL权利要求书1页说明书4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页10申请公布号CN104163784ACN104163784A1/1页21一种奥拉西坦的合成方法,其特征在于包括如下合成步骤1在碱性条件下,以式化合物其中R为ME,NO2,与式化合物的甘氨酰胺盐酸盐为原料反应,得式化合物其中R为ME,NO2,再与式化合物,即4氯3羟基。

3、丁酸乙酯,反应得到式化合物其中R为ME,NO2,2在酸性条件下,使式化合物脱去保护基再分子内成环得到式化合物4羟基2氧代1吡咯烷乙酰胺,即奥拉西坦。2根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于合成步骤1中,反应溶剂为甲醇、乙醇、水、四氢呋喃、N,N二甲基甲酰胺DMF、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮,优选丙酮。3根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于合成步骤1中,加入的碱为吡啶、二甲胺、三甲胺、三乙胺、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠或碳酸氢钠,优选氢氧化钠或碳酸钾。4根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于合成步骤2中,反应溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、N,N二甲基甲酰胺DMF、二甲基亚砜(DM。

4、SO)、丙酮,优选四氢呋喃。5根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于合成步骤2中,加入的酸为三氟乙酸(TFA)、盐酸、硫酸、冰醋酸,优选三氟乙酸(TFA)。6根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于合成步骤2中,式化合物的粗品重结晶所用醇类试剂为甲醇、乙醇、异丙醇或异丁醇,优选甲醇。权利要求书CN104163784A1/4页3一种奥拉西坦的合成新工艺技术领域0001本发明属于药物合成领域,涉及一种奥拉西坦的合成新工艺。背景技术0002奥拉西坦是由意大利史克比切姆公司于1974年首次合成的促智药,是由两种异构体S奥拉西坦SOXIRACETAM和R奥拉西坦ROXIRACETAM组成的消旋体。且据。

5、W093/06826报道奥拉西坦的两个异构体用于大脑功能改进剂的活性有差异,其中S奥拉西坦比R奥拉西坦的活性更强。其化学名为4羟基2氧代1吡咯烷乙酰胺,其化学结构如下图。0003现有的国外文献奥拉西坦有两条合成路线1专利W02005/115978中的S奥拉西坦的合成路线,其中S4氯3羟基丁酸乙酯与甘氨酰胺在碱性条件下反应得到最终产品。0004合成路线如下所示。0005该路线有以下缺点1奥拉西坦是通过一次性加碱来控制反应液的碱性,但由于奥拉西坦在强碱性溶液中容易被破坏,这样直接影响奥拉西坦的收率。00062反应可以为0100条件下进行,但是在这样一个宽的温度范围内,反应效率相差值很大,它尚不能给。

6、出一个产品收率最高的反应温度范围。00073在纯化最终产品奥拉西坦中采用硅胶柱层析方法,使用的洗脱液为有机混合剂,溶剂量大,污染大且不易回收,成本高,且柱层析方法也不适宜工业化生产。00082专利US4173569公布的另一条S奥拉西坦合成路线,以S氨基羟基丁酸为起始原料,经甲硅烷基化试剂保护羟基,环合后的产物与卤代乙酸乙酯反应,反应产物经脱保护基,氨解,最后得到目标化合物。0009合成路线如下所示说明书CN104163784A2/4页4。0010该路线有以下缺点1合成路线长,操作繁琐,使用到的试剂较复杂;2使用保护基对羟基进行保护会增加反应步骤,浪费原料,耗时较长,增加成本,使总收率降低。0。

7、011因此上述两条合成路线均不适合工业化生产。发明内容0012本发明的目的是提供一种更合理、更便于工业化生产的奥拉西坦的合成路线。0013本发明为解决上述问题所采用解决方案为奥拉西坦的合成新工艺,其特征在于包括有以下依次步骤1将甘氨酰胺盐酸盐,碱,芳香磺酰氯和反应溶剂投入反应器中,在080条件下搅拌055H,其中甘氨酰胺盐酸盐,碱,芳香磺酰氯和反应溶剂的摩尔比为11313530,优选反应温度为1030。然后于05H2H内020条件下滴加4氯3羟基丁酸乙酯,其中甘氨酰胺盐酸盐与4氯3羟基丁酸乙酯的摩尔比为10812,滴加毕后于080条件反应1H6H,优选反应温度为2030。再减压蒸去溶剂,蒸毕加。

8、入冰水,过滤烘干后甲醇打浆,得式化合物,其结构式如下其中R为ME,NO2。00142将步骤1)所得式化合物和反应溶剂按摩尔比为1520加入到反应器中,然后于05H3H内050滴加三氟乙酸/MESO3H混合液,其中式化合物,三氟乙酸与MESO3H的摩尔比为1055055,优选在010内滴加。滴加毕,在0100条件下反应16H,优选反应温度为2030。反应毕,蒸去溶剂,加入醇类溶剂重结晶得到式化合物4羟基2氧代1吡咯烷乙酰胺,即奥拉西坦说明书CN104163784A3/4页5。0015按上述方案,步骤1中所述的芳香磺酰氯可以是对甲苯磺酰氯,对硝基苯磺酰氯,优选对甲苯磺酰氯。0016按上述方案,步骤。

9、1中所述的反应溶剂为甲醇、乙醇、水、四氢呋喃、N,N二甲基甲酰胺DMF、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮,优选丙酮。0017按上述方案,步骤1中加入的碱为吡啶、二甲胺、三甲胺、三乙胺、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠或碳酸氢钠,优选氢氧化钠或碳酸钾。0018按上述方案,步骤2中所述的反应溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、N,N二甲基甲酰胺DMF、二甲基亚砜(DMSO)、丙酮,优选四氢呋喃。0019按上述方案,步骤2中所述的酸为三氟乙酸(TFA)、盐酸、硫酸、冰醋酸,优选三氟乙酸(TFA)。0020按上述方案,步骤2中所述的式化合物的粗品重结晶所用醇类试剂为甲醇、乙醇、异丙醇或异丁醇,优选甲醇。0021。

10、本发明的合成工艺路线如下。0022本发明和现有工艺相比具有以下优点和效果1由于采用首先芳香磺酰氯类保护甘氨酰胺的亚甲基上的伯胺,然后再进行缩合反应。这样使反应工艺更具目标性,减少了副产物,提高收率。00232成本低,操作简便,反应的过程更平稳合理,适合工业化生产。00243后处理操作简单可控,有效减少了对环境的污染。具体实施方式0025下面通过实施例进一步说明本发明。0026实施例14N2乙酰胺基N对甲苯磺酰基3羟基丁酸乙酯的制备反应方程式如下。说明书CN104163784A4/4页60027方法一取甘氨酰胺盐酸盐20G,K2CO3固体30G,对甲苯磺酰氯344G和丙酮200ML投入反应器中,。

11、在25条件下搅拌5H。反应完毕后于2H内010下滴加4氯3羟基丁酸乙酯302G,滴加毕后于30条件反应6H,反应完毕后再减压蒸去溶剂,蒸毕加入冰水搅拌1H,过滤烘干后甲醇打浆,得式化合物598G,收率为918。0028方法二取甘氨酰胺盐酸盐25G,K2CO3固体375G,对甲苯磺酰氯43G和水300ML投入反应器中,在30条件下搅拌4H。反应完毕后于2H内010下滴加4氯3羟基丁酸乙酯377G,滴加毕后于30条件反应5H,反应完毕后再于05下搅拌2H,过滤得粗品,烘干后甲醇打浆,得式化合物695G,收率为855。0029方法三取甘氨酰胺盐酸盐30G,对甲苯磺酰氯516G和乙醇200ML投入反应。

12、器中,在010条件下滴加25MOL/L氢氧化钠溶液250ML,在30条件下搅拌5H。然后于2H内010滴加4氯3羟基丁酸乙酯453G,滴加毕后于30条件反应6H,反应完毕后再于05下搅拌2H,过滤得粗品,烘干后甲醇打浆,得式化合物868G,收率为889。0030实施例24羟基2氧代1吡咯烷乙酰胺的制备,反应方程式如下方法一取式化合物4N2乙酰胺基N对甲苯磺酰基3羟基丁酸乙酯20G,四氢呋喃120ML加入到反应器中,然后于3H内25滴加三氟乙酸/MESO3H(11)混合液。滴加毕,在25条件下反应4H。反应毕,蒸去溶剂,加入溶剂甲醇重结晶得到奥拉西坦773G,收率为876,熔点167169。1HNMR谱数据7261H,BRS,7061H,BRS,5171H,D,4281H,M,3842H,DD,2242H,DDD,3232H,DDD。0031方法二取式化合物4N2乙酰胺基N对甲苯磺酰基3羟基丁酸乙酯30G,甲醇180ML加入到反应器中,然后于3H内010下滴加浓度24的盐酸/甲醇混合液。滴加毕,在25条件下反应6H。反应完毕后,蒸去溶剂至一定体积,再重结晶得到奥拉西坦111G,收率为84,熔点167169。1HNMR谱数据7261H,BRS,7061H,BRS,5171H,D,4281H,M,3842H,DD,2242H,DDD,3232H,DDD。说明书CN104163784A。

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