CN106397520A - 甲基***的制备方法 - Google Patents
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Abstract
甲基***的制备方法,以4‑雄烯二酮(简称4AD)为原料,先合成醚化物,即将4AD与原甲酸三乙酯在低碳醇有机溶剂中,酸催化反应得醚化物3‑乙氧基‑雄甾‑3,5‑二烯‑17‑酮;次合成格氏物,是用格氏试剂甲基卤化镁与上述醚化物在有机溶剂中,使醚化物中的17位酮基与格氏试剂加成,并水解得格氏物3‑乙氧基‑17a‑甲基‑雄甾‑3,5‑二烯‑17‑醇;再将格氏物在有机溶剂中,酸催化水解得甲基***粗品;粗品在C4以下低碳醇中以活性炭脱色并重结晶,得甲基***产品,HPLC含量99.0‑99.5%,合成重量总收率75~78%。本发明方法原料来源广,工艺操作简便,产品收率高,纯度好,反应及工艺处理中,溶剂回收率高,经济环保。
Description
技术领域
本发明属于甾体激素药物中间体的制备工艺技术,具体涉及到一种雄性激素药物甲基***的制备方法。
背景技术
甲基***是一种雄性激素药物,临床上主要用于促进男性性器官及副性征的发育并维持其正常功能,也用于女性的功能性子宫出血与迁移性乳腺癌,同时也可用于合成丙酸甲基***等其他高级雄性激素药物,市场巨大。甲基***的传统生产方法,是从薯蓣植物中提取薯蓣皂素,经保护、氧化裂解、消除,获得的关键中间体—醋酸妊娠双烯醇酮(简称双烯)为原料,经肟化、贝克曼重排、酸水解、格氏反应、碱水解、奥氏氧化等六步反应制得,其合成路线见附图 1。其中薯蓣皂素的提取、氧化裂解、贝克曼重排、酸、碱水解反应等工艺,产生废水较多,不易处理,易污染环境;生产中采用的奥氏氧化工艺,需用水蒸汽蒸馏,耗水耗能大。更重要的是,随着野生薯蓣植物资源日益枯竭,而人工种植薯蓣植物,也因人工、化肥等种植成本的日益上升,导致皂素、双烯的生产成本成倍增长,致使甲基***的生产成本与市场价格大幅增长,业已对全球甲基***药物市场产生了重大影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的甲基***的制备方法,克服传统生产工艺合成原料贵、合成路线长、工艺操作复杂、环保处理难、生产成本高等诸多不足。改五步合成为三步合成,扩大原料来源,减少环境污染,降低生产成本。
本发明的技术方案是:甲基***的制备方法,即以4-雄烯二酮(简称4AD)为原料,先合成醚化物,次合成格氏物,再合成甲基***;
A、合成醚化物,是将4AD与原甲酸三乙酯在低碳醇有机溶剂中,酸催化反应得醚化物3-乙氧基-雄甾-3,5-二烯-17-酮;
B、合成格氏物,是用格氏试剂甲基卤化镁的有机溶液与溶入有机溶剂的醚化物中的17位酮基加成并水解得格氏物3-乙氧基-17a-甲基-雄甾-3,5-二烯-17-醇;
C、合成甲基***,是将格氏物在有机溶剂中,酸催化水解得甲基***。
进一步地,其合成的具体操作如下:
A、醚化物的合成:将4AD在有机溶剂中与原甲酸三乙酯在酸催化下,于20~50℃搅拌反应12~16小时,反应完后,加入0.02g弱碱中和至pH 7~7.5,进一步后处理,得醚化物3-乙氧基-雄甾-3,5二烯-17-酮,其HPLC含量98.5~99.5%,重量收率100~102%;
B、格氏物的合成: 将镁粉、有机溶剂加入至反应器中搅拌,控温至25-55℃,慢慢加入甲基卤代烷,反应4-6小时,直至镁粉完全消失,得格氏试剂备用;再将上述醚化物溶解于有机溶剂中,搅拌,控温至40-60℃,慢慢滴加上述备好的格氏试剂,约1-1.5小时滴完,再保温于40~60℃反应2~3小时,TLC确认反应终点,反应完后,再慢慢滴加酸,水解2-3小时,水解完后,分水,水洗,有机层减压浓缩回收有机溶剂,然后以酒精、活性炭脱色重结晶,得格氏物3乙氧基-17a甲基-雄甾3,5,-二烯-17-醇,HPLC含量99.0%以上,重量收率90~95%。
C、甲基***的合成: 将上述格氏物溶入有机溶剂中,搅拌,保温于40~80℃下慢慢滴加酸,反应10~12小时,TLC确认反应终点,反应完后,用液碱调pH至6.8~7.2,回收有机溶剂,降温水析,得甲基***粗品;HPLC含量97.0-98.5%,重量收率85.5-88.5%;粗品溶入C4以下低碳醇中,加入活性炭,加热回流1.5-2.0小时,稍冷却,趁热过滤,滤饼用相当于投料格氏物0.5-1份重量的低碳醇洗涤后收集处理,液和滤液合并,常压浓缩至回收88-90%的溶剂,然后停止浓缩,冷至-5-0℃,搅拌析晶3-4小时,过滤,滤液回收溶剂与母液料套用,滤饼100℃以下烘干,得甲基***产品,熔点162~167℃,HPLC含量99.0-99.5%,本步收率80-82%。
上述醚化物合成中所述有机溶剂,包括二氯甲烷、甲苯、C4以下低碳醇如甲醇、乙醇,最好是乙醇;反应所用的酸催化剂包括无机酸如盐酸、硫酸、磷酸,或有机酸如醋酸、对甲苯磺酸、草酸,最好是对甲苯磺酸,催化效果良好;中和所用弱碱包括碳酸钠或吡啶,反应温度20~50℃,最好20~30℃;反应物的重量配比是,4AD:原甲酸三乙酯:酸=1:0.5~1.0:0.01~0.05;最好是1:0.8:0.02;反应物与溶剂间的配比是,4AD:有机溶剂=1g:2~8ml,是好是1g::6~8ml。
格氏物合成所述格氏反应的有机溶剂,包括甲苯、苯、氯仿、四氢呋喃、二氧六环,最好是甲苯;格氏试剂制备的有机溶剂包括各种醚和环醚,如***,四氢呋喃,最好是四氢呋喃;格氏试剂制备的试剂甲基卤代烷,包括氯甲烷、溴甲烷、碘甲烷,最好是溴甲烷;水解所用的酸包括有机酸如醋酸、对甲苯磺酸或无机酸如盐酸、硫酸,最好是盐酸,物美价廉;格氏试剂制备反应温度为25~55℃,最好40~45℃;格氏反应与水解反应的反应温度为40~60℃,最好是50~55℃,反应物间的重量配比是,醚化物:镁:卤代甲烷:格氏试剂溶剂=1:0.2~0.5: 0.8~1.5:2~5,最好是1:0.35:1.2:3.5;反应物与溶剂间的配比是:醚化物:反应有机溶剂=1g:4~8ml,最好是1g:5ml。
上述格氏物水解制备甲基***所用有机溶剂,包括甲苯、丙酮、C4以下一元脂肪酸如甲酸、醋酸,C4以下低碳醇如甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇,最好是醋酸或酒精,反应效果好,方便回收;所述酸包括无机强酸如盐酸、硫酸等,或有机酸如三氟乙酸、对甲苯磺酸等,最好是盐酸,价廉环保;反应温度40~80℃,最好60~65℃;反应物间的重量配比是: 格氏物:酸=1:0.6~1.2,最好是1:0.8;反应物与溶剂间的配比是,格氏物:有机溶剂=1g:4-6ml,最好是1g:5ml。
本发明的有益效果是:相对以薯蓣皂素作原料的传统方法,以4AD为原料制备甲基***,原料来源广泛,工艺经济环保,生产成本大幅下降。合成路线短,工艺简便环保,产品收率高,三步反应合成总收率75-78%。质量好,以目前原材料价格计算,生产原料成本降低20-25%;工艺中使用的溶剂,可回收循环套用,既经济,又环保,十分利于工业化生产。
附图说明
图1 是传统甲基***合成路线图;
图2 是本发明甲基***合成路线图。
具体实施方式
为了更详细地说明本发明的要点与精神,下面举三个实施例予以说明:
实施例一:
A、醚化物的制备
在一个1000ml三口瓶中,加入100g 4AD,200ml乙醇,80ml原甲酸三乙酯,2g对甲苯磺酸,保温于20~25℃搅拌反应12~16小时,TLC检测反应终点,反应完后加入3ml 吡啶,搅拌20-25分钟中和酸,然后将体系冷却到-5~0℃,搅拌结晶2~3小时,抽滤,少量乙醇洗涤,洗液和滤液合并,回收溶剂和粗品套用;滤饼70℃以下烘干,得醚化物101.6g,HPLC含量99.2%,重量收率101.6%。
B、格氏物的制备
在一个1000ml三口瓶中,加入35g 镁粉,350ml四氢呋喃,搅拌,保温于45-50℃通入120g溴甲烷,通完后继续搅拌反应4~6小时,直至镁粉基本消失,得格氏试剂备用;在另一个1000ml三口瓶中,加入100g醚化物,500ml甲苯,搅拌升温至50~55℃,慢慢滴加上述备好的格氏试剂溶液,约1-1.5小时滴完,再继续保温搅拌反应2~3小时,TLC检测反应终点,反应完后慢慢滴加2N盐酸至pH为2-3,滴完后继续水解反应2-3小时,TLC检测水解完全,反应完后降温至20-25℃,分水,200x2自来水洗涤,减压浓缩至近干,回收溶剂并处理套用。再在上述残夜中加入600ml酒精,加热使其溶解,加入5g活性炭,回流脱色1~1.5小时,趁热过滤,滤饼用80ml酒精泡洗,合并滤液与洗液,常压浓缩至回收约85%酒精,然后加入500ml纯净水,继续蒸出约150ml含乙醇50-60%的溶剂,再将体系降温至5~10℃,搅拌析晶2~3小时,过滤,滤饼用少量 50%的乙醇溶液洗涤,70℃以下烘干,得格氏物94.6g,HPLC含量99.2%,重量收率94.6%。
C、甲基***的制备
在一个1000ml三口瓶中,加入100g 格氏物,500ml甲苯,搅拌,慢慢升温至60~65℃,滴加30%盐酸溶液240ml,约1.5~2小时滴完,滴完后保温反应4~5小时,反应完后,降温至20-25℃,分水,2x200ml自来水洗涤,然后减压蒸馏,回收约90~95%的甲苯,然后加入600 ml自来水,降温至10~15℃,搅拌析晶2-3小时,过滤,水洗至中性,滤饼70℃以下烘干,得甲基***粗品87.5g,HPLC含量98.5%,收率87.5%。将上述粗品溶入500ml酒精中,加入5g活性炭,加热回流1.5-2小时,降温至55-60℃,趁热过滤,滤饼用约80ml酒精泡洗,合并滤液与洗液,常压浓缩至回收约88-90%酒精,再将体系降温至-5~0℃,搅拌析晶2~3小时,过滤,滤液回收溶剂与母液料套用,滤饼用少量 50%的乙醇溶液洗涤,70℃以下烘干,得甲基***81.6g,HPLC含量99.2%,重量收率81.6%。
实施例二:
A、醚化物的制备
在一个1000ml三口瓶中,加入100g 4AD,600ml二氯甲烷,80ml原甲酸三乙酯,2g对甲苯磺酸,保温于20~25℃搅拌反应12~16小时,TLC检测反应终点,反应完后加入3ml 吡啶,搅拌20~25分钟中和酸,减压浓缩,回收二氯甲烷,降温,加入100ml乙醇,然后将体系冷却到-5~0℃,搅拌结晶2~3小时,抽滤,少量乙醇洗涤,洗液和滤液合并,回收溶剂和粗品套用;滤饼70℃以下烘干,得醚化物100.2g,HPLC含量99.4%,重量收率100.2%。
B、格氏物的制备
在一个1000ml三口瓶中,加入35g 镁粉,350ml***,搅拌,保温于35-40℃通入120g氯甲烷,通完后继续搅拌反应4~6小时,直至镁粉基本消失,得格氏试剂备用;在另一个1000ml三口瓶中,加入100g醚化物,500ml甲苯,搅拌升温至50~55℃,慢慢滴加上述备好的格氏试剂溶液,约1-1.5小时滴完,再继续保温搅拌反应2~3小时,TLC检测反应终点后,慢慢滴加2N盐酸至pH 2-3,滴完后继续水解反应2-3小时,TLC检测水解完全,反应完后按照实验例一相关内容的处理方法,得格氏物91.6g,HPLC含量99.5%,重量收率91.6%。
C、甲基***的制备
在一个1000ml三口瓶中,加入100g 格氏物、500ml酒精,搅拌,慢慢升温至60~65℃,滴加40%的氢溴酸溶液240ml,约1.5~2小时滴完,滴完后,保温反应4~5小时,反应完后,降温至20-25℃,加入液碱调pH至6.5-7.5,然后减压蒸馏,回收90-95%的酒精,然后加入600 ml自来水,降温至10~15℃,搅拌析晶2-3小时,过滤,水洗至中性,滤饼70℃以下烘干,得甲基***粗品87.0g,HPLC含量98.5%,收率87.0%。将上述粗品按照实验例一相关操作重结晶,得甲基***80.8g,HPLC含量99.4%,重量收率80.8%。
实施例三
A、醚化物的制备
在一个1000ml三口瓶中,加入100g 4AD,200ml乙醇,80ml原甲酸三乙酯,通入HCl气体2g,密闭,保温于20-25℃搅拌反应12~16小时,TLC检测反应终点,反应完后,加入3ml 吡啶,搅拌20~25分钟中和酸,然后将体系冷却到-5~0℃,搅拌结晶2~3小时,抽滤,少量乙醇洗涤,洗液和滤液合并,回收溶剂和粗品套用;滤饼70℃以下烘干,得醚化物103.2g,HPLC含量99.1%,重量收率103.2%。
B、格氏物的制备
在一个1000ml三口瓶中,加入35g 镁粉、350ml四氢呋喃,搅拌,保温于35-40℃通入120g溴甲烷,通完后,继续搅拌反应4~6小时,直至镁粉基本消失,得格氏试剂备用;在另一个1000ml三口瓶中,加入100g醚化物,500ml四氢呋喃,搅拌升温至50~55℃,慢慢滴加上述备好的格氏试剂溶液,约1-1.5小时滴完,再继续保温搅拌反应2~3小时,TLC检测反应终点后,慢慢滴加2N盐酸至pH 2-3,滴完后继续水解反应2-3小时,TLC检测水解完全,反应完后,降温至20-25℃,滴加液碱调pH7.0-7.5,然后减压浓缩回收90-95%的四氢呋喃,再降温至20-25℃,加入500ml自来水,搅拌析晶,得格氏物粗品,粗品用酒精重结晶,得格氏物94.6g,HPLC含量99.2%,重量收率94.6%。
C、甲基***的制备
在一个1000ml三口瓶中,加入100g 格氏物、500ml甲苯,搅拌,慢慢升温至60~65℃,滴加50%的对甲苯磺酸溶液240ml,约1.5~2小时滴完,滴完后,保温反应5~6小时,反应完后,按照实验例一相关内容的处理方法处理,得甲基***粗品87.2g,HPLC含量98.0%,收率87.2%。将上述粗品按照实验例一相同操作重结晶,得甲基***80.2g,HPLC含量99.5%,重量收率80.2%。
Claims (4)
1.甲基***的制备方法,即以4-雄烯二酮(简称4AD)为原料,其特征在于:经三步反应合成甲基***;
A、合成醚化物,是将4AD与原甲酸三乙酯在低碳醇有机溶剂中,酸催化反应得醚化物3-乙氧基-雄甾-3,5-二烯-17-酮;
B、合成格氏物,是用格氏试剂甲基卤化镁与上述醚化物溶入有机溶剂中,使醚化物中的17位酮基与格氏试剂加成,并水解得格氏物3-乙氧基-17a-甲基-雄甾-3,5-二烯-17-醇;
C、合成甲基***,是将格氏物在有机溶剂中,酸催化水解得甲基***。
2.根据权利要求1所述甲基***的制备方法,其特征是,三步合成的具体操作如下:
A、合成醚化物:将4AD在有机溶剂中与原甲酸三乙酯在酸催化下,于20~50℃搅拌反应12~16小时,反应完后加入0.02g弱碱中和至pH 7~7.5,进一步后处理,得醚化物3-乙氧基-雄甾-3,5二烯-17-酮,其HPLC含量98.5~99.5%,重量收率100~102%;
B、合成格氏物: 将镁粉、有机溶剂加入至反应器中搅拌,控温至25-55℃,慢慢加入甲基卤代烷,反应4-6小时,直至镁粉完全消失,得格氏试剂备用;再将上述醚化物溶解于有机溶剂中,搅拌,控温至40-60℃,慢慢滴加上述备好的格氏试剂,约1-1.5小时滴完,再保温于40~60℃反应2~3小时,TLC确认反应终点,再慢慢滴加酸,水解2-3小时,水解完后,分水,水洗,有机层减压浓缩回收有机溶剂,然后以酒精、活性炭脱色重结晶,得格氏物3乙氧基-17a甲基-雄甾3,5,-二烯-17-醇,HPLC含量99.0%以上,重量收率90~95%;
C、合成甲基***: 将上述格氏物溶入有机溶剂中,搅拌,保温于40~80℃下慢慢滴加酸,反应10~12小时,TLC确认反应终点,再用液碱调pH至6.8~7.2,回收有机溶剂,降温水析,得甲基***粗品;HPLC含量97.0-98.5%,重量收率85.5-88.5%;粗品溶入C4以下低碳醇中,加入活性炭,加热回流1.5-2.0小时,稍冷却,趁热过滤,滤饼用相当于投料格氏物0.5-1份重量的低碳醇洗涤后收集处理,洗液和滤液合并,常压浓缩至回收88-90%的溶剂,然后停止浓缩,冷至-5-0℃,搅拌析晶3-4小时,过滤,滤液回收溶剂与母液料套用,滤饼100℃以下烘干,得甲基***产品,熔点162~167℃,HPLC含量99.0-99.5%,本步收率80-82%。
3.根据权利要求1所述甲基***的制备方法,其特征是,上述醚化物合成中所述有机溶剂,包括二氯甲烷,甲苯,甲醇、乙醇;反应所用的酸催化剂包括盐酸,硫酸,磷酸,醋酸,对甲苯磺酸,草酸;中和所用弱碱包括碳酸钠或吡啶,反应温度20~50℃;反应物的重量配比是,4AD:原甲酸三乙酯:酸=1:0.5~1.0: 0.01~0.05;反应物与溶剂间的配比是,4AD:有机溶剂=1g:2~8ml;
上述格氏物合成所述格氏反应的有机溶剂,包括甲苯,苯,氯仿,四氢呋喃,二氧六环;格氏试剂制备的有机溶剂包括***,四氢呋喃;试剂甲基卤代烷包括氯甲烷、溴甲烷、碘甲烷;水解所用的酸包括醋酸、对甲苯磺酸或盐酸、硫酸;格氏试剂制备反应温度为25~55℃,格氏反应与水解反应的反应温度为40~60℃;反应物间的重量配比是,醚化物:镁:卤代甲烷:格氏试剂溶剂=1:0.2~0.5: 0.8~1.5:2~5,反应物与溶剂间的配比是:醚化物:反应有机溶剂=1g:4~8ml;
上述格氏物水解制备甲基***所用有机溶剂,包括甲苯、丙酮、甲酸、醋酸,C4以下低碳醇如甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇;所述酸包括盐酸、硫酸或三氟乙酸、对甲苯磺酸;反应温度40~80℃;反应物间的重量配比是: 格氏物:酸=1:0.6~1.2,反应物与溶剂间的配比是,格氏物:有机溶剂=1g:4-6ml。
4.根据权利要求2所述甲基***的制备方法,其特征是,
醚化物合成中所述有机溶剂是乙醇,反应所用的酸催化剂是对甲苯磺酸,中和反应温度20~30℃;反应物的重量配比是,4AD:原甲酸三乙酯:酸=1:0.8:0.02; 4AD:有机溶剂=1g::6~8ml;
格氏反应的有机溶剂是甲苯,格氏试剂制备的有机溶剂是四氢呋喃,试剂甲基卤代烷是溴甲烷;水解所用的酸是盐酸,格氏试剂制备反应温度40~45℃,格氏反应与水解反应的反应温度是50~55℃;反应物间的重量配比是,醚化物:镁:卤代甲烷:格氏试剂溶剂= 1:0.35:1.2:3.5,醚化物:反应有机溶剂=1g:5ml;
合成甲基***所用有机溶剂是醋酸或酒精,所述酸是盐酸;反应温度60~65℃;反应物间的重量配比是: 格氏物:酸=1:0.8;格氏物:有机溶剂=1g:5ml。
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