新兽药盐酸沃尼妙林的合成
盐酸沃尼妙林(Valnemulinhydrochlode)的化学名称为:[[2-[[(2R)-2-氨基-3-甲基丁酰]氨基]-1,1-二甲基乙基]巯基]乙酸(3aS,4R,S,6S,8R,9R,9aR,10R)-6-乙烯基-5-羟-4,6,9,10-四甲基-1-氧代十氢-3a,9-丙烷-3aH-环戊-[8]环辛烯-8-酯盐酸盐,化学结构式如图1所示。分子量为601.30,性状为白色非结晶粉末,有强吸湿性,溶于水、乙醇,在甲基叔丁基醚中几乎不溶,熔点为174~177℃。
盐酸沃尼妙林是新一代截短侧耳素类半合成抗生素,属二萜烯类,与泰妙菌素属同一类药物,是动物专用抗生素。主要用于防治猪、牛、羊及家禽的支原体病和革兰氏阳性菌感染。1999年由欧共体批准用于预防与治疗由猪痢疾短螺旋体感染引起的猪痢疾和由肺炎支原体感染引起的猪地方性肺炎[1-2],是第一个全欧洲批准的兽用药物预混剂,被列为兽用处方药。2010年9月9日,农业部1457号公告批准我国研制的盐酸沃尼妙林原料及预混剂被农业部批准为国家二类新兽药。因此,在我国兽医临床上具有广阔的应用前景。
盐酸沃尼妙林的化学合成方法已经有很多文献报道[3-6],但存在很多问题,例如收率低,成本高,操作不方便等。为解决现有方法中的不足之处,本研究设计了如图2所示的合成路线。具体方法如下:以精制的截短侧耳素(2)为原料,经对甲苯磺酰氯(p-TsCl)磺化后,与二甲基半胱胺盐酸盐反应,制得截短侧耳素半胱胺取代物;另外由D-缬氨酸、乙酰乙酸甲酯和氢氧化钾反应制得(R)-2-(1-甲氧羰基-2-烯丙基)氨基-3-甲基丁酸钾,经氯甲酸乙酯活化后与截短侧耳素半胱胺取代物反应,最后通过调节pH值,经反相萃取后,冻干得盐酸沃尼妙林。
1 材料与方法
1.1 仪器与原料
X-4型熔点测定仪(上海予正仪器设备有限公司),Variancheminova-00型核磁共振仪(美国瓦里安公司),Agilent1100Seies高效液相色谱仪(美国安捷伦公司),JJ-1型电动搅拌器、SH2D型水循环真空泵、HH型恒温水浴锅、DGX-9243B-1电热鼓风干燥箱(均为河南巩义科华仪器有限公司)。
截短侧耳素(湖北鑫源顺医药化工有限公司,纯度85%,批号20120701),二甲基半胱胺盐酸盐(河北隆德医药化工科技有限公司,批号20120301),D-缬氨酸(武汉大华伟业医药化工有限公司,批号20120501),乙酰乙酸甲酯、N-甲吗啉、氯甲酸乙酯,甲基叔丁基醚、活性炭、对甲苯磺酰氯、氢氧化钠、乙酸乙酯、硼酸、氢氧化钾、异丙醇、盐酸、二氯甲烷,均为工业品。
1.2 方法
1.2.1 截短侧耳素的精制 先将截短侧耳素250g溶于甲基叔丁基醚2000mL中,搅拌溶清。然后加入活性炭50g,室温搅拌3h进行脱色,过滤掉活性炭,滤液加热浓缩至约500mL时有大量晶体析出,停止加热,冷却至室温,然后继续搅拌4h。晶体经离心后,烘干得到截短侧耳素精品220g(收率88%),纯度95%(HPLC法)。
1.2.2 对甲苯磺酰基截短侧耳素(3)的合成 将对甲苯磺酰氯20g(0.105mol)溶于甲基叔丁醚300mL,搅拌溶清后,再加入步骤(1)制备的截短侧耳素精品40g(0.105mol),滴加30%的aOH溶液15mL(0.11mol),滴完升温回流反应3h,后冷却至室温,过滤得固体,烘干得对甲苯磺酰基截短侧耳素55g(收率98%)。质谱(MS)(ESI:m/z533.6[M+1]+;核磁共振氢谱(1HNR)(300Hz,CDCl3),δ:0.61(d,J=9.0Hz,H),0.86(d,J=9.0Hz,3H),1.16(s,3H),1.22-.31(m,2H),1.32-1.39(m,5H),1.41(s,3H)1.53-1.78(m,3H),2.01-2.28(m,4H),2.45(s,3H),3.33(d,J=9.0Hz,1H),4.48(s,2H),5.16-.28(m,2H),5.75(d,J=9.0Hz,1H),6.37(dd,J=9.0Hz,12.0Hz,1H),7.34(d,J=6.0Hz,2H),7.80(d,J=9.0Hz,2H)。
1.2.3 截短侧耳素二甲基半胱胺取代物(5)的合成 将步骤(2)合成的对甲苯磺酰基截短侧耳素16g(0.03mol)溶于乙酸乙酯200mL,待清后,加入二甲基半胱胺盐酸盐(4)4.25g(0.03mol,再加入氢氧化钠2.4g(0.06mol),保持温度在5055℃反应10h。反应完成后,加入硼酸10g,反应30min。过滤后,弃去滤渣,滤液浓缩至干,烘干得截短侧耳素二甲基半胱胺取代物12.7g(收率91%)。MS(ESI):m/z466.6[M+1]+;1HNMR(300Hz,CDCl3),δ:0.62(d,J=9.0Hz,3H),0.87(d,J=9.0Hz,3H),1.18(s,3H,1.22(s,6H),1.25-1.32(m,2H),1.35-1.39(,5H),1.42(s,3H),1.54-1.77(m,3H),2.03-229(m,4H),2.54(s,2H),3.12(s,2H),3.33(d,J=9.0Hz,1H),4.49(s,2H),5.18-5.29(m,2H,5.76(d,J=9.0Hz,1H),6.42(dd,J=9.0Hz,12.0Hz,1H)。
1.2.4 (R)-2-(1-甲氧羰基-2-烯丙基)基-3-甲基丁酸钾(6)的合成 将氢氧化钾9g(0.16mo)溶于异丙醇300mL中,搅拌溶清后,加入D-缬氨酸16g(0.136mol)和乙酰乙酸甲酯17mL(.157mol),搅拌回流反应3h后,浓缩至约120mL时有大量固体析出,停止加热,冷却至室温,继续搅拌1h。过滤得固体,烘干得到(R)-2-(1-甲氧羰基-2-烯丙基)氨基-3-甲基丁酸钾33g(收率95.4)。1HNMR(300Hz,CDCl3),δ:0.79-.87(m,6H),1.77(s,3H),2.02-2.16(m,H),2.20(d,J=8.4Hz,1H),3.48(s,3H),3.72(,1H)。
1.2.5 盐酸沃尼妙林(1)的合成 将步骤(4)合成的(R)-2-(1-甲氧羰基-2-烯丙基)氨基-3-甲丁酸钾20g(0.079mol)和N-甲基吗啉8.8mL(0.08mol)溶于甲基叔丁基醚240mL,搅拌解,滴加氯甲酸乙酯8mL(0.084mol),加入步骤3)合成的截短侧耳素二甲基半胱胺取代物(5)33g(0.071mol),控制温度在20℃,反应4h。反应完成后,加入纯水250mL搅拌,用2mol/L盐调节pH值恒定在2~2.5之间,搅拌反应5h后,静止分层。收集水层,弃去甲基叔丁基醚层,水层依次用二氯甲烷30mL、乙酸乙酯30mL、甲基叔丁基醚0mL各萃取一次后,最后收集的水层在真空下抽干残留的有机溶剂后,冻干得到盐酸沃尼妙林39.3g(收率92.1%),总收率为69%。MS(ES):m/z565.8[M+1]+;1HNMR(300Hz,CCl3),δ:0.71(d,J=9.0Hz,3H),0.89(d,J=90Hz,3H),1.09-1.19(m,17H),1.24(s,6H),1.2-1.38(m,3H),1.41-1.52(m,4H),1.60-1.88(,3H),2.42-2.50(m,3H),3.12-3.33(m,1H),3.5-3.87(m,1H),4.08-4.27(m,1H),5.16-5.31(,2H),5.81(d,J=9.0Hz,1H),6.44(dd,J=9.0H,12.0Hz,1H),7.89(s,1H),8.44(s,3H)。
2 结果
2.1 结构确证
中间体及终产物都经过MS和1HNMR进行了确证,结果显示与理论结构一致。
2.2 质量分析
参考进口兽药标准欧洲药典(EP6.0)对本工艺合成的盐酸沃尼妙林进行了质量检测,检测结果见表1。
从上述结果可以看出,采用本合成工艺路线可以生产出含量高、杂质少的合格的盐酸沃尼妙林原料药。
3 讨论与小结
截短侧耳素的精制在文献[7]中先后使用了甲醇、水、石油醚、乙酸丁酯、乙醚和乙酸乙酯6种溶剂进行重结晶,过程复杂且繁琐。本合成工艺对此进行了改进,用甲基叔丁醚对截短侧耳素进行重结晶,简化了操作过程,提高了收率(达88%)。
在制备对甲苯磺酰基截短侧耳素(3)时有的文献[4]采用直接蒸干溶剂的方法,导致部分未反应的反应物如对甲苯磺酰氯、截短侧耳素、氢氧化钠和一些不明杂质直接包在产物(3)中被带入下一步反应。还有的文献[5]把滤液醚层进行了水洗再蒸干,但是,这样也只是去除了水溶性的杂质而不能去除有机物杂质。而本工艺用甲基叔丁基醚作为溶剂,过滤直接得到(3)。在该条件下,产物(3)在甲基叔丁基醚中的溶解性很低,而对甲苯磺酰氯和截短侧耳素可以溶解在其中,过滤可以使产物和反应物及杂质能够有效的分离,得到的产物(3)纯度更高。在制备截短侧耳素二甲基半胱胺取代物(5)时有的文献[6]采用的是混合溶剂,混合溶剂回收困难且不能再利用,这对于生产成本的控制和环境保护具有重大影响。本工艺采用乙酸乙酯作为单一溶剂,并且在反应结束后选用了一种合适的酸———硼酸与多余的氢氧化钠成盐而不与(5)成盐。其优点体现在两个方面,一是使用单一溶剂,可反复回收使用;二是使用硼酸直接中和多余的氢氧化钠后过滤蒸干得到产物。
在制备盐酸沃尼妙林时本工艺采用氯甲酸乙酯作为活化试剂,因为生成的混合酸酐相比于氯甲酸烯丙酯生成的混合酸酐[5],亲合性更强,更容易离去,另外由于对起始原料截短侧耳素进行了质量控制(通过重结晶把截短侧耳素的纯度由85%提高到95%),所以操作过程更为简便,纯度和收率也更高。
以精制的截短侧耳素为原料,经对甲苯磺酰氯磺化后,与二甲基半胱胺盐酸盐反应,制得截短侧耳素半胱胺取代物;另外由D-缬氨酸、乙酰乙酸甲酯和氢氧化钾反应制得(R)-2-(1-甲氧羰基-2-烯丙基)氨基-3-甲基丁酸钾,经氯甲酸乙酯活化后与截短侧耳素半胱胺取代物反应,最后通过调节pH值,经反相萃取后,冻干得盐酸沃尼妙林,总收率为69%,所得产品进行了结构确证并按照EP6.0进行了质量检测,产品具有含量高、杂质少等优点。本合成路线收率高,操作方便,具有较好的工业化前景。
(武汉回盛生物科技有限公司,薛克友,葛健,沈华,张卫元,刘洁)
上一篇: 青海青石嘴羊住肉孢子虫感染情况的调查
下一篇: 海南首笔罗非鱼养殖收入保险落地