一種製備替加環素中間體的方法與流程
2023-10-11 07:02:14 2
本發明屬於醫藥化學領域，具體涉及一種製備替加環素中間體的方法，更確切地說是製備9-硝基米諾環素的方法。
背景技術：
替加環素(Tigecycline)，由美國惠氏藥物公司開發，是一種新型廣譜活性的靜脈注射用抗生素，對有抗藥性的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌也有活性，是甘氨醯四環素類中的首個藥品，其化學結構如下：
替加環素不穩定，可通過差向異構化而降解。差向異構化通常是四環素類已知的降解途徑，雖然降解速率可以隨四環素的不同而改變。比較而言，替加環素的差向異構化可能是快速的，即使例如在稍微酸性的條件和/或稍微升高的溫度下亦如此。
替加環素與差向異構體僅在結構上存在細微差別，具體如下所示：
在替加環素中，4號碳上的N-二甲基相對於相鄰的氫為順式，而在C4-差向異構體中，4號碳上的N-二甲基相對於相鄰的氫為反式。雖然替加環素差向異構體是無毒的，但是其缺乏替加環素的抗菌功效，因此是不希望的降解產物。而且，當大規模合成替加環素時，差向異構化的量將被放大。
現有文獻已報導了多種使得四環素類的差向異構體形成最小化的方法。
英國專利GB901,107報導了在鹼性條件下、非水溶液中，與四環素類形成鈣、鎂、鋅或鋁金屬鹽限制了差向異構體的形成。美國專利4,038,315報導了在酸性條件進行金屬複合物的形成，隨後製備成藥物的穩定固體形式。
減少差向異構體形成的其它方法包括：在加工期間維持pH高於約6.0；避免與弱酸共軛物如甲酸根、乙酸根、磷酸根或硼酸根接觸；和避免潮溼、包括基於水的溶液接觸。關於防潮，Noseworthy和Spiegel(美國專利3,026,248)以及Nash和Haeger(美國專利3,219,529)已經提出在非水溶媒中配製四環素類似物，以提高藥物穩定性。然而，在這些公開文獻中所包括的溶媒大都更適合於局部使用。四環素差向異構化還已知是溫度依賴性的，因此在低溫下生產和儲存四環素類也可以降低差向異構體形成的速率(Yuen，P.H.Sokoloski，T.D.J.Pharm.Sci.66：1648-1650，1977；Pawelczyk，E.Matlak，B，Pol.J.Pharmacol.Pharm.34：409-421，1982)。用於生產替加環素的中間體9-硝基米諾環素、9-氨基米諾環素同樣存在產生差向異構體的問題。
除了C4-差向異構體，替加環素及其生產替加環素的中間體可能產生的其它雜質包括氧化副產物，其中有一些副產物是經過分子的D環(氨基苯酚)氧化產生的。式Ⅱ化合物9-硝基米諾環素在C-11和C-12a位置容易被氧化。採用非溶劑沉澱法分離式Ⅱ化合物9-硝基米諾環素存在氧化副產物和金屬鹽與產物共沉澱、導致純度非常低的問題。CN200680026962.8在說明書中明確指出：式Ⅱ化合物9-硝基米諾環素的氧化和降解反應在鹼性條件下可更明顯，並且在大規模操作時，由於加工時間通常較長以及化合物與鹼接觸更長時間，因而氧化和降解更為明顯。
關於替加環素的合成，文獻報導的合成方法主要是以米諾環素為原料，經過對9位的硝化、還原和醯化反應得到替加環素。具體有以下三種：
第一種是文獻Bioorg.Med.Chem.Lett.9(1999)1459-1462報導的將9-氨基米諾環素和叔丁氨基乙醯氯直接進行醯化反應得到替加環素或者先和溴乙醯溴進行醯化反應得到9-溴乙醯胺基米諾環素後再和叔丁胺反應得到替加環素：
第二種是US5675030報導的將9-氨基米諾環素或其鹽在酸清除劑存在下進行氯乙醯化得到9-氯乙醯氨基米諾環素或其鹽，再和叔丁氨反應得到替加環素：
第三種是WO2006130500報導的將鹽酸米諾環素9位一鍋法消化還原後得到9-氨基米諾環素或其鹽，然後在水溶液進行醯基化反應得到替加環素：
從上述可以看出，9-硝基米諾環素是生產替加環素的關鍵中間體，其質量直接影響到替加環素的質量。而將9-硝基米諾環素從硝化反應體系中分離，不可避免的要使用鹼性物質中和過量的硫酸和硝酸。因此，在替加環素的工業化生產中，9-硝基米諾環素的分離純化尤其重要。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種9-硝基米諾環素的製備方法，包括如下步驟：
(1)式Ⅰ化合物或其鹽溶於濃硫酸；
(2)適當溫度加入硝酸鹽；
(3)適當溫度加入氨氣甲醇溶液；
(4)後處理得到式Ⅱ化合物；
其中，步驟(1)中米諾環素和濃硫酸的質量體積比為1:1～1:5，也可以是1:1～1:3，還可以是1:1.8。
步驟(2)中所述硝酸鹽選自硝酸鋰、硝酸鈉或硝酸鉀一種或幾種，優選硝酸鉀；其中，硝酸鹽與米諾環素的摩爾比是1.0:1～1.5:1，還可以是1.1:1～1.3:1。。
步驟(2)中反應溫度是-30～-0℃，也可以是-20～-5℃，還可以是-15～-10℃。
步驟(2)中硝酸鹽是勻速緩慢加入反應體系的，添加硝酸鹽的速度通常根據硝酸鹽的用量來定，添加時間一般為2～2.5小時。
步驟(3)中反應溫度是-10～0℃，也可以是-5～0℃，緩慢加入氨氣甲醇溶液調節硝化反應體系至不再產生沉澱為止。當反應體系中的硫酸或硝酸全部轉化為硫酸銨或者硝酸銨後過濾除去無機鹽，濾液即為9-硝基米諾環素的甲醇溶液，減壓濃縮除去溶劑得到9-硝基米諾環素固體。
本發明提供的9-硝基米諾環素的合成方法，有效的減少了9-硝基米諾環素差向異構化、氧化、降解等副反應。本發明提供的合成方法，顯著的減少了消化反應中濃硫酸的用量，避免了氫化反應中存在大量強酸，降低了生產工藝對反應設備的要求，也避免了大量強酸對反應設備的腐蝕。
本發明方法具有適合工業化大批量生產，操作簡單，質量可控，成本低等優點。
具體實施方式
為使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。但並非是對本發明的限制，凡是依照本發明公開內容所作的任何本領域的同等替換，均屬於本發明的保護範圍。
實施例一
向反應瓶中加入濃硫酸(180ml)，控溫-20℃加入鹽酸米諾環素(100g)，加畢攪拌至溶清。控溫-20℃緩慢勻速加入硝酸鉀(24.3g)，用時2.5小時。加畢保溫反應1h，HPLC檢測，顯示純度為89.8％，C4-差向異構體0.2％。控溫-5℃緩慢滴加10％的氨氣甲醇溶液至不再產生沉澱為止，過濾，濾液即為9-硝基米諾環素甲醇溶液，HPLC檢測，顯示純度為93.2％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。濾液減壓濃縮至幹得到固體，固體HPLC檢測，顯示純度為93.2％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％，與在溶液中無明顯差異。所得固體熾灼殘渣為0.05％。
由此可見，9-硝基米諾環素的分離提高了純度，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體未有明顯變化。
實施例二
向反應瓶中加入濃硫酸(180ml)，控溫-5℃加入鹽酸米諾環素(90g)，加畢攪拌至溶清。控溫-5℃緩慢勻速加入硝酸鉀(25g)，用時2.5小時。加畢保溫反應1h，HPLC檢測，顯示純度為88.5％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。控溫0℃緩慢滴加10％的氨氣甲醇溶液至不再產生沉澱為止，過濾，濾液即為9-硝基米諾環素甲醇溶液，HPLC檢測，顯示純度為92.1％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。濾液減壓濃縮至幹得到固體，固體HPLC檢測，顯示純度為92.0％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。所得固體熾灼殘渣為0.06％。
實施例三
向反應瓶中加入濃硫酸(180ml)，控溫-20℃加入鹽酸米諾環素(60g)，加畢攪拌至溶清。控溫-15℃緩慢勻速加入硝酸鉀(17g)，用時2.2小時。加畢保溫反應1h，HPLC檢測，顯示純度為89.1％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。控溫-5℃緩慢滴加10％的氨氣甲醇溶液至不再產生沉澱為止，過濾，濾液即為9-硝基米諾環素甲醇溶液，HPLC檢測，顯示純度為92.3％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。濾液減壓濃縮至幹得到固體，固體HPLC檢測，顯示純度為92.4％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。所得固體熾灼殘渣為0.04％。
實施例四
向反應瓶中加入濃硫酸(180ml)，控溫-20℃加入鹽酸米諾環素(100g)，加畢攪拌至溶清。控溫-15℃緩慢勻速加入硝酸鉀(26.5g)，用時2.3小時。加畢保溫反應1h，HPLC檢測，顯示純度為89.5％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。控溫-5℃緩慢滴加11％的氨氣甲醇溶液至不再產生沉澱為止，過濾，濾液即為9-硝基米諾環素甲醇溶液，HPLC檢測，顯示純度為92.2％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。濾液減壓濃縮至幹得到固體，固體HPLC檢測，顯示純度為92.3％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。所得固體熾灼殘渣為0.05％。
實施例五
向反應瓶中加入濃硫酸(180ml)，控溫-20℃加入鹽酸米諾環素(100g)，加畢攪拌至溶清。控溫-20℃緩慢勻速加入硝酸鉀(30.9g)，用時2.4小時。加畢保溫反應1h，HPLC檢測，顯示純度為89.6％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。控溫-5℃緩慢滴加12％的氨氣甲醇溶液至不再產生沉澱為止，過濾，濾液即為9-硝基米諾環素甲醇溶液，HPLC檢測，顯示純度為92.2％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。濾液減壓濃縮至幹得到固體，固體HPLC檢測，顯示純度為92.2％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。所得固體熾灼殘渣為0.04％。
實施例六
向反應瓶中加入濃硫酸(180ml)，控溫-20℃加入鹽酸米諾環素(100g)，加畢攪拌至溶清。控溫-20℃緩慢勻速加入硝酸鉀(30.9g)，用時2.4小時。加畢保溫反應1h，HPLC檢測，顯示純度為89.6％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。控溫-5℃緩慢滴加12％的氨氣乙醇溶液至不再產生沉澱為止，過濾，濾液即為9-硝基米諾環素乙醇溶液，HPLC檢測，顯示純度為90.1％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.2％。濾液減壓濃縮至幹得到固體，固體HPLC檢測，顯示純度為88.3％，9-硝基米諾環素的C4-差向異構體0.3％。所得固體熾灼殘渣為5.1％。