《以肌苷(IR)為起始原料用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝》是陸錦康和張光興於2001年8月10日申請的專利,該專利的申請號為011238860,公布號為CN1406946,公布日為2003年4月2日,發明人是張光興、陸錦康。
《以肌苷(IR)為起始原料用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝》公開了一種以肌苷(IR)為起始原料,用過量的醋酐將肌苷乙醯化,得到的乙醯化肌苷用Vilsmeier試劑氯化,得到氯-乙醯化肌苷,氯-乙醯化肌苷經脫乙醯基,得到氯化肌苷,再通入液態氨進行氨基化作用,將肌苷(IR)轉化為腺苷(AR)的生產方法。其中,所述的氯-乙醯化肌苷經脫乙醯基,得到的氯化肌苷,可以經過將產物-氯化肌苷分離,再通入液態氨進行氨基化作用,得到產物腺苷(AR);也可以將氯-乙醯化肌苷經脫乙醯基得到氯化肌苷,不經過分離,直接升溫進行氨基化作用,將肌苷(IR)轉化為(AR)。
2005年,《以肌苷(IR)為起始原料用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝》獲得第四屆江蘇省專利項目獎銅獎。
基本介紹
- 中文名:以肌苷(IR)為起始原料用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝
- 公布號:CN1406946
- 公布日:2003年4月2日
- 申請號:011238860
- 申請日:2001年8月10日
- 申請人:陸錦康、張光興
- 地址:江蘇省啟東市啟東港東首江蘇啟東藤尚生化有限公司
- 發明人:張光興、陸錦康
- 分類號:C07H19/16
- 代理機構:北京元中專利事務所
- 類別:發明專利
- 代理人:王明霞
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
腺苷(AR)與肌苷(IR)的結構類似,不同之處僅在於其嘌呤環上6-位處腺苷為-NH2,肌苷為=0。它們都是核苷酸工業的重要原料放埋危,本身也都是藥物。通過一定的方法,腺苷(AR)與肌苷(IR)較易相互轉換。例如J.Amer.Chem.Soc.Vol.80,1669-1675,1958中發表了肌苷(IR)經苯基化保護以後,通過硫代反應,在6-位上接上-SH基,然後甲硫化,再在甲醇氨中經高壓反應生辨腿遷成腺苷(AR)。該工藝步驟多、收率低、產品質量達不到要求,工業化生產存在困難。而腺苷(AR)通過脫氨(化學脫氨或脫氨酶脫氨)可以獲得肌苷(IR)。
二十世紀八十年代以前,腺苷(AR)主要來自核糖核酸(RNA)降解,然後脫磷獲得。八十年代以後,日本開始用發酵法生產腺苷(AR)。但2001年8月前中國國內因無穩產菌株,發酵法生產腺苷(AR)在中國尚未工業化。用以上兩種方法生產腺苷(AR),成本都偏高,使以腺苷(AR)為原料的其它後續核苷酸類產品,如ATP,cAMP,CoA,Ara-A等在市場上缺乏競爭能力。
以往腺苷(AR)與肌苷(IR)這兩個產品的市場價格都是肌苷(IR)高於腺苷(AR)。但自九十年代國中國國內採用大規模工業發酵生產肌苷(IR)以來,肌苷的價格逐年降低,已經從七十年代的人民幣2400-2600元/公斤降至現在(2001年8月)的人民幣130-150元/公斤。所以,已不可能向以往那樣採用腺苷(AR)通過脫氨來獲得肌苷(IR);而由於肌苷(IR)價格低廉,由肌苷(IR)製備腺苷(AR)則成為可能。這樣不但使腺炒寒殃苷(AR)的價格大大降低,而且將使其在國際市場上具有競爭能力。
發明內容
專利目的
《以肌苷(IR)為起始原料用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝》的目的在於提供以中國國內價廉易得的肌苷(IR)為起始原料,用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝,特別是以肌苷(IR)為起始原料,經過乙醯化、氯化、脫乙醯基、通入液態氨進行氨基化作用製備腺苷(AR)的新工藝。該工藝簡單、生產成本低、產率高、產品質量好。
技術方案
以肌苷(IR)為起始原料,將肌苷在過量醋酐存在下乙醯化,得到的乙醯化肌苷經氯化,得到氯-乙醯化肌苷,;-乙醯化肌苷脫乙醯基後,得到的氯化肌苷採用液氨氨化,得到產物腺苷(AR)。
《以肌苷(IR)為起始原料用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝》的另一技術方案為:以肌苷(IR)為起始原料,使肌苷在過量醋酐存在下乙醯化,得到的乙醯化肌苷經氯化,得到氯-乙醯化肌苷;氯-乙醯化肌苷經脫乙醯基,中間產物氯化肌苷不經過分離直接用液氨氨化得到產物腺苷。
具體步驟如下:
a)以肌苷(IR)為原料,在鹼性條件下將肌苷(IR)用過量的醋酐乙醯化,從反應混合物中收集生成物乙醯化肌苷;
b)將生成物乙醯化肌苷和溶解在溶劑中的Vilsmeier試劑/(氯亞甲基)-二甲基氯化銨添加到盛有上述溶劑的反應器中回流,冷卻後,將該反應液用鹼性水溶液中和,用溶劑抽提至少一次,溶劑層合併、乾燥、濃縮得氯-乙醯化肌苷;
c)將上述氯-乙醯化肌苷溶解於事先在0℃下被氨飽和的醇類溶劑中,反應液密封在0℃下放置反應5-30小時;反應後釋放剩餘的氨氣,經濃縮、乾燥,得到氯化肌苷結晶物;所述的醇類溶劑可以是甲醇、乙醇以及適合《以肌苷(IR)為起始原料用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝》的其它醇類;
d)將得到的氯化肌苷溶於液氨中,在一個密封的耐高壓反應器中逐漸升溫至90--130℃反應10--50小時;反應完成後,於室溫下緩慢減壓放出過量的氨,得棕黃-白色固體;將固體溶於適量的純水中重結晶得產物腺苷(AR)。
上述反應稱為四步反應法。
上述方法中,氯乙醯化肌苷的脫乙醯基和氨化也可以連續進行。就是將上述a-b步驟得到的氯-乙醯化肌苷溶解於事先在0℃下被氨飽謎紙和的甲醇、乙醇或其他醇類溶劑中,反應液密封在0℃下放置反應10-50小時;脫乙醯化反應完成之後,將反應液逐漸升溫至90--130℃反應10-50小時,反應混合物經過除氨、中和、結晶得到產物腺苷(AR)。
這種反應方式稱為三步反應法。
該發明中肌凶習鑽旬苷(IR)乙醯化一步中,所述的鹼性條件可以為砒啶、醇鈉以及適合該發明的其他有故疊姜狼機鹼。
該發明中乙醯化肌苷氯化為氯-乙醯化肌苷的反應中,所述的溶劑可以是氯仿、四氯化碳、二氯甲烷、苯、甲苯、THF、DMF等溶婆嫌遙劑一種或一種以上的組合,也可以採用適合該發明的其他溶劑。
上述腺苷的製備方法可以用如下的反應式描述:
以肌苷(IR)為起始原料合成腺苷(AR)的反應圖式:
該發明中,採用溶劑及反應物回收系統,將製備腺苷過程中所用的溶劑及過量的反應物,如氯仿、苯、酒精、甲醇、吡啶、醋酐、氨等均回收再利用,以降低生產成本、減少環境污染。所述的溶劑及反應物回收系統,可以採用常用的技術和方法。
改善效果
《以肌苷(IR)為起始原料用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝》以中國國內價廉易得的肌苷(IR)為原料,經過乙醯化,得到的乙醯化肌苷經氯化,得到氯-乙醯化肌苷;氯-乙醯化肌苷經脫乙醯基、氨化得到腺苷(AR);本生產工藝步驟簡捷,產率高,AR/IR重量收率>50%,確保用低於2公斤IR作1公斤AR,產品質量好,使腺苷(AR)的生產成本大大降低。
附圖說明
圖1是四步反應得到的產物(E)腺苷(AR)的質譜圖;
圖2a是腺苷(AR)標準品的紅外光譜圖;
圖2b是四步反應得到的產物(E)腺苷(AR)的紅外光譜圖;
圖3a是經過四步反應得到的產物(E)腺苷(AR)的色譜(HPLC)圖;
圖3b是經過三步反應得到的產物(E)腺苷(AR)的色譜(HPLC)圖;
圖4是四步反應得到的產物(E)腺苷(AR)的電位滴定圖。
權利要求
1.以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於將肌苷在鹼存在下用過量醋酐乙醯化,得到的乙醯化肌苷經氯化,得到氯-乙醯化肌苷;氯-乙醯化肌苷脫乙醯基後,得到的氯化肌苷採用液氨氨化得到產物腺苷。
2.以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於使肌苷在過量醋酐存在下乙醯化,得到的乙醯化肌苷經氯化,得到氯-乙醯化肌苷;氯-乙醯化肌苷脫乙醯基後,中間產物氯化肌苷不經過分離直接用液氨氨化得到產物腺苷。
3.根據權利要求1或2所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於所述的乙醯化反應中所用的鹼為吡啶或醇鈉。
4.根據權利要求3所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於所述的鹼優選吡啶。
5.根據權利要求1、2、4、或5所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於將乙醯化肌苷用Vilsmeier試劑氯化為氯-乙醯化肌苷;氯化反應的溫度控制在61℃±1℃。
6.根據權利要求1所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於將氯-乙醯化肌苷溶解於事先在0℃下被氨飽和的醇中,反應液密封,在小於0℃下放置反應5-30小時;反應後釋放剩餘的氨氣,經濃縮、乾燥,得到氯化肌苷結晶物。
7.根據權利要求1、2、4、5或7所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於將氯化肌苷溶於液氨中,在一個密封的耐高壓反應器中逐漸升溫至90-130℃反應10-50小時;反應完成後,於室溫下緩慢減壓放出過量的氨,得棕黃-白色固體產物腺苷。
8.根據權利要求2、4、5或7所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於乙醯化肌苷的脫乙醯基和氨化反應連續進行,步驟為:將氯-乙醯化肌苷溶解於事先在0℃下被氨飽和的甲醇中,反應液密封,在小於0℃下放置反應10--50小時後;將反應液逐漸升溫至90--130℃,反應15-40小時,反應混合物經過除氨、中和、重結晶得到產物腺苷。
9.根據權利要求1所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於反應步驟如下:
a)乙醯化反應:將反應物肌苷20公斤,醋酐32升添加到盛48升吡啶的反應罐中,在130℃-131℃下攪拌回流,用薄層層析監測反應,至約1小時薄層層析中反應物基本消失後,將反應液真空濃縮至吡啶和過量的醋酐基本除盡後,在小於5℃的環境下放置至析出沉澱;過濾收集沉澱物並用無水乙醇洗滌、乾燥,得乙醯化肌苷粗產物24公斤,熔點234-239℃;
b)氯化反應:將24公斤乙醯化肌苷和溶解在62.93升的氯仿中的16.32公斤Vilsmeier試劑添加到盛有64.25升氯仿的反應罐中回流,薄層層析監測反應至反應物乙醯化肌苷基本消失;冷卻後,將該反應液在攪拌下滴加到飽和碳酸氫鈉溶液中;水層用氯仿抽提兩次後,合併氯仿層,加無水硫酸鎂於室溫下乾燥,然後,真空濃縮得淡黃色的漿狀物氯-乙醯化肌苷粗產物44.15公斤;
c)脫乙醯基反應:將產物氯-乙醯化肌苷溶解在100升事先在0℃下被約30公斤液氨飽和的甲醇中,反應液密封並在小於0℃下放置15小時;減壓釋放並回收剩餘的氨氣後,真空濃縮至氨和甲醇基本除盡,產物氯化肌苷結晶出來;將氯化肌苷結晶物在室溫下真空乾燥,得粗產物氯化肌苷12.619公斤;熔點182-183.5℃;
d)氨化反應:將反應產物氯化肌苷12.619公斤溶於25公斤液氨中,在一個密封的耐高壓反應器中逐漸升溫至110℃,保持30小時,反應完成後,於室溫下緩慢減壓釋放氨至基本除盡,得棕黃-白色固體腺苷10.44公斤,熔點233-234℃;總的重量收率:52.2%。
10.根據權利要求2所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於包括如下步驟:
a)乙醯化反應:將反應物肌苷20公斤,醋酐32升添加到盛有48升吡啶的反應罐中,在130℃-131℃下攪拌回流,用薄層層析監測反應,至反應物基本消失;將反應液真空濃縮至吡啶和過量的醋酐基本除盡後,在小於5℃的環境下放置至析出沉澱;過濾收集沉澱物並用無水乙醇洗滌、乾燥,得乙醯化肌苷粗產物24公斤,熔點234-239℃;
b)氯化反應:將24公斤乙醯化肌苷和溶解在62.93升的氯仿中的16.32公斤Vilsmeier試劑,添加到盛有64.25升氯仿的反應罐中回流,薄層層析監測反應至反應物乙醯化肌苷基本消失;冷卻後,將該反應液滴加到飽和碳酸氫鈉溶液中;水層用氯仿抽提兩次後,合併氯仿層,加無水硫酸鎂乾燥;然後,真空濃縮得淡黃色的漿狀物氯-乙醯化肌苷粗產物44.15公斤;
c)脫乙醯反應--氨化反應合併進行:44.15公斤產物氯-乙醯化肌苷溶解在65.8升予先在0℃下被約用30公斤液氨飽和的甲醇中;密封的反應液在小於0℃下放置反應15小時後,逐漸升溫至110℃,保持30小時;冷卻至室溫,緩慢減壓釋放氨至基本除盡,得棕黃-白色固體產物腺苷12.86公斤;熔點:233℃;總的重量收率64.3%;
11.根據權利要求10所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於將產物腺苷徹底除淨氨後,加適量純水溶解;用鹽酸調至pH2.0-3.0,加活性炭脫色後,過濾;濾液再調至pH4.5-5.0,冷放置,待析出沉澱,濾去沉澱物;上清液調pH11在小於0℃放置過夜,腺苷結晶析出。
實施方式
實施例1
採用四步反應法製備腺苷:
a)乙醯化反應:將反應物(A)肌苷(IR)20公斤(74.56摩爾),醋酐32升添加到盛有48升吡啶的反應罐中,在130℃-131℃下攪拌回流。用矽膠塗布厚度0.25毫米的薄層層析(TLC)監測反應反應約1小時,待薄層層析中反應物肌苷基本消失後,將反應液真空濃縮至吡啶和過量的醋酐基本除盡後,在小於5℃的環境下放置至析出沉澱。過濾收集沉澱物並用無水乙醇洗滌、乾燥,得乙醯化肌苷(B)粗產物24公斤。熔點234-239℃。重量收率120%。
TLC的展層系統為氯仿:甲醇=9:1;產物(B)乙醯化肌苷Rf≈0.5。
b)氯化反應:將24公斤反應a)得到的產物(B)乙醯化肌苷和溶解在62.93升氯仿中的16.32公斤Vilsmeier試劑:(氯亞甲基)-二甲基氯化銨添加到盛有64.25升氯仿的反應罐中,在61℃±1℃下回流。薄層層析監測反應,反應約1小時後,待反應物(B)乙醯化肌苷基本消失。冷卻後,將該反應混合物溶液在攪拌下滴加到132升飽和碳酸氫鈉溶液中,室溫下1小時滴完。此時,反應液分層。水層用33升氯仿抽提兩次後,合併氯仿層,加無水硫酸鎂(MgSO4)4.8公斤於室溫下乾燥至少0.5小時;然後,在30℃下,真空濃縮得淡黃色的漿狀物(C)氯-乙醯化肌苷粗產物44.15公斤。
TLC的展層系統為氯仿:甲醇=9:1;產物(C)氯-乙醯化肌苷Rf≈0.8。
c)脫乙醯基反應:將產物(C)氯-乙醯化肌苷溶解在100升事先在0℃下被約30公斤液氨飽和的甲醇中,反應液密封並在0℃下放置15小時。減壓釋放並回收剩餘的氨氣後,在30-32℃下真空濃縮至氨和甲醇基本除盡,產物(D)氯化肌苷結晶出來。將氯化肌苷結晶物在室溫下真空乾燥,得薄層層析下顯示均一的一個斑點,即粗產物(D)氯化肌苷12.619公斤。熔點182-183.5℃。對產物B的重量收率為52.58%。該產物可在甲醇中重結晶。
TLC的展層系統為氯仿:甲醇=4:1。
d)氨化反應:將反應產物(D)氯化肌苷12.619公斤溶於25公斤液氨中(氯化肌苷:液氨摩爾比為1:33),在一個密封的耐高壓反應器中逐漸升溫至110℃,保持30小時。罐壓在79公斤——74公斤變化。反應完成後,於室溫下緩慢減壓釋放氨至基本除盡,得棕黃-白色固體。將固體溶於適量的純水中再結晶得產物(E)腺苷(AR)10.44公斤。熔點233-234℃。重量收率82.73%。質譜測定證明符合腺苷(AR)的分子量;紅外光譜測定證明具有腺苷的特徵峰,並與標準腺苷(AR)的紅外光譜圖一致;色譜(HPLC)測定純度:>99.50%;電位滴定法證明含量>98%,如附圖1-4所示。以上主要指標,符合《美國藥典》USP24,2000年版質量標準。
反應的重量總收率為:10.44/20×100%=52.2%。
採用溶劑及反應物回收系統:將製備腺苷過程中所用的溶劑及過量的反應物,如氯仿、甲醇、吡啶、醋酐、氨等均回收再利用,以降低生產成本、減少環境污染。所述的溶劑及反應物回收系統可以採用常用的技術和方法。
實施例2
採用三步法合成腺苷:反應a)-b)的工藝與實施例1相同,所不同的是將反應c)和d)的脫乙醯基反應與氨化反應二步合併為一步完成,反應c)的產物無需分離,具體操作如下:
將44.15公斤產物(C)氯-乙醯化肌苷溶解在65.8升事先在0℃下被約30公斤液氨飽和的甲醇中,密封的反應液在0℃下放置反應15小時。反應完成後,逐漸升溫至110℃,保持30小時。罐壓維持在74公斤---79公斤。反應完成後,冷卻至室溫,緩慢減壓釋放氨至基本除盡,得棕黃-白色固體產物(E)腺苷(AR)12.86公斤。熔點:233℃。色譜(HPLC)純度:99.15%。含量(電位滴定):93-95%。相對於產物(B)的重量收率為53.58%;總收率為:12.86/20×100%=64.3%。
該實施例1和2得到的腺苷可以通過重結晶進一步純化,具體方法如下:將產物(E)腺苷(AR)徹底除淨氨後,加適量純水溶解。然後,用6N鹽酸調pH2.0-3.0,加活性炭脫色後,過濾;濾液再調pH4.5-5.0,冷放置,待析出沉澱。濾去沉澱物。上清液調pH11放置冷庫過夜,有大量腺苷(AR)結晶析出。過濾收集結晶、乾燥。母液回收。得到符合《美國藥典》USP24,2000年版質量標準的腺苷。
比較實施例1和2可以看出,“三步法”收率比“四步法”高12個百分點左右,但“三步法”得到的腺苷產物(E)純度不如“四步法”。“三步法”得到的腺苷產物,須重結晶精製後,才能達到《美國藥典》USP24,2000年版質量標準。
實施例3
採用四步反應法製備腺苷:
a)乙醯化反應:將反應物(A)肌苷(IR)20公斤,醋酐20升添加到盛有乙醇鈉2公斤的反應罐中,攪拌回流並用薄層層析監測反應,至約2小時。薄層層析中反應物基本消失後,將反應液真空濃縮至過量的醋酐基本除盡後,在小於5℃的環境下放置至析出沉澱。過濾收集沉澱物並用無水乙醇洗滌、乾燥,得產物(B)乙醯化肌苷25公斤。熔點234-238℃。重量收率125%。
b)氯化反應:將25公斤反應a)得到的產物(B)乙醯化肌苷和溶解在50升苯中的12公斤Vilsmeier試劑[(氯亞甲基)-二甲基氯化銨]添加到盛有50升苯的反應罐中,加熱回流,薄層層析監測反應,約2小時後,反應物(B)乙醯化肌苷基本消失。冷卻後,將該反應液在攪拌下滴加到飽和碳酸氫鈉溶液中,水層用氯仿抽提兩次後,合併氯仿層,加無水硫酸鎂於室溫下乾燥;然後,真空濃縮得淡黃色的漿狀物(C)氯-乙醯化肌苷46.95公斤。
c)脫乙醯基反應:將產物(C)氯-乙醯化肌苷溶解在80升事先在-5℃下被液氨飽和的乙醇中,反應液密封並在小於-5℃下放置30小時。減壓釋放並回收剩餘的氨氣後,真空濃縮至氨和甲醇基本除盡,產物(D)氯化肌苷結晶出來。將氯化肌苷結晶物在室溫下真空乾燥,得產物(D)氯化肌苷14.1公斤。熔點182-183℃。對產物B的重量收率為56.4%。該產物可在甲醇中再結晶。
d)氨化反應:按照氯化肌苷:液氨摩爾比為1:25將反應產物氯化肌苷14.1公斤溶於液氨中,在一個密封的耐高壓反應器中逐漸升溫至130℃,保持10小時。反應完成後,於室溫下緩慢減壓釋放氨至基本除盡,得棕黃-白色固體。將固體溶於適量的純水中重結晶得產物(E)腺苷(AR)11.22公斤。熔點233-234℃。重量收率86.66%。經測定符合《美國藥典》USP24,2000年版質量標準。
e)重量總收率:11.22/20×100%=56.1%。
實施例4
採用三步法合成腺苷:反應a)-b)的工藝與實施例3相同,所不同的是將反應c)和d)的脫乙醯基反應與氨化反應二步合併為一步完成,反應c)的產物無需分離,具體操作如下:將46.95公斤產物(C)氯-乙醯化肌苷溶解在50升事先在0℃下被液氨飽和的甲醇中,密封的反應液在0℃下放置反應5小時,反應完成後,逐漸升溫至90℃,保持50小時。反應完成後,冷卻至室溫,緩慢減壓釋放氨至基本除盡,得棕黃-白色固體產物(E)腺苷(AR)14.55公斤。熔點:233℃。色譜(HPLC)純度:99.15%。含量(電位滴定):93-95%。相對於產物(B)的重量收率為:58.2%;重量總收率為:14.55/20×100%=72.75%。
該實施例3、4得到的腺苷可以通過重結晶進一步純化,具體方法如下:將產物(E)腺苷(AR)徹底除淨氨後,加適量純水溶解。然後,用6N鹽酸調pH2.0-3.0,加活性炭脫色後,過濾;濾液再調pH4.5-5.0,冷放置,待析出沉澱。濾去沉澱物。上清液調pH11放置冷庫過夜,有大量腺苷(AR)結晶析出。過濾收集結晶、乾燥。母液回收。得到符合《美國藥典》USP24,2000年版質量標準的腺苷。
實施例中,電位滴定的方法為:稱腺苷樣品(AR)0.1996克,在充分攪拌下溶於一定量的乙酸溶液中,用高氯酸的乙酸標準溶液(0.02642摩爾/升)滴定至終點。27.5毫升高氯酸乙酸標準溶液,相當於98.28%成品腺苷(AR)含量(以乾燥品計)。
榮譽表彰
2005年,《以肌苷(IR)為起始原料用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝》獲得第四屆江蘇省專利項目獎銅獎。
技術方案
以肌苷(IR)為起始原料,將肌苷在過量醋酐存在下乙醯化,得到的乙醯化肌苷經氯化,得到氯-乙醯化肌苷,;-乙醯化肌苷脫乙醯基後,得到的氯化肌苷採用液氨氨化,得到產物腺苷(AR)。
《以肌苷(IR)為起始原料用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝》的另一技術方案為:以肌苷(IR)為起始原料,使肌苷在過量醋酐存在下乙醯化,得到的乙醯化肌苷經氯化,得到氯-乙醯化肌苷;氯-乙醯化肌苷經脫乙醯基,中間產物氯化肌苷不經過分離直接用液氨氨化得到產物腺苷。
具體步驟如下:
a)以肌苷(IR)為原料,在鹼性條件下將肌苷(IR)用過量的醋酐乙醯化,從反應混合物中收集生成物乙醯化肌苷;
b)將生成物乙醯化肌苷和溶解在溶劑中的Vilsmeier試劑/(氯亞甲基)-二甲基氯化銨添加到盛有上述溶劑的反應器中回流,冷卻後,將該反應液用鹼性水溶液中和,用溶劑抽提至少一次,溶劑層合併、乾燥、濃縮得氯-乙醯化肌苷;
c)將上述氯-乙醯化肌苷溶解於事先在0℃下被氨飽和的醇類溶劑中,反應液密封在0℃下放置反應5-30小時;反應後釋放剩餘的氨氣,經濃縮、乾燥,得到氯化肌苷結晶物;所述的醇類溶劑可以是甲醇、乙醇以及適合《以肌苷(IR)為起始原料用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝》的其它醇類;
d)將得到的氯化肌苷溶於液氨中,在一個密封的耐高壓反應器中逐漸升溫至90--130℃反應10--50小時;反應完成後,於室溫下緩慢減壓放出過量的氨,得棕黃-白色固體;將固體溶於適量的純水中重結晶得產物腺苷(AR)。
上述反應稱為四步反應法。
上述方法中,氯乙醯化肌苷的脫乙醯基和氨化也可以連續進行。就是將上述a-b步驟得到的氯-乙醯化肌苷溶解於事先在0℃下被氨飽和的甲醇、乙醇或其他醇類溶劑中,反應液密封在0℃下放置反應10-50小時;脫乙醯化反應完成之後,將反應液逐漸升溫至90--130℃反應10-50小時,反應混合物經過除氨、中和、結晶得到產物腺苷(AR)。
這種反應方式稱為三步反應法。
該發明中肌苷(IR)乙醯化一步中,所述的鹼性條件可以為砒啶、醇鈉以及適合該發明的其他有機鹼。
該發明中乙醯化肌苷氯化為氯-乙醯化肌苷的反應中,所述的溶劑可以是氯仿、四氯化碳、二氯甲烷、苯、甲苯、THF、DMF等溶劑一種或一種以上的組合,也可以採用適合該發明的其他溶劑。
上述腺苷的製備方法可以用如下的反應式描述:
以肌苷(IR)為起始原料合成腺苷(AR)的反應圖式:
該發明中,採用溶劑及反應物回收系統,將製備腺苷過程中所用的溶劑及過量的反應物,如氯仿、苯、酒精、甲醇、吡啶、醋酐、氨等均回收再利用,以降低生產成本、減少環境污染。所述的溶劑及反應物回收系統,可以採用常用的技術和方法。
改善效果
《以肌苷(IR)為起始原料用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝》以中國國內價廉易得的肌苷(IR)為原料,經過乙醯化,得到的乙醯化肌苷經氯化,得到氯-乙醯化肌苷;氯-乙醯化肌苷經脫乙醯基、氨化得到腺苷(AR);本生產工藝步驟簡捷,產率高,AR/IR重量收率>50%,確保用低於2公斤IR作1公斤AR,產品質量好,使腺苷(AR)的生產成本大大降低。
附圖說明
圖1是四步反應得到的產物(E)腺苷(AR)的質譜圖;
圖2a是腺苷(AR)標準品的紅外光譜圖;
圖2b是四步反應得到的產物(E)腺苷(AR)的紅外光譜圖;
圖3a是經過四步反應得到的產物(E)腺苷(AR)的色譜(HPLC)圖;
圖3b是經過三步反應得到的產物(E)腺苷(AR)的色譜(HPLC)圖;
圖4是四步反應得到的產物(E)腺苷(AR)的電位滴定圖。
權利要求
1.以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於將肌苷在鹼存在下用過量醋酐乙醯化,得到的乙醯化肌苷經氯化,得到氯-乙醯化肌苷;氯-乙醯化肌苷脫乙醯基後,得到的氯化肌苷採用液氨氨化得到產物腺苷。
2.以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於使肌苷在過量醋酐存在下乙醯化,得到的乙醯化肌苷經氯化,得到氯-乙醯化肌苷;氯-乙醯化肌苷脫乙醯基後,中間產物氯化肌苷不經過分離直接用液氨氨化得到產物腺苷。
3.根據權利要求1或2所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於所述的乙醯化反應中所用的鹼為吡啶或醇鈉。
4.根據權利要求3所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於所述的鹼優選吡啶。
5.根據權利要求1、2、4、或5所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於將乙醯化肌苷用Vilsmeier試劑氯化為氯-乙醯化肌苷;氯化反應的溫度控制在61℃±1℃。
6.根據權利要求1所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於將氯-乙醯化肌苷溶解於事先在0℃下被氨飽和的醇中,反應液密封,在小於0℃下放置反應5-30小時;反應後釋放剩餘的氨氣,經濃縮、乾燥,得到氯化肌苷結晶物。
7.根據權利要求1、2、4、5或7所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於將氯化肌苷溶於液氨中,在一個密封的耐高壓反應器中逐漸升溫至90-130℃反應10-50小時;反應完成後,於室溫下緩慢減壓放出過量的氨,得棕黃-白色固體產物腺苷。
8.根據權利要求2、4、5或7所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於乙醯化肌苷的脫乙醯基和氨化反應連續進行,步驟為:將氯-乙醯化肌苷溶解於事先在0℃下被氨飽和的甲醇中,反應液密封,在小於0℃下放置反應10--50小時後;將反應液逐漸升溫至90--130℃,反應15-40小時,反應混合物經過除氨、中和、重結晶得到產物腺苷。
9.根據權利要求1所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於反應步驟如下:
a)乙醯化反應:將反應物肌苷20公斤,醋酐32升添加到盛48升吡啶的反應罐中,在130℃-131℃下攪拌回流,用薄層層析監測反應,至約1小時薄層層析中反應物基本消失後,將反應液真空濃縮至吡啶和過量的醋酐基本除盡後,在小於5℃的環境下放置至析出沉澱;過濾收集沉澱物並用無水乙醇洗滌、乾燥,得乙醯化肌苷粗產物24公斤,熔點234-239℃;
b)氯化反應:將24公斤乙醯化肌苷和溶解在62.93升的氯仿中的16.32公斤Vilsmeier試劑添加到盛有64.25升氯仿的反應罐中回流,薄層層析監測反應至反應物乙醯化肌苷基本消失;冷卻後,將該反應液在攪拌下滴加到飽和碳酸氫鈉溶液中;水層用氯仿抽提兩次後,合併氯仿層,加無水硫酸鎂於室溫下乾燥,然後,真空濃縮得淡黃色的漿狀物氯-乙醯化肌苷粗產物44.15公斤;
c)脫乙醯基反應:將產物氯-乙醯化肌苷溶解在100升事先在0℃下被約30公斤液氨飽和的甲醇中,反應液密封並在小於0℃下放置15小時;減壓釋放並回收剩餘的氨氣後,真空濃縮至氨和甲醇基本除盡,產物氯化肌苷結晶出來;將氯化肌苷結晶物在室溫下真空乾燥,得粗產物氯化肌苷12.619公斤;熔點182-183.5℃;
d)氨化反應:將反應產物氯化肌苷12.619公斤溶於25公斤液氨中,在一個密封的耐高壓反應器中逐漸升溫至110℃,保持30小時,反應完成後,於室溫下緩慢減壓釋放氨至基本除盡,得棕黃-白色固體腺苷10.44公斤,熔點233-234℃;總的重量收率:52.2%。
10.根據權利要求2所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於包括如下步驟:
a)乙醯化反應:將反應物肌苷20公斤,醋酐32升添加到盛有48升吡啶的反應罐中,在130℃-131℃下攪拌回流,用薄層層析監測反應,至反應物基本消失;將反應液真空濃縮至吡啶和過量的醋酐基本除盡後,在小於5℃的環境下放置至析出沉澱;過濾收集沉澱物並用無水乙醇洗滌、乾燥,得乙醯化肌苷粗產物24公斤,熔點234-239℃;
b)氯化反應:將24公斤乙醯化肌苷和溶解在62.93升的氯仿中的16.32公斤Vilsmeier試劑,添加到盛有64.25升氯仿的反應罐中回流,薄層層析監測反應至反應物乙醯化肌苷基本消失;冷卻後,將該反應液滴加到飽和碳酸氫鈉溶液中;水層用氯仿抽提兩次後,合併氯仿層,加無水硫酸鎂乾燥;然後,真空濃縮得淡黃色的漿狀物氯-乙醯化肌苷粗產物44.15公斤;
c)脫乙醯反應--氨化反應合併進行:44.15公斤產物氯-乙醯化肌苷溶解在65.8升予先在0℃下被約用30公斤液氨飽和的甲醇中;密封的反應液在小於0℃下放置反應15小時後,逐漸升溫至110℃,保持30小時;冷卻至室溫,緩慢減壓釋放氨至基本除盡,得棕黃-白色固體產物腺苷12.86公斤;熔點:233℃;總的重量收率64.3%;
11.根據權利要求10所述的以肌苷為起始原料、液氨法生產腺苷的新工藝,其特徵在於將產物腺苷徹底除淨氨後,加適量純水溶解;用鹽酸調至pH2.0-3.0,加活性炭脫色後,過濾;濾液再調至pH4.5-5.0,冷放置,待析出沉澱,濾去沉澱物;上清液調pH11在小於0℃放置過夜,腺苷結晶析出。
實施方式
實施例1
採用四步反應法製備腺苷:
a)乙醯化反應:將反應物(A)肌苷(IR)20公斤(74.56摩爾),醋酐32升添加到盛有48升吡啶的反應罐中,在130℃-131℃下攪拌回流。用矽膠塗布厚度0.25毫米的薄層層析(TLC)監測反應反應約1小時,待薄層層析中反應物肌苷基本消失後,將反應液真空濃縮至吡啶和過量的醋酐基本除盡後,在小於5℃的環境下放置至析出沉澱。過濾收集沉澱物並用無水乙醇洗滌、乾燥,得乙醯化肌苷(B)粗產物24公斤。熔點234-239℃。重量收率120%。
TLC的展層系統為氯仿:甲醇=9:1;產物(B)乙醯化肌苷Rf≈0.5。
b)氯化反應:將24公斤反應a)得到的產物(B)乙醯化肌苷和溶解在62.93升氯仿中的16.32公斤Vilsmeier試劑:(氯亞甲基)-二甲基氯化銨添加到盛有64.25升氯仿的反應罐中,在61℃±1℃下回流。薄層層析監測反應,反應約1小時後,待反應物(B)乙醯化肌苷基本消失。冷卻後,將該反應混合物溶液在攪拌下滴加到132升飽和碳酸氫鈉溶液中,室溫下1小時滴完。此時,反應液分層。水層用33升氯仿抽提兩次後,合併氯仿層,加無水硫酸鎂(MgSO4)4.8公斤於室溫下乾燥至少0.5小時;然後,在30℃下,真空濃縮得淡黃色的漿狀物(C)氯-乙醯化肌苷粗產物44.15公斤。
TLC的展層系統為氯仿:甲醇=9:1;產物(C)氯-乙醯化肌苷Rf≈0.8。
c)脫乙醯基反應:將產物(C)氯-乙醯化肌苷溶解在100升事先在0℃下被約30公斤液氨飽和的甲醇中,反應液密封並在0℃下放置15小時。減壓釋放並回收剩餘的氨氣後,在30-32℃下真空濃縮至氨和甲醇基本除盡,產物(D)氯化肌苷結晶出來。將氯化肌苷結晶物在室溫下真空乾燥,得薄層層析下顯示均一的一個斑點,即粗產物(D)氯化肌苷12.619公斤。熔點182-183.5℃。對產物B的重量收率為52.58%。該產物可在甲醇中重結晶。
TLC的展層系統為氯仿:甲醇=4:1。
d)氨化反應:將反應產物(D)氯化肌苷12.619公斤溶於25公斤液氨中(氯化肌苷:液氨摩爾比為1:33),在一個密封的耐高壓反應器中逐漸升溫至110℃,保持30小時。罐壓在79公斤——74公斤變化。反應完成後,於室溫下緩慢減壓釋放氨至基本除盡,得棕黃-白色固體。將固體溶於適量的純水中再結晶得產物(E)腺苷(AR)10.44公斤。熔點233-234℃。重量收率82.73%。質譜測定證明符合腺苷(AR)的分子量;紅外光譜測定證明具有腺苷的特徵峰,並與標準腺苷(AR)的紅外光譜圖一致;色譜(HPLC)測定純度:>99.50%;電位滴定法證明含量>98%,如附圖1-4所示。以上主要指標,符合《美國藥典》USP24,2000年版質量標準。
反應的重量總收率為:10.44/20×100%=52.2%。
採用溶劑及反應物回收系統:將製備腺苷過程中所用的溶劑及過量的反應物,如氯仿、甲醇、吡啶、醋酐、氨等均回收再利用,以降低生產成本、減少環境污染。所述的溶劑及反應物回收系統可以採用常用的技術和方法。
實施例2
採用三步法合成腺苷:反應a)-b)的工藝與實施例1相同,所不同的是將反應c)和d)的脫乙醯基反應與氨化反應二步合併為一步完成,反應c)的產物無需分離,具體操作如下:
將44.15公斤產物(C)氯-乙醯化肌苷溶解在65.8升事先在0℃下被約30公斤液氨飽和的甲醇中,密封的反應液在0℃下放置反應15小時。反應完成後,逐漸升溫至110℃,保持30小時。罐壓維持在74公斤---79公斤。反應完成後,冷卻至室溫,緩慢減壓釋放氨至基本除盡,得棕黃-白色固體產物(E)腺苷(AR)12.86公斤。熔點:233℃。色譜(HPLC)純度:99.15%。含量(電位滴定):93-95%。相對於產物(B)的重量收率為53.58%;總收率為:12.86/20×100%=64.3%。
該實施例1和2得到的腺苷可以通過重結晶進一步純化,具體方法如下:將產物(E)腺苷(AR)徹底除淨氨後,加適量純水溶解。然後,用6N鹽酸調pH2.0-3.0,加活性炭脫色後,過濾;濾液再調pH4.5-5.0,冷放置,待析出沉澱。濾去沉澱物。上清液調pH11放置冷庫過夜,有大量腺苷(AR)結晶析出。過濾收集結晶、乾燥。母液回收。得到符合《美國藥典》USP24,2000年版質量標準的腺苷。
比較實施例1和2可以看出,“三步法”收率比“四步法”高12個百分點左右,但“三步法”得到的腺苷產物(E)純度不如“四步法”。“三步法”得到的腺苷產物,須重結晶精製後,才能達到《美國藥典》USP24,2000年版質量標準。
實施例3
採用四步反應法製備腺苷:
a)乙醯化反應:將反應物(A)肌苷(IR)20公斤,醋酐20升添加到盛有乙醇鈉2公斤的反應罐中,攪拌回流並用薄層層析監測反應,至約2小時。薄層層析中反應物基本消失後,將反應液真空濃縮至過量的醋酐基本除盡後,在小於5℃的環境下放置至析出沉澱。過濾收集沉澱物並用無水乙醇洗滌、乾燥,得產物(B)乙醯化肌苷25公斤。熔點234-238℃。重量收率125%。
b)氯化反應:將25公斤反應a)得到的產物(B)乙醯化肌苷和溶解在50升苯中的12公斤Vilsmeier試劑[(氯亞甲基)-二甲基氯化銨]添加到盛有50升苯的反應罐中,加熱回流,薄層層析監測反應,約2小時後,反應物(B)乙醯化肌苷基本消失。冷卻後,將該反應液在攪拌下滴加到飽和碳酸氫鈉溶液中,水層用氯仿抽提兩次後,合併氯仿層,加無水硫酸鎂於室溫下乾燥;然後,真空濃縮得淡黃色的漿狀物(C)氯-乙醯化肌苷46.95公斤。
c)脫乙醯基反應:將產物(C)氯-乙醯化肌苷溶解在80升事先在-5℃下被液氨飽和的乙醇中,反應液密封並在小於-5℃下放置30小時。減壓釋放並回收剩餘的氨氣後,真空濃縮至氨和甲醇基本除盡,產物(D)氯化肌苷結晶出來。將氯化肌苷結晶物在室溫下真空乾燥,得產物(D)氯化肌苷14.1公斤。熔點182-183℃。對產物B的重量收率為56.4%。該產物可在甲醇中再結晶。
d)氨化反應:按照氯化肌苷:液氨摩爾比為1:25將反應產物氯化肌苷14.1公斤溶於液氨中,在一個密封的耐高壓反應器中逐漸升溫至130℃,保持10小時。反應完成後,於室溫下緩慢減壓釋放氨至基本除盡,得棕黃-白色固體。將固體溶於適量的純水中重結晶得產物(E)腺苷(AR)11.22公斤。熔點233-234℃。重量收率86.66%。經測定符合《美國藥典》USP24,2000年版質量標準。
e)重量總收率:11.22/20×100%=56.1%。
實施例4
採用三步法合成腺苷:反應a)-b)的工藝與實施例3相同,所不同的是將反應c)和d)的脫乙醯基反應與氨化反應二步合併為一步完成,反應c)的產物無需分離,具體操作如下:將46.95公斤產物(C)氯-乙醯化肌苷溶解在50升事先在0℃下被液氨飽和的甲醇中,密封的反應液在0℃下放置反應5小時,反應完成後,逐漸升溫至90℃,保持50小時。反應完成後,冷卻至室溫,緩慢減壓釋放氨至基本除盡,得棕黃-白色固體產物(E)腺苷(AR)14.55公斤。熔點:233℃。色譜(HPLC)純度:99.15%。含量(電位滴定):93-95%。相對於產物(B)的重量收率為:58.2%;重量總收率為:14.55/20×100%=72.75%。
該實施例3、4得到的腺苷可以通過重結晶進一步純化,具體方法如下:將產物(E)腺苷(AR)徹底除淨氨後,加適量純水溶解。然後,用6N鹽酸調pH2.0-3.0,加活性炭脫色後,過濾;濾液再調pH4.5-5.0,冷放置,待析出沉澱。濾去沉澱物。上清液調pH11放置冷庫過夜,有大量腺苷(AR)結晶析出。過濾收集結晶、乾燥。母液回收。得到符合《美國藥典》USP24,2000年版質量標準的腺苷。
實施例中,電位滴定的方法為:稱腺苷樣品(AR)0.1996克,在充分攪拌下溶於一定量的乙酸溶液中,用高氯酸的乙酸標準溶液(0.02642摩爾/升)滴定至終點。27.5毫升高氯酸乙酸標準溶液,相當於98.28%成品腺苷(AR)含量(以乾燥品計)。
榮譽表彰
2005年,《以肌苷(IR)為起始原料用液氨法生產腺苷(AR)的新工藝》獲得第四屆江蘇省專利項目獎銅獎。