替加環(huán)素的合成

中國醫藥工業(yè)雜志Chinese Journal of Pharmaceuticals 2011, 42(4)●241●化學(xué)藥物與合成技術(shù)替加環(huán)素的合成劉帥'，姚穎'，李子成'*，張會(huì )(1.四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，四川成都610065; 2. 成都百?？萍贾扑幱邢薰?，四川成都61130)摘要:鹽酸米諾環(huán)素經(jīng)硝化和還原得9-氨基米諾環(huán)素二硫酸鹽(8)，經(jīng)鹽酸和氨水處理得9-氨基米諾環(huán)素鹽酸鹽(9);另以澳乙酸叔丁酯為原料,經(jīng)縮合、酸水解和氯化得N叔丁基甘氨酰氯鹽酸鹽(5). 5和9反應后經(jīng)乙醇-丙酮(1 : 1)及丁醇重結晶，制得抗生素替加環(huán)素，總收率約28% (以鹽酸米諾環(huán)素計)，純度99.8%。關(guān)鍵詞:替加環(huán)素:抗生素;合成中圖分類(lèi)號: R978."4文獻標志碼: A文章編號: 1001-8255 (2011)04-0241-04Synthesis of TigecyclineLIU Shuai', YAO Ying', LI Zicheng'*, ZHANG Huit(1. School of Chemical Engineering. Sichuan University, Chengdu 610065; 2. Chengdu Baiyu Pharmaceutical Co., Lid, Chengdu 61130)0ABSTRACT: 9-Aminominocycline disulfate (8) was synthesized from minocycline hydrochloride by nitrationand reduction. Compound 8 was treated with bydrochloric acid and ammonium hydroxide to form 9-aminominocyclinehydrochloride (9) . N-1-Butylglycyl chloride hydrochloride (5) was prepared from butyl 2-bromoacetate throughcondensation, acid hydrolysis and chlorination. Tigecycline was synthesized from condensation of compound 9 with5, and recrysallization with ethanol-acetone(1 : 1) followed by butanol. The overall yield was about 28% (based onminocycline hydrochloride) , and the purity of tigecycline was about 99.8%.Key Words: tigecycline; antibiotics; synthesis替加環(huán)素(tigecycline, 1), 化學(xué)名為4,7-雙四環(huán)素類(lèi)抗生素遇日光會(huì )變色，酸性及堿性條(二甲胺基)-9-[[[(1,1-二甲基乙基)氨基]乙酰件下易發(fā)生水解，并且可以和金屬離子在一定條件基]氨基]_1,4,5a,6,11,12a-八氫-3,10,12,12a-下形成螯合物，其C-11和C-12.上的羥基容易發(fā)生四羥基-1,11-二氧代并四苯-2-甲酰胺，是美國惠氧化，C-4上的二甲胺基即使在比較溫和的環(huán)境下氏藥物公司開(kāi)發(fā)的四環(huán)素類(lèi)抗生素，2005年經(jīng)美. (弱堿性、溫度高于25 C以及潮濕條件下)也容國FDA批準上市"。與米諾環(huán)素(minocycline) 相.易發(fā)生異構化，從而加大合成上的困難(5.6。比，1在9-位增加了N-叔丁基甘氨酰胺基，這一1的合成可以6-去甲金得素或米諾環(huán)素為原獨特的結構使得1可以克服由外排及核糖體保護介料 1。前者需經(jīng)催化氫化、硝化等步驟,操作復雜，導的耐藥性，用于治療四環(huán)素耐藥菌株所致的感染，總收率較低。后者主要有以下兩條路線(xiàn):①先制得市場(chǎng)前景廣闊4。9-硝基米諾環(huán)素，還原得到9-氨基米諾環(huán)素，與鹵代乙酰鹵或鹵代乙酐等?；噭┓磻?，最后和叔收稿日期: 2011-01-26作者簡(jiǎn)介:劉帥(1986-). 男，碩士研究生,專(zhuān)業(yè)方向:制藥中間丁胺反應制得(5.7];②先制得9-氨基米諾環(huán)素，然體及約物合成。四丁其廿每醚氣址酸鹽反應，路線(xiàn)短,通信聯(lián)系人:李子成(1968-), 男，副教授，從事雜環(huán)化合物類(lèi)醫中國煤化工藥及中間體的合成研究。收率Tel(Fax): 028-85405221E-mail: sculzc@scu.edu.cnTHC.NM HG復米諾環(huán)素(6)為242●中國醫藥工業(yè)雜志Chinese Joumal of Pharmaceuticals 2011, 42(4)原料，在濃硫酸中經(jīng)硝酸鈉硝化得9-硝基米諾環(huán)穩定性較差，會(huì )產(chǎn)生新的雜質(zhì)。本研究先經(jīng)過(guò)有機素硫酸鹽(7)，7不經(jīng)純化直接進(jìn)行催化氫化得9-溶劑處理得到8固體，干燥去除有機殘留后，在水氨基米諾環(huán)素硫酸鹽(8), 8在鹽酸和氨水作用下溶液中直接將8轉化成9，不僅減少了有機溶劑的得9-氨基米諾環(huán)素鹽酸鹽(9), 9與自制的N-叔使用，收率較高，且所得產(chǎn)品純度可達95%以上丁基甘氨酰氯鹽酸鹽作用，最后經(jīng)乙醇-丙酮處理(HPLC法)。和丁醇重結晶制得1.硝化時(shí)溫度、加料速度和氯溴乙酸叔丁酯(2)與叔丁胺反應得到N-叔丁化氫殘留對反應有重要影響[9),本研究通過(guò)控制反基甘氨酸叔丁酯(3), 3在酸性環(huán)境下水解得到N-應溫度，采取分批少量加入的方式和充分去除反應叔丁基甘氨酸(4)，4與氯化亞砜反應得到N-叔丁體系的氯化氫來(lái)減少由此帶來(lái)的開(kāi)環(huán)、二硝基化合基甘氨酰氯鹽酸鹽(5)。制備5時(shí)，文獻[8]用過(guò)物以及氯代物等雜質(zhì)的生成。文獻(10)在硝化后處量叔丁胺對2進(jìn)行氨基化，但接下來(lái)濃縮時(shí)會(huì )帶出理過(guò)程中使用乙醚，純化效果較差;本研究以異丙大量產(chǎn)品，損失較大;本研究采用2倍當量的叔丁醇進(jìn)行后處理，所得固體顆粒較大，容易過(guò)濾,并胺，反應結束后先過(guò)濾除去氫溴酸鹽，不經(jīng)濃縮直且能夠去除一部分雜質(zhì)。 在還原過(guò)程中，將7溶解接加入足量鹽酸，分層后水相直接進(jìn)行水解反應，在醇/水溶液中，比文獻[1以水為溶劑的還原條可以避免濃縮帶來(lái)的損失。參考相關(guān)文獻(8],將5件更溫和，還原時(shí)間短。通過(guò)將8制備成9的過(guò)程與9進(jìn)行反應制得1粗品，用乙醇-丙酮處理，除可以將9純化。文獻[8.9)在濾除鈀炭后加入鹽酸，.去大部分雜質(zhì)，再參考相關(guān)文獻(12)用丁醇進(jìn)-步用氨水調節pH至等電點(diǎn)，從而析出產(chǎn)品，但是由純化得到1純品。本法步驟較短，條件溫和，有機于體系中存在有機溶劑，收率和純度均較低;文溶劑使用少，操作簡(jiǎn)便，適合工業(yè)化生產(chǎn)，以6計獻10]將8固體干燥后，先轉化成游離態(tài)的9-氨基總收率為27.9% (文獻°8: 29%),純度>99.8%米諾環(huán)素，然后再轉化成相應的鹽酸鹽，該過(guò)程要(HPLC法)。1的合成路線(xiàn)見(jiàn)圖1.使用大量有機溶劑，且游離態(tài)的9-氨基米諾環(huán)素o- t- HC. +NcCHcOo .Ha SoC3. + -NHCH.CC .Hea4Y￥OH.Ha. NaNO,H2SOo.、: 2H2SO4.NH2ONNH2'oH。ontB。7PdC,Hz_2H2SO44 )HCI1N^YNH22) NHL.OH)HHcl 1) 5,OH,NH2 2) NH2OH,NH2OH 0 or9t6 0中國煤化工MHCNMHG圖11的合成路線(xiàn)中國醫藥[業(yè)雜志Chinese Journal of Pharmaceuticals 2011, 42(4)243●實(shí)驗部分丙醇(100 mlx2)洗滌，得淺黃色固體7粗品，不N-叔丁基甘氨酸鹽酸鹽(4)經(jīng)純化直接用于下步反應。1L單口燒瓶中加入叔丁胺(142.7g, 1.94 mol)9-氨基米諾環(huán)素二硫酸鹽(8)和甲苯(380 ml)，室溫攪拌下緩慢滴加2(185.2 g,如上所得7于攪拌下溶解于去離子水(100ml)0.95 mol)的甲苯(570 ml)溶液，逐漸生成白色固體。和無(wú)水甲醇(150 ml)的混合液中。加入10% Pd/C滴畢升溫至50 C，攪拌反應1h,再升溫至70 C,(4.0 g),于0.3 MPa氫壓下催化氫化反應4h。濾攪拌反應3h。冷卻至室溫，冰箱中靜置1h。過(guò)除催化劑，用甲醇(25 mlx2)洗滌，劇烈攪拌下，濾,濾餅用甲苯洗滌(100 mlx2)。合并濾液和洗液，將所得黃色濾液緩慢滴加到冰鹽浴冷卻的異丙醇加入濃鹽酸(475 ml)，加熱至80 C反應3h.冷卻(1 500 ml)中,析出黃色固體。滴畢室溫攪拌0.5h。.到室溫，分相，有機相用去離子水(100 ml)洗滌。氮氣保護下過(guò)濾,濾餅用無(wú)水乙醚(200 mlx2)洗滌，合并水相，減壓濃縮至漿狀，加入異丙醇(200 ml),減壓干燥后得8(59.9g)，直接用于下步反應。MS-再濃縮至約100 ml,冰箱靜置0.5h。過(guò)濾，濾餅ES (m/z): 473[M*+1]。用異丙醇(20 mlx2)洗滌，60 ~ 70 C干燥后得白9-氨基米諾環(huán)素鹽酸鹽(9)色固體4(123.5g)。濾液重復上述操作2次，又8(53.5g，0.08 mol)溶于0~4 C去離子水得白色固體4(18.6g)。共計得4 142.1 g,收率為.(180 ml)中，攪拌下加入濃鹽酸(14 ml), 攪拌93.6%，mp 207~ 210 C. 'H NMR (400 MHz,1 h。加濃氨水緩慢調至pH 3.0。 加入無(wú)水亞硫酸D2O)δ: 1.45(s, 9H), 3.92 (s, 2H)。鈉(0.6g),再加稀氨水調至pH4.2, 0~5 C攪拌N-叔丁氨基甘氨酰氯鹽酸鹽(5)1 h,其間保持體系pH(4.2+0.2)。 停止攪拌，,生成在250 ml單口燒瓶中加入研磨過(guò)的4(50.0 g,少量黃色固體。于-5~5 C下靜置24h,氮氣保護0.30 mol)、無(wú)水甲苯(225 ml)和DMF (2.5 ml),下過(guò)濾， 濾餅依次用0~5 C的去離子水(25 mlx室溫攪拌"下通過(guò)連接有尾氣吸收裝置的恒壓滴液漏2，pH 4.2)和異丙醇(45 mlx2)洗滌，減壓干燥，斗緩慢滴加氯化亞砜(32.5 ml, 0.45 mol)。加畢升得黃色固體9(16.7g，以6計收率36.7%)，mp溫至80~ 85 C反應3 h。冷卻到室溫，減壓蒸除198~ 202 C (分解)，[a]3D -246.0 (c 0.2, H0),殘留的氯化亞砜以及產(chǎn)生的二氧化硫和氯化氫。冰[a]? -239.0* (c 0.2, CH,0H)。純度96.7% [HPLC箱靜置0.5h,過(guò)濾，濾餅用無(wú)水甲苯(45 mlx3)和歸一化法:色譜柱Waters RPCq柱(4.6 mmx乙醚(60 mlx2)洗滌，室溫減壓干燥，得白色固150 mm, 3.5 μm);流動(dòng)相A: 0.03 mo/L KH,PO4體5(50.1 g，90.2%)。 IR(KBr)v(cm^): 3 060.45,(用磷酸調至pH2)，B:乙腈-水(9 : 1), A :2 750.57, 1 762.62, 1 638.4. .B=96 : 4;檢測波長(cháng)250 nm;流速0.8 ml/min;9-硝基米諾環(huán)素二硫酸鹽(7)柱溫35 C ]。MS-ES (mlz): 473 [M'+1]; 'H NMR500 ml三頸瓶中加入6(購自武漢遠城科技發(fā)(400 MHz, DMSO-d)8: 1.52 ~ 1.56(m, 1H, 5~CH),展有限公司，含量92.9%, 50.0g, 0.1 mmol),冰2.22 ~ 2.28 (m, 1H, 6-CH), 2.45(s, 6H, 4-N(CH),鹽浴冷卻下加入濃硫酸(100 ml)，攪拌溶解后真2.76(s, 6H, 7N(CH)2), 4.3(s, 1H, 4-CH), 8.0(s, 1H,空抽至無(wú)氣泡，繼續攪拌抽氣1h,得黃色透明溶CH-8), 9.05 (s, 1H), 9.55(s, 1H), 9.95(brs, 1H)。液?？販赜?5~0 C，分次加入硝酸鈉(10.1 g,替加環(huán)素(1)0.13 mol)。同溫攪拌反應1 ~ 1.5 h,得橘黃色溶液。將9(15.5 g, 0.03 mol)加至0~5 C的去離HPLC顯示反應完全后，冰鹽浴控溫于-5~0 C，子水 (75 m1)中。氮氣保護下分次加入5(18.0 g,攪拌下加至異丙醇(600 ml)中，析出淺黃色固體。0.11|中國煤化工h。HPLC顯示反滴畢同溫攪拌30 min，氮氣保護下過(guò)濾，濾餅經(jīng)異應完YH ;CNMHG調至pH 7.2。 加中國醫藥工業(yè)雜志Chinese Journal of Pharmaceuticals 2011, 42(4)入甲醇(150 ml)，用二氯甲烷(150 m1)萃取,再OH), 12.56(br s, 1H, OH)。加5%氨水(約1.5 m1)調至pH 7.2.攪拌15 min后分液。水相用二氯甲烷(150 mlx5)萃取。合并參考文獻:有機相，用50%甲醇(50 mlx2)洗滌2次，無(wú)水[1] 邵昌,王濤,楊志鈞,等.替加環(huán)素的合成方法:中國,硫酸鈉干燥過(guò)夜后過(guò)濾。濾餅用二氯甲烷(50 mlx101450916 [P]. 2009-06-10.:2] Patricia AB. Tigecycline: a first in class glyecline []. Clin2)洗滌，合并濾液和洗液，25 ~ 35 C減壓濃縮，Microbiol Newslet, 2004, 26(21): 163-167.40 C下真空干燥24 h,得棕色固體1粗品(15.3 g,3] Wieser J, Pichler A, Hotter A. Crytallie solid forms: wO,87.1%)，純度91.8% [HPLC歸- -化法:色譜柱2008155405 [P]. 2008-12-24.伊利特C1g柱(4.6 mmx150 mm, 3.5 um);流動(dòng)相4] 吳春虎，封玉彬.替加環(huán)素的合成及市場(chǎng)前景[J].河北A:磷酸鹽緩沖液(K,HPO, 4.35 g和EDTA 0.93 g化工, 2008, 31 (10): 64-65.溶于水950ml中，用磷酸調至pH6.4)-乙腈s5] Evegency T, Sofia G, Slavik Y, et al. Process for preparation(95 : 5)，B:磷酸鹽緩沖液(K,HPO, 4.35 g和of 9-haloacetamidominocyclines: wO, 2008066908 [P].EDTA 0.93 g溶于水500 ml中,用磷酸調至pH 6.4)-2008-06-05.6] Krishnan L, Leese RA, Krishnan R. Method for乙腈(500 : 500)， 梯度洗脫: 0~40 min, A :selective extracing a 7-(hydrogen or substitutedB=85:15;40~55min,A:B=85:15~amino) .9-[ (substituted glyey1) amido] -6 demethy1-6-57:43;55~59min,A:B=57:43~0:deoxytetracycline compound: US, 5675030 [P]. 1997-10-07.100;59~66min，A:B=0:100~85:15;7] Sum PE, Petersen P. 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