达比加群酯的合成工艺研究

2023/1/4 8:49:59

背景及概述

达比加群酯(dabigatran etexilate),商品名为Pradaxa,是由德国勃林格殷格翰公司开发的具有多种特点的新型抗凝血药物,于 2008 年 4 月在德国和英国率先上市,2013 年 2 月在中国上市。达比加群酯是达比加群的前体药物,在体内转化为有活性的达比加群,后者通过直接抑制凝血酶而发挥抗凝血效应。达比加群酯可用于膝关节和髋关节置换术后深静脉血栓栓塞预防、深静脉血栓栓塞治疗、心房颤动、冠脉事件的二级预防,具有固定剂量给药以及无需实验室监测等多项优势。随着研究的不断进展,其临床应用的观察范围也会不断扩大。

制备

达比加群酯的合成方法已有多篇文献报道[1],其中 3-[[[2-[[(4-脒基苯基)氨基]甲基]-1-甲基-1H-苯并咪唑-5-基]羰基](吡啶-2-基)氨基]丙酸乙酯(2)的制备方法主要有以下 3 种:(1)向反应液中通入干燥氯化氢气体至饱和,成脒后,减压蒸馏继续通入氨气至饱和,柱色谱分离得到产物;(2)将通入氯化氢气体的操作改为直接滴加氯化氢乙醇溶液,成脒后,减压蒸馏再加入碳酸铵和乙醇继续反应,最后用氯化氢乙醇溶液酸化析晶得到产物;(3)先将化合物 1 与盐酸羟胺反应制成羟基苯脒基,再由甲酸铵、Pd/C 还原得到化合物 2。上述方法中,通入气体的操作不便,且易造成污染,而方法(2)尽管使用了氯化氢乙醇溶液,但配制该溶液同样需要通入氯化氢气体的操作,且溶液浓度难以准确定量。此外,柱色谱分离的操作明显不利于工业化。本实验针对上述文献中的合成工艺进行了改进,使用乙酰氯与无水乙醇反应得到含有氯化氢和乙醇的溶液,该溶液在氯化锌催化下经改进后的Pinner 反应使化合物 1 转化成脒,减压浓缩后加入氨水及乙醇反应,最后用盐酸酸化得到化合物 2,再与氯甲酸正己酯反应得到达比加群酯。改进后的方法克服了已有方法的缺陷,并提高了产品收率。达比加群酯的合成路线见图 1。

达比加群酯的合成路线

图 1 达比加群酯的合成路线

实验操作:

氯化氢乙醇溶液的制备

在烧瓶中加入无水乙醇(342.7 mL,5.89 mol),于 0~10 ℃搅拌下缓慢滴加乙酰氯(240.4 mL,3.40mol),加毕,继续于该温度下搅拌 2 h,得到含有醋酸乙酯的氯化氢乙醇溶液。

3-[[[2-[[(4-乙氧基-碳-亚氨基苯基)氨基]甲基]-1-甲基-1H-苯并咪唑-5-基]羰基](吡啶-2-基)氨基]丙酸乙酯 (2)的制备

室温(20~30 ℃)搅拌下向上述氯化氢乙醇溶液中分批加入起始原料 1(20.0 g,41.4 mmol)至固体完全溶解,随后于搅拌下分批加入无水氯化锌(2.31 g,16.9 mmol),加毕,继续于室温下搅拌约12 h,减压蒸干溶剂,残留物即为化合物 2 的粗品,不经进一步处理直接进行下面的反应。

3-[[[2-[[(4-脒基苯基)氨基]甲基]-1-甲基-1H-苯并咪唑-5-基]羰基](吡啶-2-基)氨基]丙酸乙酯盐酸盐(3)的制备

向上述化合物 2 的粗品(19.1 g)中加入无水乙醇 260 mL,搅拌均匀后加入浓氨水 85 mL,室温搅拌 10 h,减压蒸干溶剂后加入醋酸乙酯和蒸馏水各 200 mL,搅拌均匀后加入 1 mol/L HCl 溶液 50mL,继续于室温搅拌 4 h,抽滤,干燥,得白色固体 15.12 g。

达比加群酯的合成

将化合物 2(15.0 g,30 mmol)加入到 300 mL四氢呋喃和 60 mL 水的混合液中,搅拌下加入碳酸钾(24.9 g,0.18 mol),搅拌 15 min 后,室温搅拌下缓慢滴加氯甲酸正己酯(5.91 g,36 mmol),滴毕,继续于室温下搅拌反应 1 h。向体系中加入水240 mL,搅拌均匀后减压蒸馏除去四氢呋喃,加入丙酮 150 mL,室温搅拌 2 h,抽滤,干燥得黄色固体。将干燥后的粗品加入300 mL 醋酸乙酯,搅拌 2 h后抽滤,干燥得白色固体 11.43 g,mp 127~128 ℃,收率 76%。

结构确证

ESI-MS m/z:628 [M+H]+ 。 1 H-NMR(400 MHz,DMSO-d6 )δ:0.84~0.88(3H,t,J=9.0 Hz,CH 3 ),1.10~1.13(3H,t,J=8.5 Hz,CH 3 ),1.28~1.39(m,8H,4×CH 2 ),2.66~2.69(2H,t,J=14.5 Hz,CH 2 CO),3.76(3H,s,CH 3 N),3.94~3.99(4H,m,2×CH 2 O),4.20~4.23(2H,t,J=14.0 Hz,CH 2 ),4.58~4.59(2H,d,J=5.5 Hz,CH 2 N),6.75~6.77(2H,d,J=8.5 Hz,Ar-H),6.87~6.89(1H,d,J=7.5 Hz,Ar-H),6.91~6.94(1H,t,NH),7.09~7.16(2H,m,Py-H),7.37~7.40(1H,d,J=8.5Hz,Ar-H),7.46(1H,d,J=1.5Hz,Ar-H),7.53~7.55(1H,m,Py-H),7.78~7.80(2H,d,J=8.5 Hz,Ar-H),8.37~8.39(1H,m,Py-H),8.90(2H,brs,NH 2 )。

检测方法

色谱条件:Waters Symmetry C 18 色谱柱(150mm×4.6 mm,5 μm);流动相为 0.2%醋酸铵溶液(A)–乙腈(B),梯度洗脱,0~18 min,10%B;18~35 min,60%B;35~40 min,10%B;体积流量为 1.0 mL/min;检测波长为340 nm;柱温为 40 ℃;进样量为 20 μL。

结论

本实验以乙酰氯与乙醇的反应液作为氯化氢的来源,并辅以氯化锌催化,避免了化合物 2 的现有合成方法操作不便以及难以工业化的不足,并进一步提高了目标产物达比加群酯的收率,产物质量较好。随着达比加群酯的推广,市场需求也越来越大。改进后的工艺操作简便,条件温和,收率高,降低了污染,具有良好的工业推广价值。

参考文献

[1]郭雅俊, 朱雪焱, 黄雨, 等. 达比加群酯的合成 [J].合成化学, 2014, 22(2): 262-264.

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