一种高纯度罗氟司特的制备方法技术领域
本发明属于医药技术领域,尤其是涉及一种高纯度罗氟司特及其中间体3-羟基-4-
二氟甲氧基苯甲醛的制备方法。
背景技术
罗氟司特(roflumilast),化学名为N-(3,5-二氯吡啶-4-基)-3-环丙基甲氧基-4-二氟
甲氧基苯甲酰胺,是德国Altana公司开发的磷酸二醋酶4(PDE4)抑制剂,2010年7月经
欧盟批准首次在德国上市,临床用于治疗慢性阻塞性肺病(COPD),商品名Daxas,2011
年3月经美国FDA批准上市。本品可通过抑制PDE4减少炎症介质的释放,进而抑制如
COPD和哮喘等呼吸道疾病对肺组织造成的损伤。
自从20世纪90年代化学家们就已经开始了罗氟司特合成方法的研究,合成路线众
多。其最初原料多为3,4-二羟基苯甲醛,与氯二氟甲烷进行醚化得3-羟基-4-二氟甲氧
基苯甲醛或氯(溴)甲基环丙烷反应得到3-环丙基甲氧基-4-羟基基苯甲醛,然后生得到
3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛,再经氧化得到3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲
酸,与氯化亚砜氯代后再与4-氨基-3,5-二氯吡啶反应得到1,如WO2004033430,
WO2005021515,WO2008142542。
由于原料化合物3,4-二羟基苯甲醛(I)分子中含有2个酚羟基,而醛基有较强的吸
电子效应,使得4-位酚羟基的酸性比3-位的更强,在进行O-烷基化反应时具有更高的活
性,于是当原料与溴甲基环丙烷或氯二氟甲烷进行O-烷基化反应合成化合物II或IV时将
不可避免地生成杂质化合物III或V,甚至可能再进一步生成杂质3,4-二环丙甲氧基苯甲
醛或3,4-二(二氟甲氧基)苯甲醛,单步收率非常低,直接影响了罗氟司特的总收率,
且由于会产生很多不易分离的副产物,给工业化也带来一定的困难。
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发明内容
本发明的目的是提供一种高纯度罗氟司特的制备方法,该制备方法以3,4-二羟基
苯甲醛为原料,先以较高的收率和纯度得到3-羟基-4-二氟甲氧基苯甲醛,进而合成3-环
丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛,再经氧化得到3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲酸,
进一步与4-氨基-3,5-二氯吡啶反应得到。由于得到了较高收率和纯度的3-羟基-4-二氟
甲氧基苯甲醛,使得罗氟司特的总收率提高,且不会产生很多不易分离的副产物。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种高纯度罗氟司特的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将3,4-二羟基苯甲醛加到氢氧化钠溶液中,在相转移催化剂存在下与氯二氟
乙酸甲酯反应,得到3-羟基-4-二氟甲氧基苯甲醛;
(2)3-羟基-4-二氟甲氧基苯甲醛与溴甲基环丙烷在含有碳酸钾、碘化钾及相转移
试剂三甲基苄基溴化铵的溶液中反应,得到3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛;
(3)将3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛和氨基磺酸溶解于冰醋酸中,经亚氯
酸钠氧化得到3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲酸;
(4)3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲酸与2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪和N-甲基
吗啉反应得中间体活性酯,再与3,5-二氯-4-氨基吡啶反应得到罗氟司特粗品;
(5)罗氟司特粗品溶于乙腈中,搅拌并加热至60-70℃溶解原料,加入活性炭,搅
拌,趁热过滤,滤液加热至80℃回流,加入H2O,冷却至50℃并在此温度维持2小时后,
室温放置,并持续搅拌6-8小时,过滤收集所获晶体,并用H2O,洗涤滤饼,减压干燥得
罗氟司特,
反应路线如下所示:
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其中:步骤(1)所述的3,4-二羟基苯甲醛与氯二氟乙酸甲酯的摩尔比为1:1.1~1.3;
所述的氢氧化钠溶液的浓度为5-7mol/L,其摩尔用量为3,4-二羟基苯甲醛摩尔量的6-8
倍;所述的相转移催化剂为四丁基硫氢酸铵,其用量为3,4-二羟基苯甲醛质量的
5%-15%。
优选地上述所述步骤(1)所述的3,4-二羟基苯甲醛与氯二氟乙酸甲酯的摩尔比为
1:1.2~1.3;所述的氢氧化钠溶液的浓度为5-7mol/L,其摩尔用量为3,4-二羟基苯甲醛摩
尔量的6-8倍;所述的相转移催化剂为四丁基硫氢酸铵,其用量为3,4-二羟基苯甲醛质
量的10%。
其中:步骤(2)所述的3-羟基-4-二氟甲氧基苯甲醛、溴甲基环丙烷、碳酸钾、碘
化钾的摩尔比例为1:1.3~1.5:2.0~3.0:0.25~0.1;相转移试剂三甲基苄基溴化铵的用
量为3-羟基-4-二氟甲氧基苯甲醛和溴甲基环丙烷总质量的1-5%。
优选地,步骤(2)所述的相转移试剂三甲基苄基溴化铵的用量为3-羟基-4-二氟甲
氧基苯甲醛和溴甲基环丙烷总质量的2-3%,相转移试剂的使用,减少了反应物溴甲基环
丙烷的用量和反应的时间。
其中步骤(3)所述的3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛、氨基磺酸及亚氯酸钠
的摩尔比为:1:1.3~1.4:1.6~1.8。
其中步骤(4)所述的3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲酸、2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-
三嗪、N-甲基吗啉、3,5-二氯-4-氨基吡啶的摩尔比为:1:1.2~1.4:1.4~1.6:1.04~1.08。
其中步骤(5)所述的罗氟司特粗品与乙腈的质量体积比为1:4~6,回流过程中,加
入的水为乙腈体积的1/3~1/2。
进一步地,一种高纯度罗氟司特的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将3,4-二羟基苯甲醛加入到氢氧化钠溶液中,加入相转移催化剂和氯二氟乙
酸甲酯,搅拌,溶液于60-65℃反应2-5小时,然后加水稀释并用乙酸乙酯萃取两次,收
集水层,加浓盐调至pH至2,用乙酸乙酯萃取,经无水硫酸钠干燥后过滤,滤液减压浓
缩至干,残余物用石油醚-乙酸乙酯(3:l)重结晶,得类白色晶体,即为3-羟基-4-二氟
甲氧基苯甲醛;
(2)将3-羟基-4-二氟甲氧基苯甲醛溶解于加入有碳酸钾的四氢呋喃中,加入碘化
钾及三甲基苄基溴化铵,冷却到0℃并且缓慢加入溴甲基环丙烷的四氢呋喃溶液,搅拌
下反应混合物加热到回流1-3小时,抽滤,滤液减压浓缩,残余物中加入2mol/L氢氧化
钠溶液,用二氯甲烷提取将合并的有机层用硫酸钠干燥并且减压除去溶剂,得到3-环丙
基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛,其不经纯化使用;
(3)将3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛和氨基磺酸溶解于冰醋酸中并向溶液
加入亚氯酸钠的水溶液,反应混合物在室温搅拌1小时,然后加入水,得到固体沉淀,
过滤、干燥得3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲酸;
(4)将2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪溶解在二氯甲烷中,加入N-甲基吗啉,将3-环
丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲酸加入到上述二氯甲烷溶液中,搅拌并且降温0~10℃,加
毕于室温继续搅拌3h,TLC分析3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲酸基本消失;将3,5-
二氯-4-氨基吡啶溶解于二氯甲烷中,滴加至反应液中,加毕继续搅拌2h,TLC分析中
间体活性酯消失,抽滤,滤液用饱和NaHCO3溶液、饱和NaCl溶液洗涤,无水Na2SO4干
燥,抽滤,减压得罗氟司特粗品;
(5)罗氟司特粗品溶于CH3CN中,搅拌并加热至60-70℃溶解,加入活性炭,搅拌,
趁热过滤,滤液加热至80℃回流,相同温度下向溶液中加入H2O,冷却至50℃并在此温
度维持2小时后,室温放置,并持续搅拌6-8小时,过滤收集所获晶体,并用H2O洗涤滤
饼,减压干燥得罗氟司特。
步骤(1)采用浓度为5-7mol/L的氢氧化钠溶液为溶剂,加入相转移试剂四丁基硫氢
酸铵,以弱化3,4-二羟基苯甲醛分子中醛基较强的吸电子效应,以及形成3-羟基-4-二
氟甲氧基苯甲醛后,4位二氟甲氧基的强吸电子效应,从而减少3位羟基活化而发生进一
步的反应可能,从而提高了收率,减少了杂质的产生。
步骤(4)采用2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪与N-甲基吗啉活化羧酸,形成一种活性
较高的中间产物,活性比酰氯更高,可以进行下一步反应,从而提高了反应的收率,同
时这种活化剂不会产生其他的高污染物,对于整个生产工艺的环保起到了极其重要的作
用。
本发明的有益效果:以较高的收率和纯度制得中间体3-羟基-4-二氟甲氧基苯甲醛,
且制备方法简单,溶剂为水,弥补了现有技术中3-羟基-4-二氟甲氧基苯甲醛产率不高
的缺陷,同时采用活性酯制备罗氟司特,不产生氯化氢、二氧化硫等污染气体,对于整
个生产工艺的环保起到了极其重要的作用。
具体实施方式
通过以下具体实施例对本发明作进一步的说明,但不起到限制作用。
实施例1:3-羟基-4-二氟甲氧基苯甲醛的合成
将138.1g(1mol)3,4-二羟基苯甲醛加入到1L浓度为6mol/L氢氧化钠溶液中,加
入相转移催化剂四丁基硫氢酸铵13.8g,氯二氟乙酸甲酯180.5g(1.25mol),搅拌,溶
液于60℃-65℃反应3小时,反应完毕,加1L水稀释并用500mL乙酸乙酯萃取两次,收集
水层,加浓盐调至pH至2,用1.5L乙酸乙酯萃取三次,乙酸乙酯层经无水硫酸钠干燥后
过滤,滤液减压浓缩至干,残余物用石油醚-乙酸乙酯(3:l)重结晶,得类白色晶体148.5g,
收率78.9%,熔点94.1-95.2℃,纯度99.57%,杂质3-二氟甲氧基-4-羟基苯甲醛0.21%,
杂质3,4-双二氟甲基苯甲醛未检测到[HPLC归一化法:色谱柱HederaODS-2(4.6
mm*150mm,5um);流动相甲醇-水(50:50)检测波长:225nm;柱温25℃;流速
1.0ml/min]。
实施例2:3-羟基-4-二氟甲氧基苯甲醛的合成
将138.1g(1mol)3,4-二羟基苯甲醛加入到1L浓度为7mol/L氢氧化钠溶液中,加
入相转移催化剂四丁基硫氢酸铵16.6g,氯二氟乙酸甲酯180.5g(1.3mol),搅拌,溶液
于60℃-65℃反应3小时,反应完毕,加1L水稀释并用500mL乙酸乙酯萃取两次,收集水
层,加浓盐调至pH至2,用1.5L乙酸乙酯萃取三次,乙酸乙酯层经无水硫酸钠干燥后过
滤,滤液减压浓缩至干,残余物用石油醚-乙酸乙酯(3:l)重结晶,得类白色晶体149.4g,
收率79.4%,纯度99.45%。
实施例3:3-羟基-4-二氟甲氧基苯甲醛的合成
将138.1g(1mol)3,4-二羟基苯甲醛加入到1.2L浓度为5mol/L氢氧化钠溶液中,
加入相转移催化剂四丁基硫氢酸铵15.0g,氯二氟乙酸甲酯173.5g(1.2mol),搅拌,溶
液于60℃-65℃反应3小时,反应完毕,加1L水稀释并用500mL乙酸乙酯萃取两次,收集
水层,加浓盐调至pH至2,用1.5L乙酸乙酯萃取三次,乙酸乙酯层经无水硫酸钠干燥后
过滤,滤液减压浓缩至干,残余物用石油醚-乙酸乙酯(3:l)重结晶,得类白色晶体148.0g,
收率78.7%,纯度99.24%。
实施例4:3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛的合成
将50g(266mmol)4-二氟甲氧基-3-羟基苯甲醛溶解于加入有碳酸钾84.4g(612mmol)
的四氢呋喃500mL,加入碘化钾2.2g(13.3mmol)及三甲基苄基溴化铵3.5g,冷却到0℃并
且加入48.5g(359mmol)溴甲基环丙烷的四氢呋喃(150mL)溶液,在搅拌下反应混合物加
热到回流1-3小时,抽滤,滤液减压浓缩,残余物中加入2mol/L氢氧化钠溶液至pH10,
用500mL二氯甲烷提取两次,将合并的有机层用硫酸钠干燥并且减压除去溶剂,得到3-
环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛63.3g(261mmol),收率98.3%,不经纯化使用。
实施例5:3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛的合成
将50g(266mmol)4-二氟甲氧基-3-羟基苯甲醛溶解于加入有碳酸钾91.9g(665mmol)
的四氢呋喃500mL,加入碘化钾2.2g(13.3mmol)及三甲基苄基溴化铵3.7g,冷却到0℃并
且加入溴甲基环丙烷50.6g(375mmol)的四氢呋喃(150mL)溶液,在搅拌下反应混合物
加热到回流1-3小时,抽滤,滤液减压浓缩,残余物中加入2mol/L氢氧化钠溶液至pH10,
用500mL二氯甲烷提取两次,将合并的有机层用硫酸钠干燥并且减压除去溶剂,得到3-
环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛63.5g(261mmol),收率98.5%。
实施例6:3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲酸的合成
将24.2g(100mmol)3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲醛和14.6g(150mmol)氨基
磺酸溶解于200mL冰醋酸中,并向溶液缓慢加入13.6g(150mmol)亚氯酸钠的30mL水溶
液,将反应混合物在室温搅拌1小时,然后加入水,得到固体沉淀,过滤、纯水洗涤两
次,干燥得类白色固体25.1g,收率97.3%,熔点118.5-119.7℃。
实施例7:罗氟司特粗品的制备
将22.8g(130mmol)2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪溶于250mL二氯甲烷中,加入15.2g
(150mmol)N-甲基吗啉,搅拌反应,将3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲酸25.8g
(100mmol)加入到上述二氯甲烷溶液中,搅拌并且保温在0~10℃,加毕,于室温继续
搅拌3h,TLC分析3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲酸基本消失。
将3,5-二氯-4-氨基吡啶17.1g(105mmol)溶解于100L的二氯甲烷中,滴加至反应
液中,加毕继续搅拌2h,TLC分析中间体活性酯消失,抽滤,滤液依次用饱和NaHCO3
溶液、饱和NaCl溶液洗涤,无水Na2SO4干燥,抽滤,低于45℃减压得终产物罗氟司特
38.8g,收率96.3%,纯度98.9%。
实施例8:罗氟司特粗品的制备
将21.1g(120mmol)2-氯-4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪溶于250mL二氯甲烷中,加入14.7g
(145mmol)N-甲基吗啉,搅拌反应,将3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲酸25.8g
(100mmol)加入到上述二氯甲烷溶液中,搅拌并且保温在0~10℃,加毕,于室温继续
搅拌3h,TLC分析3-环丙基甲氧基-4-二氟甲氧基苯甲酸基本消失。
将3,5-二氯-4-氨基吡啶17.3g(106mmol)溶解于100L的二氯甲烷中,滴加至反应
液中,加毕继续搅拌2h,TLC分析中间体活性酯消失,抽滤,滤液依次用饱和NaHCO3
溶液、饱和NaCl溶液洗涤,无水Na2SO4干燥,抽滤,减压得终产物罗氟司特38.5g,
收率95.5%,纯度99.03%。
实施例9:罗氟司特的精制
将10g(24.8mmol)罗氟司特粗品加入50mL乙腈,搅拌并加热至60-70℃溶解,加
入0.5g医用活性炭,搅拌,趁热过滤,滤液加热至微微回流,相同温度下向溶液中加入
20mL纯水,冷却至50℃并在此温度维持2小时后,室温放置,并持续搅拌6-8小时,过滤
收集所获晶体,并用纯水洗涤滤饼,减压干燥得罗氟司特9.1g,收率91%,熔点
157.7-158.6℃,纯度99.87%[HPLC归一化法:色谱柱HederaODS-2(4.6mm*150mm,
5um);流动相乙腈-水(100:50)检测波长:215nm;柱温25℃;流速1.0ml/min]。