CN101863885B - 一种噻托溴铵的制备方法 - Google Patents

一种噻托溴铵的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种噻托溴铵的制备方法,将东莨菪醇、双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯和碳酸钾加入有机溶剂中,在惰性气氛、120~150℃条件下,加热回流1~4小时制备双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯;再将双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷加入有机溶剂中,在惰性气氛、室温条件下,搅拌反应15~25小时制备噻托溴铵。本发明的噻托溴铵的制备方法与现有技术相比,收率高,易操作,条件温和,环境污染小,成本较低,能够大规模生产。

Description

一种噻托溴铵的制备方法
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域,具体涉及一种噻托溴铵的制备方法。
背景技术
噻托溴铵(Tiotropium Bromide)最早报道于欧洲专利EP418716A1中。分子式为C19H22BrNO4S2,具有以下结构式:
Figure BSA00000146379200011
噻托溴铵作为一种长效的高效抗胆碱能药,用于治疗慢性阻塞性肺病(COPD)和哮喘。
美国专利US5610163报道噻托溴铵(Ⅳ)的合成是通过双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯中间体(Ⅲ)与溴甲烷反应得到,而双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯中间体(Ⅲ)是由东莨菪醇(Ⅰ)与双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯(Ⅱ)和金属钠或甲醇钠在熔融的条件下制得,反应产率为44~70%,其苛刻的反应条件不适合大规模生产,具体反应路线如下:
Figure BSA00000146379200012
美国专利US6486321及US6506900描述的合成路线涉及以托品醇为原料合成中间体托品醇酯(Ⅴ),然后环氧化生成双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯中间体(Ⅲ),再进一步合成得到噻托溴铵(Ⅳ),噻托溴铵产率为63%,具体反应路线如下:
Figure BSA00000146379200021
美国专利US6747154公开的合成路线涉及先制备东莨菪醇的季铵盐(Ⅵ),然后与双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯(Ⅱ)反应生成噻托溴铵(Ⅳ)。但该专利未报道详细的操作及产率,具体反应路线如下:
Figure BSA00000146379200022
美国专利US2006/0047120使用了三甲基硅烷作为保护基团保护双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯(Ⅱ)上的羟基,然后和中间体(Ⅵ)反应,最后脱去保护得到产物,噻托溴铵产率为34~85%,具体反应路线如下:
Figure BSA00000146379200023
世界专利WO2008/008367公开的方法是将东莨菪醇转化成盐(Ⅶ),然后与双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯(Ⅱ)在极性溶剂中,在碱的作用下形成双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯中间体(Ⅲ)。而后与溴甲烷反应得到噻托溴铵(Ⅵ),噻托溴铵产率为38~69%,此外由于先把东莨菪醇转化成盐(Ⅶ),因此反应需用大量的极性溶剂才能将盐(Ⅶ)溶解,这样也增大了反应后处理的负荷。具体反应路线如下:
中国专利CN1861598报道了噻托溴铵无水物的合成,其关键步骤也是用东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯(Ⅱ),在金属钠熔融的条件下形成双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯中间体(Ⅲ),噻托溴铵具体产率专利未给出,但苛刻的反应条件不适合大规模生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种产率高、反应条件温和的噻托溴铵的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种噻托溴铵的制备方法,该方法包括如下步骤:
(1)双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯的制备:
将东莨菪醇、双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯和碳酸钾加入有机溶剂中,东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯的摩尔比为1∶1~1.5,碳酸钾的加入质量为东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯总质量的1~10%,在惰性气氛、120~150℃条件下,加热回流1~4小时;反应结束后,冷却,过滤,滤液浓缩制得双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯;
(2)噻托溴铵的制备:
将双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷加入有机溶剂中,双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷的摩尔比1∶5~10,在惰性气氛、室温条件下,搅拌反应15~25小时;反应结束后,去除溶剂,制得噻托溴铵。
步骤(1)中,所述的有机溶剂为非极性溶剂或非极性溶剂与极性溶剂按体积比5~100∶1的混合物;所述的非极性溶剂正己烷、环己烷、正庚烷和正辛烷中的任意一种或几种的任意比例的混合物;所述的极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种的任意比例的混合物;添加少量极性溶剂的目的是加快原料的溶解以便反应的进行。优选正庚烷、环己烷、正己烷、正庚烷与N,N-二甲基甲酰胺按体积比10~50∶1的混合物、环己烷与N,N-二甲基甲酰胺按体积比10~50∶1的混合物、或正己烷与N,N-二甲基甲酰胺按体积比10~50∶1的混合物。
步骤(1)中,当东莨菪醇、双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯和碳酸钾总质量为1g时,有机溶剂的体积为1~20mL,优选2~10mL。
步骤(1)中,东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯的摩尔比优选为1∶1.1~1.3。
步骤(1)中,碳酸钾的加入质量优选为东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯总质量的2~6%,
步骤(2)中,所述的有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和乙酸乙酯中的任意一种或几种的任意比例的混合物。
步骤(2)中,当双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷的总质量为1g时,有机溶剂的体积为1~20mL,优选2~10mL。
步骤(2)中,双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷的摩尔比优选1∶6~8。
步骤(2)中,在惰性气氛、室温条件下,优选搅拌反应20~25小时。
步骤(1)或步骤(2)中,所述的惰性气氛为氮气、氦气、氖气氩气或氙气。
本发明的反应线路具体如下:
Figure BSA00000146379200041
有益效果:本发明的噻托溴铵的制备方法与现有技术相比,收率高,易操作,条件温和,环境污染小,成本较低,能够大规模生产。
具体实施方式
根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1:双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯的制备。
在一干燥的三颈瓶中,加入6.2g东莨菪醇(40mmol),11.2g双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯(44mmol),0.5g无水碳酸钾(3.6mmol)和50mL正庚烷。三颈瓶上装上分水器和冷凝管。在氮气保护下,体系在油浴锅(油浴温度134℃)中加热回流3小时。自然冷却,加入20mL乙酸乙酯,过滤掉碳酸钾,用乙酸乙酯洗涤。收集滤液,蒸干后,用乙腈洗涤,真空抽去剩余溶剂看,得到12.2g双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯(产率81%)。
1H NMR(500MHz,CDCl3),(ppm):7.32-7.30(m,2H),7.13-7.12(m,2H),7.00-6.98(m,2H),5.14-5.12(m,1H),4.81(s,1H),3.07-3.06(m,2H),3.00(s,2H),2.47(s,3H),2.17-2.11(m,2H),1.62-1.58(m,2H).
实施例2:双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯的制备。
在一干燥的三颈瓶中,加入3.1g东莨菪醇(20mmol),5.6g双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯(22mmol),0.5g无水碳酸钾(3.6mmol)和50mL正己烷。三颈瓶上装上分水器和冷凝管。在氮气保护下,体系在油浴锅(油浴温度134℃)中加热回流3小时。自然冷却,加入20mL乙酸乙酯,过滤掉碳酸钾,用乙酸乙酯洗涤。收集滤液,蒸干后,用乙腈洗涤,真空抽去剩余溶剂得到4.9g双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯(产率65%)。
1H NMR(500MHz,CDCl3),(ppm):7.32-7.30(m,2H),7.13-7.12(m,2H),7.00-6.98(m,2H),5.14-5.12(m,1H),4.81(s,1H),3.07-3.06(m,2H),3.00(s,2H),2.47(s,3H),2.17-2.11(m,2H),1.62-1.58(m,2H).
实施例3:双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯的制备。
在一干燥的三颈瓶中,加入3.1g东莨菪醇(20mmol),5.6g双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯(22mmol),0.5g无水碳酸钾(3.6mmol)和50mL正庚烷。三颈瓶上装上分水器和冷凝管。在氮气保护下,体系在油浴锅(油浴温度134℃)中加热回流3小时。自然冷却,加入20mL甲基四氢呋喃,过滤掉碳酸钾,用乙酸乙酯洗涤。收集滤液,蒸干后,用乙腈洗涤,真空抽去剩余溶剂得到5.9g双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯(产率78%)。
1H NMR(500MHz,CDCl3),(ppm):7.32-7.30(m,2H),7.13-7.12(m,2H),7.00-6.98(m,2H),5.14-5.12(m,1H),4.81(s,1H),3.07-3.06(m,2H),3.00(s,2H),2.47(s,3H),2.17-2.11(m,2H),1.62-1.58(m,2H).
实施例4:双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯的制备。
在一干燥的三颈瓶中,加入3.1g东莨菪醇(20mmol),5.6g双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯(22mmol),0.5g无水碳酸钾(3.6mmol)和50mL环己烷。三颈瓶上装上分水器和冷凝管。在氮气保护下,体系在油浴锅(油浴温度134℃)中加热回流3小时。自然冷却,加入20mL乙酸乙酯,过滤掉碳酸钾,用乙酸乙酯洗涤。收集滤液,蒸干后,用乙腈洗涤,真空抽去剩余溶剂得到5.4g双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯(产率72%)。
1H NMR(500MHz,CDCl3),(ppm):7.32-7.30(m,2H),7.13-7.12(m,2H),7.00-6.98(m,2H),5.14-5.12(m,1H),4.81(s,1H),3.07-3.06(m,2H),3.00(s,2H),2.47(s,3H),2.17-2.11(m,2H),1.62-1.58(m,2H)。
实施例5:双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯的制备。
在一干燥的三颈瓶中,加入3.1g东莨菪醇(20mmol),5.6g双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯(22mmol),0.5g无水碳酸钾(3.6mmol),50mL正庚烷和1mL N,N-二甲基甲酰胺。三颈瓶上装上分水器和冷凝管。在氮气保护下,体系在油浴锅(油浴温度134℃)中加热回流3小时。自然冷却,加入20mL乙酸乙酯,过滤掉碳酸钾,用乙酸乙酯洗涤。收集滤液,水洗,干燥,滤液蒸干,用少量乙腈洗涤,真空抽去剩余溶剂得到5.0g双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯(产率68%)。
1H NMR(500MHz,CDCl3),(ppm):7.32-7.30(m,2H),7.13-7.12(m,2H),7.00-6.98(m,2H),5.14-5.12(m,1H),4.81(s,1H),3.07-3.06(m,2H),3.00(s,2H),2.47(s,3H),2.17-2.11(m,2H),1.62-1.58(m,2H)。
实施例6:噻托溴铵的制备。
在一干燥的100mL圆底烧瓶中,加入0.5g双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯(1.3mmol)、0.8g溴甲烷(8.5mmol)和7mL乙腈。室温氮气保护下搅拌20小时。过滤,用乙腈洗涤,真空抽去剩余溶剂得到0.61g噻托溴铵(产率98%)。
1H NMR(500MHz,d6-DMSO),(ppm):7.52-7.50(m,2H),7.36(s,1H),7.14-7.13(m,2H),7.02-6.99(m,2H),5.15-5.12(m,1H),4.16-4.15(m,2H),3.52-3.51(m,2H),3.27(s,3H),3.07(s,3H),2.71-2.65(m,2H),1.95-1.87(m,2H).
实施例7:噻托溴铵的制备。
在一干燥的100mL圆底烧瓶中,加入0.5g双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯(1.3mmol)、0.8g溴甲烷(8.5mmol)和7mL四氢呋喃。室温氮气保护下搅拌20小时。过滤,用四氢呋喃洗涤,真空抽去剩余溶剂得到0.58g噻托溴铵(产率94%)。
1H NMR(500MHz,d6-DMSO),(ppm):7.52-7.50(m,2H),7.36(s,1H),7.14-7.13(m,2H),7.02-6.99(m,2H),5.15-5.12(m,1H),4.16-4.15(m,2H),3.52-3.51(m,2H),3.27(s,3H),3.07(s,3H),2.71-2.65(m,2H),1.95-1.87(m,2H).
实施例8:
同实施例1的方法,所不同的是,将东莨菪醇、双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯和碳酸钾加入正辛烷中,东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯的摩尔比为1∶1,碳酸钾的加入质量为东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯总质量的1%,当东莨菪醇、双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯和碳酸钾总质量为1g时,正辛烷的体积为5mL,在氮气气氛、150℃条件下,加热回流1小时。
实施例9:
同实施例1的方法,所不同的是,将东莨菪醇、双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯和碳酸钾加入正己烷与正庚烷任意比例的混合液中,东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯的摩尔比为1∶1.5,碳酸钾的加入质量为东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯总质量的10%,当东莨菪醇、双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯和碳酸钾总质量为1g时,混合有机溶剂的体积为20mL,在氦气气氛、120℃条件下,加热回流4小时。
实施例10:
同实施例1的方法,所不同的是,将东莨菪醇、双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯和碳酸钾加入环己烷与正辛烷任意比例的混合液中,东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯的摩尔比为1∶1.3,碳酸钾的加入质量为东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯总质量的3%,当东莨菪醇、双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯和碳酸钾总质量为1g时,混合有机溶剂的体积为15mL,在氩气气氛、140℃条件下,加热回流2小时。
实施例11:
同实施例5的方法,所不同的是,将双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷加入甲基四氢呋喃中,双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷的摩尔比1∶5,当双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷的总质量为1g时,甲基四氢呋喃的体积为3mL,在氩气气氛、室温条件下,搅拌反应23小时。
实施例12:
同实施例5的方法,所不同的是,将双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷加入N,N-二甲基甲酰胺中,双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷的摩尔比1∶10,当双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷的总质量为1g时,N,N-二甲基甲酰胺的体积为20mL,在氩气气氛、室温条件下,搅拌反应15小时。
实施例13:
同实施例5的方法,所不同的是,将双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷加入乙酸乙酯和乙腈任意比例混合物中,双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷的摩尔比1∶5~10,当双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷的总质量为1g时,混合溶剂的体积为16mL,在氩气气氛、室温条件下,搅拌反应25小时。

Claims (9)

1.一种噻托溴铵的制备方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
(1)双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯的制备:
将东莨菪醇、双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯和碳酸钾加入有机溶剂中,东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯的摩尔比为1∶1~1.5,碳酸钾的加入质量为东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯总质量的1~10%,在惰性气氛、120~150℃条件下,加热回流1~4小时;反应结束后,冷却,过滤,滤液浓缩制得双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯;
(2)噻托溴铵的制备:
将双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷加入有机溶剂中,双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷的摩尔比1∶5~10,在惰性气氛、室温条件下,搅拌反应15~25小时;反应结束后,去除溶剂,制得噻托溴铵;
步骤(1)中,所述的有机溶剂为非极性溶剂或非极性溶剂与极性溶剂按体积比5~100∶1的混合物;所述的非极性溶剂正己烷、环己烷、正庚烷和正辛烷中的任意一种或几种的任意比例的混合物;所述的极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种的任意比例的混合物。
2.根据权利要求1所述的噻托溴铵的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,当东莨菪醇、双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯和碳酸钾总质量为1g时,有机溶剂的体积为1~20mL。
3.根据权利要求1所述的噻托溴铵的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯的摩尔比为1∶1.1~1.3。
4.根据权利要求1所述的噻托溴铵的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,碳酸钾的加入质量为东莨菪醇和双(2-噻酚基)乙醇酸甲酯总质量的2~6%,
5.根据权利要求1所述的噻托溴铵的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述的有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和乙酸乙酯中的任意一种或几种的任意比例的混合物。
6.根据权利要求1所述的噻托溴铵的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,当双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷的总质量为1g时,有机溶剂的体积为1~20mL。
7.根据权利要求1所述的噻托溴铵的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,双(2-噻酚基)乙醇酸东莨菪酯与溴甲烷的摩尔比1∶6~8。
8.根据权利要求1所述的噻托溴铵的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,在惰性气氛、室温条件下,搅拌反应20~25小时。
9.根据权利要求1所述的噻托溴铵的制备方法,其特征在于,步骤(1)或步骤(2)中,所述的惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气或氙气。
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