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瑞舒伐他汀钙重要中间体嘧啶甲基醇的合成工艺改进

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256 中国抗生素杂志201 5年4月第40卷第4期 文章编号:1001-8689(2015)04-0256—04 瑞舒伐他汀钙重要中间体嘧啶甲基醇的合成工艺改进 赵圣轩林世博戴川陈宇瑛 (成都大学四J1l抗菌素工业研究所,成都610052) 摘要:目的 改进瑞舒伐他汀钙重要中间体的合成工艺。方法 以对氟苯甲醛、异丁酰乙酸甲酯、尿素为原料,经环合、 氧化、亲核取代、水解还原得到瑞舒伐他汀钙重要中间体嘧啶甲基醇5。结果 工艺改进后,嘧啶甲基醇衍生物5的总收率由 55.3%提高 ̄tJ77.1%。结论 新工艺对中间体1的反应溶剂和中间体3的结晶溶剂进行优化;采用氢氧化钠的乙醇-水溶液将中间 体3水解得中间体4,再还原为嘧啶甲基醇5,使制备中间体5的操作简单,成本更低,适合工业化生产。 关键词:瑞舒伐他汀钙;水解;还原 中图分类号:R9 文献标志码:A Improvement in synthesis method of pyrimidine methyl alcohol:An important intermediate 0f r0suvastatin calcium Zhao Sheng-xuan,Lin Shi—bo,Dai Chuan and Chen yu—ying (Sichuan Industrial Institute ofAntibiotics,Chengdu University,Chengdu 6 1 0052) 一 Abstrat 0bjective To improve the manufacturing process of the important intermediate of rosuvastatin calcium.Methods Starting with 4.fiu0robenzaidehVde,isobutyryiacetate and urea in the presence of a protonic compound,cuprous chloride as catalyzer,then through methyiation,oxidation,necieophiiic substitution, hydrolysis and reduction,the pyrimidine methyl alcohol intermediate 5 of rosuvatmin was synthesized.Results After process improvements.the overall yield ofthe pyrimidine methyl alcohol derivative 5 was increased from 55-3%to 77.1%. Conclusion The new process optimized the reaction SCIlvent of intermediate 1 and the crystallization solvent of 3.It was hydrolyrsised intermediate 3 by sodium hydroxide n iethanol water solution and reducted intermediate 4 to prepare pyrimidine methyl alcohol 5.Suchmethodis simple and1owercost.Itis more suitable forindustialf production. Key words Rosuvastatin calcium;Hydrolysis;Reduction 瑞舒伐他汀钙(rosuvastatin calcium),分子式, (C,.H.,FN O S),・Ca,分子量,1001.15,化学名: 双一[E一7.[4一(4一氟基苯基)一6一异丙基.2.[甲基(甲磺酰基) 氨基]一嘧啶一5.基].(3R,5 一3,5.二羟基庚一6一烯酸]钙盐 (2:1),其商品名为CRESTOR。化学结构式如图1。 F 该药物最早由日本盐野义公司研发成功,后来盐野 义公司将技术转让给英国的Zeneca公司…(现为阿斯 利康Astrazeneca),于2003年8月获得美国FDA ̄L准上 图1瑞舒伐他汀钙的结构式 Fig.1 The structure of rosuvastatin calcium 收稿日期:2014.06.05 作者简介:赵圣轩,男,生于1989年,在读硕士研宄生,主要从事药物合成研宄,E-mail:zhaoshengxuan2O12(4l63.corn 通讯作者,E—mail:770204344@qq.corn 瑞舒伐他汀钙重要中间体嘧啶甲基醇的合成工艺改进赵圣轩等 市,2006年该药物在我国上市,2009年全球销售额 嘧啶醇中间体5是合成瑞舒伐他汀钙的重要中 超过69亿美元。临床研究显示,瑞舒伐他汀钙对各类 间体,文献[4—5]报道的合成路线(图2)是以对氟苯甲 血脂异常患者的LDL—C降低效果均显著优于同类其他 醛、异丁酰乙酸甲酯、尿素为原料,经环合、氧化脱 药物,对HDL—C、TG及其他脂质也具有作用,能有 氢、亲核取代,再经过二异丁基氢化铝于一78 ̄C下还原 效升高HDL—C和降低TG,可显著提高患者的降脂达 得到嘧啶甲基醇中间体5。该路线相对于原始路线t61( ̄0 标率,其耐受性良好。综合现有临床证据,瑞舒伐他 图3)操作简单,步骤缩短,收率提高,但还是存在以 汀钙将为血脂异常的治疗增加一个有价值的新选择, 下问题:第一步环合大量使用甲醇,毒性较大;中间 在降血脂市场上被誉为“超级他汀”[2-3]。 体3采用异丙醇重结晶,成本较高;中间体5的合成还 F o o o >/儿\ oM。 + 儿 H2804,CUCI H2N/\NH2 Cn3OH F F lf HNO1 图2专Nus 8222412,f1]CN101376647合成5路线 Fig.2 The synthetic route of5 on the patent US 8222412 and CN101376647 o NH O O 、 H.N儿s/ 。>/儿\ OMe F F \ 2a 3a F CH1NH, CH3SO2CI 图3原始合成5路线US5260440 Fig.3 The original synthetic route of 5 on the patem US5260440 258 中国抗生素杂志2015年4月第40卷第4期 表1 不同加料方式对反应的影响 Tab.1 The effects of the manner of material additon on reaction 是使用二异丁基氢化铝作还原剂在一78℃低温条件下 的反应,成本高,操作困难,不适合工业化生产。文 献[71于艮道中间体3经水解脱酯,再还原得到中间体5, 该方法采用氢氧化锂的脱酯水解反应不完全。 本文采用合成新路线(即图4)制备嘧啶甲基醇中 间体5,对其中的工艺条件进行了优化,在酯还原一 1-3实验方法 步,采用NaOH的乙醇.水溶液对中间体3水解比文献 1.3.1 4一(4一氟苯基)一6一异丙基一5一甲氧羰基.2(1H).3,4一 [7]中采用的Li0H更彻底,使脱酯水解收率由89.6% 提高到95.8%:所得的酸4经KBH /A1C1,体系还原, 二氢嘧啶酮(1)的制备(Biginelli ̄I ) 在1 0 0 0 m L三口烧瓶中加入无水乙醇、 得到中间体5,收率由93.8%提高 ̄1j97.9%;与文献[5] 相比,中间体1的合成反应溶剂用乙醇替换甲醇,收 对氟苯甲醛4 9.6 g(0.4 mo l1、异丁酰乙酸甲酯 57.6g(0.4mo1)、尿素42g(0.7mo1)、氯化亚铜 400mg(4mmo1) ̄H1mol/L硫酸4mL,加热至78℃ 率从85%提高 ̄1194%;中间体3的重结晶条件采用95% 乙醇替代文献使用的异丙醇,使成本更低;在中问体 2脱氢芳构化成中间体3时,比较了加料方式不同对反 应的影响(见表1),结果表明:反相加料(即底物加入 到中1,芳构化收率更高。工艺改进后,使合成 回流反应9h,TLC(PE:EA=2:l1跟踪检测反应结 束,冰水浴下0℃继续搅拌2h,过滤,用冷乙醇 淋洗3次,65℃干燥得110g白色固体,收率94%, mp:224 ̄225℃(文献[4]mp:223 ̄225℃,收率85%), 中间体嘧啶甲基醇5的总收率由55.2%提高 ̄i]77.1%。 1实验 1.1实验材料 H—NMR(CDC1 ,400MHz)6:1.1 7-1.2 l(d,6H,CH ×2), 3.62(s,3H,CH ),4.14-4.1 8(m,1H,CHCH CH ), 5.38(d,1H,CHNH),5.57(d,1H,CHNH),6.85(s,1H,NH), 7.00-7.02(m,2H,ArH),7.24-7.28(m,2H,ArH)。 H主要试剂:对氟苯甲醛,异丁酰乙酸甲酯,尿 素,,对甲苯磺酰氯,氢氧化钠,硼氢化钾, 三氯化铝,乙醇。 1.3.2[4一(4一氟苯基)一2一羟基一6一异丙基一嘧啶一5.基].甲 酸甲酯(2)的制备 正向加料方式合成中间体2:控制温度0℃,在 1000mL三口烧瓶中,加入61.2g(0.209mol1中间体 1.2仪器设备 H—NMR测定采用Bruker AVANCE 400核磁共振 仪(TMS作内标,CDCI.作溶剂):熔点用WRS一1数字 熔点仪f温度计未经校正)。 O O O 1,机械搅拌下缓慢滴 ̄H65%浓108g(1.11mo1), 控制温度20℃搅拌反应2h,TLC(PE:EA=l:1)跟踪 COOMe > /u\ F !: CuCI/EtOH F 1 NaOH/Et0H 2 HCI F KBH4 5 图4新路线合成5 Fig.4 The new synthetic route of 5 瑞舒伐他汀钙重要中间体嘧啶甲基醇的合成工艺改进赵圣轩等 259 检测,20℃下,向反应液中滴加入300mL水,搅拌 10min,控制温度25℃,滴JJI15mol/L氢氧化钠溶液至 中性,析出大量淡黄色固体,搅拌30min,抽滤, 水洗,65℃干燥得56g淡黄色固体,收率91.5%, mp:190~191.3。C(文献【4】mp:193℃,收率90%)。 0H—NMR(CDC1,,400MHz)6:1.29~1.43(d,6H,CH ×2), 3.22~3.25(m,1H,CHCH CH ),3.62(s,3H,℃H ), 7.I2~7.1 7(m,2H,ArH),7.61~7.65(m,2H,ArH), 1 3.00(s,1H,OH)。 反相加料方式合成中间体2:控制温度 0℃,在l 0 0 0 111 L三口烧瓶中,加入6 5%浓 1 0 8 g(1.11 111 o 1),机械搅拌下缓慢加入 6 1.2g(0.209mo1)中间体1;控制温度20℃,搅拌 1 h,TLC(PE:EA=1:1 1跟踪检测,20℃下,向 反应液中滴加入3 00mL水,搅拌1 0min,控制 温度2 5℃,滴加5moI/L氢氧化钠溶液至中性, 析出大量淡黄色固体,搅拌3 01TIin,抽滤,水 洗,65℃干燥得5 8g淡黄色固体,收率95.1%, mp:19O~191.3℃(文献[4]mp:193℃,收率90%)。 H—NMR(CDC1 400MHz)6:1.29M.43(d,6H,CH ×2), 3.22~3.25(m,1H,CHCH CH ),3.62(s,3H,CH ), 7.12~7.17(m,2H,ArH),7.61~7.65(m,2H,ArH), 13.00(s,1H,OH)。 1-3.3 [4.(4.氟苯基).6一异丙基.2.(N一甲基一N一甲基磺酰 基一胺基)一嘧啶一5.基1_甲酸甲酯(3)的制备 1000mL圆底烧瓶中加入24.8g(0.0854mo1)中 间体2,碳酸钾粉末1 5.4g(0.111mo1),乙酸正丁酯 170mL,对甲苯磺酰氯17.9g(0.0939mo1),升温至 45℃,TLC fPE:EA=4:1)检测30min反应完全,加 入碳酸钾粉末17.7g(0.128mo1),N.甲基甲磺酰胺 12.1g(O.11lmo1)升温至125℃回流反应,TLC(DCM: n—hexane=1:1 1跟踪监控反应,3h反应完全,冷却 至室温,反应液倒入200mL水中,搅拌10min, 分液,水层用乙酸正丁酯萃取3次,合并有机 层,用水洗2次,饱和食盐水洗2次,有机相无水 Na.SO 干燥,浓缩得白色固体粗品32g,用95%乙 醇重结晶,65℃干燥得30g白色固体,收率92%, mp:129~13O℃(文献[9]mp:128~131℃,收率86%)。 H—NMR(CDCI3400MHz)&1.30~1.32(d,6H,CH3×2), .3.1 8~3.21(m,1H,CHCH CH ),3.52(s,3H,CH ), 3.6 0(s,3 H,N C H ),3.7 1(s,3 H,S C H ), 7.1 2~7.1 7(m,2H,ArH),7.66~7.69(m,2H,ArH)。 1.3.4[4一(4一氟苯基)一6一异丙基一2.(N.甲基一N.甲基磺酰 基一胺基).嘧啶一5一基]_甲酸(4)的制备 1 o0mL圆底烧瓶中,加入9 5%乙醇40mL, 5g(0.01 3mo1)中间体3,搅拌升温至55℃溶解,滴 加氢氧化钠溶液(1g/3mL水)1 5mL,升温至82℃回 流反应,TLC(PE:EA=1:1 跟踪检测反应,30min 反应完全,加入10mL水,浓缩反应液中乙醇,残 留液倒入250mL烧杯,搅拌下滴加盐酸,调节pH 至3.4,搅拌5min,加入乙酸乙酯萃取,合并有机 层,经氢氧化钠溶液洗2次,水洗2次,饱和食盐 水洗2次,有机相无水Na,SO 干燥,过滤,浓缩得 4.6g白色固体,收率95.8%,mp:211.5~212.5℃(文 献『7]mp:211.0~212.35℃,收率89.6%)。 H—NMR (CDCl ,400MHz)6:1.3 3~1.3 5(d,6H,CH ×2), 3.31~3.32(m,1H,CHCH CH ),3.53(s,3H,NCH ), 3.6 1(s,3 H,S C H ),7.1 2~7.1 7(m,2 H,ArH), 7.73~7.76(m,2H,ArH)。 1.3.5 4一(4一氟苯基)一6一异丙基.2一[(N.甲基.N一甲磺酰) 氨基]嘧啶一5.甲醇(5)的制备 于50mL圆底烧瓶中,加入无水THF 10mL,2g 中间体4(5.4mmo1),硼氢化钾0.87g(16.3mmo1),冰 浴下搅拌5min,加入无水三氯化铝0.72g(5.4mmo1) 搅拌5 1TIin,缓慢升温至7 4℃,回流反应4h, TLC(PE:EA=3:11跟踪检测反应,反应完全,冷却 至室温,冰浴下滴加稀盐酸溶液淬灭反应,减压浓 缩除去THF,加入乙酸乙酯萃取(10mL×3),合并 有机层,经0.1mol/L氢氧化钠溶液洗2次,饱和食 盐水洗2次,有机相无水硫酸镁干燥,过滤,浓缩 得1.87g白色固体,收率97.9%,rap:134 oC(文献[9] mp:134℃,收率93.8%)。 H.NMR(CDC1 ,400MHZ) 6:1.31~1.33(d,6H,CH ×2),3.48(m,1H,CHCH CH ), 3.50(s,3H,NCH ),3.53(s,3H,SCH ),4.61(s,2H,CH,OH), 7.12~7.17(m,2H,ArU),7.66~7.69(m,2H,ArH)。 2结果与讨论 (1)采用Biginelli反应,一锅法合成3,4.二氢嘧啶 酮中问体1,操作简单,条件温和,使用乙醇替代文 献中的甲醇做溶剂,收率由85%高 ̄1194%,且更利于 环保。 (2)氧化脱氢制备中间体2,经正相或反相加 料方式的对比试验,发现将底物加入到中操作 简单,温度更容易控制,避免了局部剧烈放热,产 率更高。 (3)采用连续投料的方式合成中间体3,文献中采 f下转第294页1 294. 中国抗生素杂志2015年4月第40卷第4期 (上接第259页) 用异丙醇重结晶,成本较高,经反复试验,发现用 95%乙醇重结晶效果更好,成本更低。 (4)专利[7]采用氢氧化锂水解得到中问体4,经 试验发现该条件水解不完全,收率仅60%,本工艺 究[J].中西医结合心脑血管病杂志,2013,11(10):1161—1163. 瑞舒伐他汀钙的合成 .杭州:浙江大学,2006:1-7. [3] 梅光耀. [4] Matsushita A,Oda M,Kawachiet a1.Preparation of aminopyrimidine compounds:US,8222412[P].2012—7—17. 采用氢氧化钠/乙醇.水体系水解,产率更高,达到 95.8%。  [5] 黄仲斌,戴连华,韩勇,等.一种瑞舒伐他汀钙的合成工艺:CN.101376647[P].2009—3-4. rai K,Ishiba T’Koike H,el a1.Pyrimidine derivatives: [6] Hi(5)采用KBH /A1C1 还原体系制备中间体5操作简 单,条件温和,避免了使用二异丁基氢化铝和一78℃ 的低温反应条件,相对于专利『715的收率由93。8%提 高到97.9%,更适合工业化生产。 参考文献 Zdenko C.Historic overview and recent advances in the US,5260440[P1.1993—1 1-9. n W Q,Zheng H J,Yang P.Method for preparing 【7] Lirosuvastatin calcium intermediate:US,20130143908[P]. 2013.6.6. a S R,Reguria B R,Gudaparthia O,et a1.Synthesis [8] Narahariof dihydropyrimidinones via Biginelli multi—component synthesis of super-statins[J].Curr Org Chem,2010,30(14): 816.845. reaction[J].Tetrah Lett,2012,53(13):1543・1545. [9] 邵飞,孙笑宾,魏启华.瑞舒伐他汀中间体的合成工艺改 [2] 胡钢英,江洪,耿晶.瑞舒伐他汀钙治疗高脂血症的临床研 进[J]_精细化工,2006,23(2):192—193. 

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