米洛巴林苯磺酸盐合成工艺改进

山 东 化 工
  收稿日期:2021-01-04
作者简介:郑琳日(1995—),山西长治人,硕士研究生,专业方向:药物化学;通信作者:陈国华(1963—),博士,副研究员。
米洛巴林苯磺酸盐合成工艺改进
郑琳日,吴溧明,陈国华
(中国药科大学药学院,江苏南京 210009)
摘要:本研究改进了米洛巴林苯磺酸盐的合成工艺。关键中间体3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-酮(9)与二甲氧基膦酰基乙酸叔
丁酯(10)发生Horner-Wadsworth-Emmons反应得到11,11与硝基甲烷在碱催化下发生迈克尔加成反应得到12,12经还原得到内消旋
体13(rac),13(rac)通过D-扁桃酸手性拆分后得到14,14经过水解得到15,15最后与苯磺酸成盐得米洛巴林苯磺酸盐(1)。工艺进行改进后,各步反应条件温和,操作简单,原材料便宜易得,总收率为15.67%,产品质量可靠,适合规模化生产。关键词:米洛巴林苯磺酸盐;工艺优化;神经痛药物中图分类号:TQ460.31     文献标识码:A    文章编号:1008-021X(2021)06-0056-03
ImprovedSyntheticProcessofMirogabalinBesylate
丙酮回收ZhengLinri,WuLiming,ChenGuohua
(CollegeofPharmacy,ChinaPharmaceuticalUniversity,Nanjing 210093,China)
Abstract:Thesyntheticprocessofmirogabalinbesylatewasimprovedinthisreport.Thekeyintermediate3-ethylbicyclo[3.2.
0]hept-3-en-6-one(9)reactswithtert-butyl(dimethoxyphosphoryl)acetate(10)toafford11.Michaeladditionofintermediate11withnitromethaneinthepresenceofalkaliyields12.Reductionof12gives13(rac),andthenacidchiralseparation13(rac)obtains14.14ishydrolyzedandthentreatedwithphenylsulfonicacidtoaffordmirogabalinbesylate.Afterthesyntheticprocessisimproved,thereactionconditionsofeachsteparemild,andtheoperationissimple.Therawmaterialshave
lowcostandeasytoobtain
,andthetotalyieldwas15.67%.Theimprovedprocessissuitableforlarge-scaleproduction.Keywords:mirogabalinbesylate;processimprovement;neuropathicpainmedication  米洛巴林苯磺酸盐(mirogabalinbesylate,1),化学名为[(1R,5S,6S)-6-氨基甲基-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基]乙酸苯磺酸盐,由日本第一三共株式会社研发的一
种新型选择性钙通道α2δ
配体[1-2]
,于2019年1月8日获日本医药品医疗器械综合机构(PMDA)批准上市,商品名为
Tarlige
。主要用于糖尿病性周围神经痛、带状疱疹后遗神经痛及纤维组织肌痛的。米洛巴林有安全性高、耐受性好等优
点,正在发展成为世界级神经痛药物
[2-3]
。1 合成路线
1的合成方法已有多篇专利报道[3-6]
。所有的合成方法都需要经过关键中间体3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-酮(
9)。文献报道了9的多种合成方法,本研究选择以价格低廉且易得的正丁醛(3)和二异丁胺(2)为起始原料,经脱水、Knoevenagel缩合、脱羧、分子内环化等反应得到关键中间体9。由中间体9到1报道了两条路线,其中较为理想的路线为:首先,9与二甲氧基磷酰基乙酸叔丁酯(10)通过Horner-
Wadsworth-Emmons
反应得3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-叉基乙酸叔丁酯(11)。11与硝基甲烷在DBU作用下发生迈克尔加成得[3-乙基-6-(硝基甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基]乙酸叔丁酯(12),12通过硝基还原、手性拆分、脱叔丁基和苯磺酸成盐得到米洛巴林苯磺酸盐(1)。  上述工艺路线虽有较好的产业化应用价值,但在某些步骤
中还存在缺陷:(
1)在化合物11的制备过程用,采用THF作溶剂,氢化钠为碱,反应后加入氯化铵水溶液处理,萃取,干燥,柱层析得产品,工艺中用到氢化钠,后处理加氯化铵水溶液会产生大量氢气,放热严重,且纯化采用柱层析,不适合工业化生产要求;(2)在化合物12的制备过程用,采用硝基甲烷为溶剂,加入DBU,加热50~60℃反应,重复此反应发现,反应不完全,且杂质较多,此外,硝基甲烷属于易制爆化学品,加热容易爆炸,原工艺采用大量硝基甲烷作为溶剂,存在安全风险,且后处理需要柱层析,
不适合工业化生产。
图1 1的合成路线
·
65·SHANDONGCHEMICALINDUSTRY            2021年第50卷
 第6期  本研究在此基础上对其进行优化,具体如下:(1)11的制备
中,用氢氧化钠粉末代替氢化钠,用异丙醚代替THF,加热,60℃反应5h即可完成反应,收率相当,但反应中无氢气产生,后处理直接萃取浓缩得到产品,无需柱层析,操作简单;(2)12的制备中将三乙胺代替DBU,以DMF(1体积)作为溶剂,将硝基甲烷的用量由23倍量降低至3
倍当量,65℃反应5h即可完成反应,改进后的反应条件温和,三废产生少,适合工业化生产,且后处理无需柱层析分离纯化,操作简单。
本论文对多步路线的合成工艺进行改进后,各步反应条件温和,操作简单,原材料便宜易得,总收率较高,产品质量可靠,适合规模化生产。
2 实验部分
2.1 (E)-N,N-二异丁基-1-烯-1-胺(4)
氮气保护下,将二异丁胺(870mL,5.0mol)在0℃下滴加入正丁醛(530mL,6.0mol)的环己烷溶液(1000mL)中,安装Dean-Stark管,升温至90℃,反应约7h至水分不再分出。将反应液冷却,减压蒸除剩余的环己烷,所剩溶液减压蒸馏,收集
110~120℃的馏分,得无油状物4(731g,80%)。1
HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ5.88(d,J=13.5Hz,1H),3.96~
3 87(
m,1H),2.65(d,J=7.0Hz,4H),1.86~1.75(m,2H),1.66~1.55(m,2H),0.85~0.78(m,15H);ESI-MS
(m/z):184[M+H]+;IR(KBr)ν(cm-1
):3448,2870,1686,1618,1466,1383,1098,959,803。
2.2 溴化-N,N-二异丁基-2-乙基戊-4-烯-1
亚胺 (6)  称取4(244g,1.33mol)加入乙腈(740mL)中,室温搅拌下加入烯丙基溴(150mL,1.73mol),缓慢升温至70℃,保温5h,TLC检测反应完全,停止反应。将反应液减压浓缩至干,得红固体6(378g,93.5%),未经纯化直接用于下一步反应。
2.3 (2E)-4-乙基庚-2,6-二烯酸(8)
向反应瓶中依次加入6(375g,1.33mol)、乙腈(980mL)、吡啶(216mL,
2.66mol)、丙二酸(208g,1.99mol)和啉(20mL,0.2mol),缓慢升温至100℃,保温15h,TLC检测反应完全,停止反应,冷却,向反应液中加入浓盐酸(300mL),调节pH值~1.0,水层用甲苯(250mL×2)萃取,合并有机层。将有机层用氢氧化钠水溶液(500mL,3M)洗涤,得水层,水层用浓盐酸(200mL)调节pH值到1.0,然后用甲苯(500mL)萃取,得有机层,浓缩得淡黄油状物8(265g,HPLC面积归一化法:
86 5%),未经纯化直接用于下一步反应。1
HNMR(300MHz,CDCl3)δ10.86(brs,1H),6.90(dd,J=15.5,8.0Hz,1H),5 80(d,J=15.5Hz,1H),5.77~5.64(m,1H),5.08~
回油弯4 96(m,2H),2.25~2.13(m,1H),1.59~1.47(m,1H),1 42~1.33(m,1H),0.88(t,J=7.5Hz,3H);ESI-MS(m/
z):153[M-H]-
;IR(KBr)ν(cm-1):2965,2675,1697,1650,1459,1418,1305,988,915,782,726,688。
2.4 3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-酮(9)
向反应瓶中依次加入8(150g,0.97mol,纯度折算后)、
DMF(500mL)、乙酸酐(183.9mL,1.95mol)和三乙胺(135mL,0.97mol),缓慢升温回流,保温反应2h,TLC检测反应完全,停止反应,冷却。向反应液中加入水(1L),乙酸乙酯(500mL×2)萃取得有机层,有机层依次用饱和碳酸氢钠(250mL)和水(250mL)洗涤,浓缩蒸馏得无油状物9(123g,92.3%)。[GC峰面积归一化法:谱柱DB-1柱(30m×0.25mm,0.25μ
m);检测器氢焰离子化检测器(FID)检测器温度300℃;进样口温度280℃;柱温初始温度40℃,保温10min,随后以20℃/min速率升温至280℃,保温10min;进样量1μL;流速1.5
mL/min,分流比50∶1;保留时间910.5min]。1
HNMR(500MHz,DMSO-d6
)δ5.19~5.18(m,1H),4.16~4.14(m,1H),3.24~3.18(m,1H),2.82~2.68(m,3H),2.32~2 27(m,1H),2.13~2
.09(m,2H),1.02(t,J=7.5Hz,
3H);ESI-MS(m/z):137[M+H]+;IR(KBr)ν(cm-1
):3054,2967,2915,1778,1637,1460,1440,1390,1000,981,928,832,724。
2.5 3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-叉基乙酸叔丁酯(11)
  将二甲氧基膦酰基乙酸叔丁酯(230.5g,1.03mol)溶于异丙醚(4600mL),冰浴下加入氢氧化钠粉末(44.1g,1.10mol),
剧烈搅拌约3
0min,滴加9(100.0g,0.73mol)至反应液中,约30min滴加完成,缓慢升温至60℃,保温5h,TLC检测,反应完全,冷却,向反应液中加入饱和氯化铵水溶液(3L),分液得有
机层,浓缩得无油状物11(167.7g,97.5%)。1
HNMR(300MHz,CDCl3)δ7.26(d,J=1.2Hz,0.5H),5.46~5.44(m,1H),5.36~5.34(m,0.5H),5.23(s,1H),4.29(brs,0.5H),3 87(brs,1H),3.35~3.25(m,1H),2.97~2.84(m,1H),2 70~2.57(m,2H),2.47~2.39(m,0.5H),2.21~2.06(m,3H),1.49~1.45(m,9H),1.10~1.03(m,3H);ESI-MS(m/
z):257[M+Na]+;IR(KBr)ν(cm-1
):3050,2968,2906,2837,1708,1281,1255,1222,1160,1131,1099,1082,1039。
2.6 [3-乙基-6-(硝基甲基)双环[3.2.0]庚-3
-烯-6-基]乙酸叔丁酯(12)
向反应瓶中依次加入11(150.0g,0.64mol)、N,N-二甲基甲酰胺(150mL),硝基甲烷(117.2g,1.92mol)和三乙胺(194.9g,1.28mol),缓慢升温至65℃搅拌5h,TLC检测,反应完全,水洗(300mL×2),干燥浓缩得淡黄油状物12(180.9
g,95.7%)。1
HNMR(500MHz,DMSO-d6
)δ5.26(q,J=2 0Hz
,1H),4.84(s,2H),3.14(brs,1H),2.88~2.82(m,1H),2.46~2.35(m,1H),2.40~2.28(m,2H),2.25~2 20(m,1H),2.14~2.09(m,2H),2.05~2.01(m,1H),1.
49~1.47(
m,1H),1.39(s,9H),1.04(t,J=7.5Hz,3H);ESI-MS(m/z):318[M+Na]+
;IR(KBr)ν(cm-1):2969,2933,2838,1724,1641,1548,1392,1368,1320,1234,1214,1155,1110,1066。
2.7 [3-乙基-6-(氨基甲基)双环[3.2.0]庚-3
-烯-6-基]乙酸叔丁酯(13(rac))
将12(150g,0.51mol)加入反应瓶中,依次加入乙醇(1.5L)和雷尼镍(6.0g,0.10mol),冷却下滴加水合肼溶液(158.8g,2.54mol,80%水溶液),滴加完毕后,升温至回流,反应3h,TLC检测反应完全,冷却,过滤,活性炭脱,浓缩得淡黄无油状物13(rac)(129.4g,96.0%)。1HNMR(500MHz,DMSO-d6)δ5.33~5.32(m,1H),2.90(brs,1H),2.71~2 61(m,3H),2.51~2.36(m,2H),2.18(brs,2H),2.14~2.06(m,2H),1.99~1.90(m,2H),1.40~1.37(m,9H),1.31~1 25(m,2H),1.04~1.01(m,3H);ESI-MS(m/z):266[M+
H]+;IR(KBr)ν(cm-1):3287,2964,1728,1455,1392,1367,1254,1157,1058,949,852。
2.8 [(1R,5S,6S)-6-氨基甲基-3-乙基双环
[3.2.0]庚-3-烯-6-基〗乙酸叔丁酯D-扁桃酸盐(14)
称取13(rac)(129g,0.49mol)加入到反应瓶中,依次加入乙腈(1.5L)和D-扁桃酸(37.26g,0.24mol),升温至40℃搅拌2h,冷却至室温析晶,过滤,
40℃真空干燥得白固体14(70.1g,34.3%)。1HNMR(500MHz,DMSO-d6
)δ7.42~7 39(m,2H),7.24~7.21(m,2H),7.17~7.13(m,1H),5.21(d,J=2.5Hz,1H),4.58(s,1H),3.07~3.00(m,3H),2 73~2.67(m,1H),2.43~2.27(m,3H),2.12~1.96(m,4H),1.38(s,9H),1.28(dd,J=12.5,7.5Hz,1H),1.04(t,J
·
75·郑琳日,等:米洛巴林苯磺酸盐合成工艺改进
山 东 化 工
=7.5Hz,3H);ESI-MS(m/z):266[M+H]+;IR(KBr)ν
(cm-1):3425,2973,1724,1572,1335,1150,1059,753,700。2.9 [(1R,5S,6S)-6-氨基甲基-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基〗乙酸(15)
称取14(70.0g,0.17mol)加入到反应瓶中,室温向其中依次加入甲苯(500mL)、水(500mL)和三乙胺(34.3g,0.34mol),室温搅拌20min,分离甲苯层,甲苯层用水(300mL)洗涤,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩,得无油状物,向其中加入4M的乙酸乙酯盐酸溶液(460mL),室温搅拌0.5h,浓缩得无油状物,向油状物中加入二氯甲烷(460mL),用三乙胺调节pH值~7.5,继续搅拌,有白固体析出,过滤析出的固体,40℃真空干燥,得到15(28.9g,82.3%)。[HPLC峰面积归一化法:谱柱InertsilODS-3C18反相C18柱(4.6mm×150mm,5μm);流动相A为0.01M磷酸二氢钾的磷酸水溶液(pH值=2.5),B为乙腈,梯度洗脱(0~20min:B10%-90%,20~25min:B90%);柱温35℃;检测波长210nm;流速1.0mL/min;进样量10μL,;保留时间16.3min]。1HNMR(300MHz,CD
至音源OD)δ5.93~5.37(m,1H),3.22~3.17(m,2H),3.13~3.10(m,1H),2.90~2.80(m,1H),2.54~2.42(m,3H),2.19~2.02(m,4H),1.51~1.45(m,1H),1.10(t,J=7.5Hz,3H)。
2.10 [(1R,5S,6S)-6-氨甲基-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基]乙酸苯磺酸盐(1)
称取15(30.0g,143.3mmol)加入到反应瓶中,向其中加入甲苯(300mL),升温至50℃搅拌1h,固体溶解,向其中加入苯磺酸(27.2g,172.0mmol),继续保温3h,缓慢冷却至室温,过滤析出的白固体,白固体用甲苯洗涤,50℃真空干燥得白固体1(54.5g,95.3%)。[HPLC峰面积归一化法:谱柱InertsilODS-3C18反相柱(4.6×150mm,5μm);流动相A为0.01M磷酸二氢钾的磷酸水溶液(pH值=2.5),B为乙腈,梯度洗脱(0~20min:B10%-90%,20~25min:B90%);柱温35℃;检测波长210nm;流速1.0mL/min;进样量10μL,;保留时间16.3min]。m.p:172~173℃;1HNMR(300MHz,
CD
OD)δ12.22(s,1H),7.73(s,2H),7.62~7.57(m,2H),7.36~7.27(m,3H),5.22(s,1H),3.17(brs,2H),3.07(brs,1H),2.81~2.71(m,1H),2.51~2.31(m,3H),2.1
5~2.07(m,3H),2.03~1.98(m,1H),1.37~1.23(m,1H),1.04(t,J=7.5Hz,3H);ESI-MS(m/z):210[M+H]+;IR(KBr)ν(cm-1):3054,2963,1715,1584,1410,1356,1219,1163,1123,1019,729,618,563。
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(本文文献格式:郑琳日,吴溧明,陈国华.米洛巴林苯磺酸盐合成工艺改进[J].山东化工,2021,50(06):56-58.
檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴
(上接第55页)
(4)通过大孔树脂吸附二甲基丁烷的试验开展,结果发现:大孔树脂对N
载流的吸附效率为-0.08%~-0.12%、对2,2-二甲基丁烷的吸附效率介于30.01%~34.12%之间。相较于M-13X分子筛,经过预处理后的大孔树脂对2,2-二甲基丁烷的吸附效率稍劣于M-13X分子筛。
(5)综合上述四组材料的6次吸附结果,对各组材料的吸附均值进行分析:2,2-二甲基丁烷的吸附效率大小排序为:M-13X分子筛>大孔树脂>13X分子筛>活性炭。且M-13X分子筛为最佳吸附剂,对2,2-二甲基丁烷的平均吸附效率为42.72%。
综上所示,从吸附效果来看,M-13X分子筛为吸附2,2-二甲基丁烷的最佳选择。
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·SHANDONGCHEMICALINDUSTRY            2021年第50卷板栗割口机

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