CN108102088B - 一种单甲氧基聚乙二醇胺的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单甲氧基聚乙二醇胺的制备方法，属于化学合成领域。在第一溶剂中，在三苯基磷和催化剂的作用下，利用式(I)化合物单甲氧基聚乙二醇为起始原料，与叠氮磷酸二苯酯发生Mitsunobu取代反应，再与氢气发生还原反应，得到目标化合物单甲氧基聚乙二醇胺。所述方法只需通过两步合成就可以得到目标产物单甲氧基聚乙二醇胺，所述方法条件易控、后处理简单、副反应少、收率高，符合工业化生产的要求。
Description
技术领域
本发明属于有机化学领域的化学合成，具体涉及一种单甲氧基聚乙二醇胺的制备方法。
背景技术
修饰性PEG又叫修饰性聚乙二醇，是经过化学修饰基团或者生物活性基团修饰的PEG。在药物开发研究中，为了增加蛋白或多肽药物在体内半衰期，降低免疫原性，同时增加药物的水溶性，将活化的聚乙二醇通过化学方法偶联到蛋白、多肽、小分子有机药物和脂质体上。药物经PEG修饰后，往往会具有以下优点：1、更长的半衰期；2、较低的最大血药浓度；3、血药浓度波动较小；4、较少的酶降解作用；5、较少的免疫原性及抗原性；6、较小的毒性；7、更好的溶解性；8、用药频率减少；9、提高病人的依从性，提高生活质量，降低治疗费用；10、脂质体对肿瘤有更强的被动靶向作用。
单甲氧基聚乙二醇胺是一类重要的修饰性聚乙二醇，其结构式为：
目前，单甲氧基聚乙二醇胺2000的合成方法包括：
1)Mattarei,Andrea；Biasutto等(WO2011/3058A1,2011)公开了一种制备单甲氧基聚乙二醇胺的制备方法。以单甲氧基聚乙二醇为起始原料，经3步反应得到目标产物单甲氧基聚乙二醇胺(Ⅲ)，该合成路线以剧毒易爆的叠氮化钠为原料，操作较为危险且产率较低，不利于工业化的生产。其反应方程式如下：
2)Competitive Technologies,Inc.(US5606038A1,1997)公开了一种制备单甲氧基聚乙二醇胺的制备方法。以单甲氧基聚乙二醇为起始原料，经Gabriel反应，得到目标产物单甲氧基聚乙二醇胺(Ⅲ)，该合成路线需要通过柱层析纯化反应中间体，操作较为繁琐，难以工业化生产。
发明内容
为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提出了一种两步法合成一种修饰性聚乙二醇单甲氧基聚乙二醇胺的方法，所述方法副产物少，反应时间短，后处理简单，收率较高，两步反应总收率可达到65％-75％，符合工业化的生产要求。
本发明单甲氧基聚乙二醇胺的制备方法，包括下列步骤：
a).在第一溶剂中，在三苯基磷和催化剂的作用下，式(I)化合物(单甲氧基聚乙二醇)与叠氮磷酸二苯酯发生Mitsunobu取代反应，得到式(II)化合物单甲氧基聚乙二醇叠氮；
b).在第二溶剂中，在钯碳的作用下，式(II)化合物与氢气在式(II)化合物的叠氮基团上发生还原反应，得到式(III)化合物单甲氧基聚乙二醇胺；
反应过程如路线(1)所示：
其中，步骤a)中，
所述的催化剂为偶氮二甲酸二异丙酯或偶氮二甲酸二乙酯；优选地，为偶氮二甲酸二异丙酯。
所述的第一溶剂为干燥的二氯甲烷、干燥的四氢呋喃或干燥的三氯甲烷；优选地，为干燥的二氯甲烷。
所述取代反应的温度是-5℃～30℃，优选地，为-5℃～0℃。
所述取代反应的时间为2-4小时，优选地，为3小时。
所述式(I)化合物与催化剂、三苯基磷、叠氮磷酸二苯酯的摩尔比为1:1.5-2:1.5-2:1.5-2。
优选地，为1:2:2:2。
三苯基膦是重要的催化剂，具体反应机理如下：
优选地，所述取代反应完成后，还包括步骤a’)：减压蒸干第一溶剂，通过无水乙醚打浆两次进行提纯，得到纯化的式(II)化合物；其中，使用的打浆溶剂为无水乙醚、甲基叔丁基醚或异丙醚，优选地，为无水乙醚。
其中，步骤b)中，
所述的试剂为氢气。
所述的钯碳为5％钯碳、8％钯碳、10％钯碳；优选地，为10％钯碳。
钯碳具有加氢还原性高、选择性好、性能稳定、使用时投料比小、可反复套用、易于回收等特点。
所述的第二溶剂为干燥的四氢呋喃或干燥的二氯甲烷，优选地，为干燥的四氢呋喃。
所述的还原反应的温度是15℃～25℃；优选地，所述的还原反应的温度是25℃。
所述的还原反应的时间为20-24小时。优选地，为24小时。
所述式(II)化合物与钯碳的质量比为5-10:1，优选地，为10：1。
优选地，步骤b)中，所述的还原反应完成后，还包括步骤b’)：抽滤去除钯碳，减压蒸干第二溶剂，无水乙醚打浆进行提纯，得到式(III)化合物。
本发明的有益效果在于，本发明利用式(I)化合物单甲氧基聚乙二醇经取代反应、还原反应得到目标化合物式(III)单甲氧基聚乙二醇胺。本发明方法合成路线简短，条件易控，后处理简单，收率较高，可达到65％-75％，副产物少，纯度较高，也避免了柱层析等繁琐的纯化步骤，路线的可行性更强，易于工业化的生产。
具体实施方式
结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
实施例1
1.1化合物单甲氧基聚乙二醇叠氮2000的制备
在氮气的保护下，将2.0g的单甲氧基聚乙二醇2000、0.53g三苯基磷。0.56g叠氮磷酸二苯酯溶于12mL的干燥的二氯甲烷中，将反应瓶放置在0℃的低温环境中搅拌一定时间待反应瓶内的温度低于5℃，然后缓慢滴加偶氮二甲酸二异丙酯0.4g，在滴加过程中保持温度处于15℃以下。滴加完毕后反应体系逐渐由混浊变澄清，颜色由淡黄色变为金黄色。反应3小时后反应完全，减压蒸干容积，得黄色油状物，通过无水乙醚打浆纯化，得产物1.72g收率为84.13％。
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1.2化合物单甲氧基聚乙二醇叠氮2000的制备
在氮气的保护下，将2.0g的单甲氧基聚乙二醇2000、0.53g三苯基磷。0.56g叠氮磷酸二苯酯溶于12mL的干燥的二氯甲烷中，将反应瓶放置在0℃的低温环境中搅拌一定时间待反应瓶内的温度低于5℃，然后缓慢滴加偶氮二甲酸二乙酯0.4g，在滴加过程中保持温度处于15℃以下。滴加完毕后反应体系逐渐由混浊变澄清，颜色由淡黄色变为金黄色。反应3小时后反应完全，减压蒸干容积，得黄色油状物，通过无水乙醚打浆纯化，得产物1.54g收率为75.42％。
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1.3化合物单甲氧基聚乙二醇叠氮2000的制备
在氮气的保护下，将2.0g的单甲氧基聚乙二醇2000、0.53g三苯基磷。0.56g叠氮磷酸二苯酯溶于12mL的干燥的三氯甲烷中，将反应瓶放置在0℃的低温环境中搅拌一定时间待反应瓶内的温度低于5℃，然后缓慢滴加偶氮二甲酸二异丙酯0.4g，在滴加过程中保持温度处于15℃以下。滴加完毕后反应体系逐渐由混浊变澄清，颜色由淡黄色变为金黄色。反应2小时后反应完全，减压蒸干容积，得黄色油状物，通过无水乙醚打浆纯化，得产物1.64g收率为80.31％。
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1.4化合物单甲氧基聚乙二醇叠氮2000的制备
在氮气的保护下，将2.0g的单甲氧基聚乙二醇2000、0.53g三苯基磷。0.56g叠氮磷酸二苯酯溶于12mL的干燥的三氯甲烷中，将反应瓶放置在0℃的低温环境中搅拌一定时间待反应瓶内的温度低于5℃，然后缓慢滴加偶氮二甲酸二乙酯0.4g，在滴加过程中保持温度处于15℃以下。滴加完毕后反应体系逐渐由混浊变澄清，颜色由淡黄色变为金黄色。反应3小时后反应完全，减压蒸干容积，得黄色油状物，通过无水乙醚打浆纯化，得产物1.48g收率为72.56％。
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在氮气的保护下，将2.0g的单甲氧基聚乙二醇2000、0.53g三苯基磷。0.56g叠氮磷酸二苯酯溶于12mL的干燥的四氢呋喃中，将反应瓶放置在0℃的低温环境中搅拌一定时间待反应瓶内的温度低于5℃，然后缓慢滴加偶氮二甲酸二异丙酯0.4g，在滴加过程中保持温度处于15℃以下。滴加完毕后反应体系逐渐由混浊变澄清，颜色由淡黄色变为金黄色。反应3小时后反应完全，减压蒸干容积，得黄色油状物，通过无水乙醚打浆纯化，得产物1.56g收率为76.47％。
1H-NMR(CDCl3,400M)δ＝3.62(3H,s),3.25(93H,J＝8Hz,d)
MS(EI):m/e＝2042.8
1.6化合物单甲氧基聚乙二醇叠氮2000的制备
在氮气的保护下，将2.0g的单甲氧基聚乙二醇2000、0.53g三苯基磷。0.56g叠氮磷酸二苯酯溶于12mL的干燥的二氯甲烷中，将反应瓶放置在0℃的低温环境中搅拌一定时间待反应瓶内的温度低于5℃，然后缓慢滴加偶氮二甲酸二乙酯0.4g，在滴加过程中保持温度处于15℃以下。滴加完毕后反应体系逐渐由混浊变澄清，颜色由淡黄色变为金黄色。反应3小时后反应完全，减压蒸干容积，得黄色油状物，通过甲基叔丁基醚打浆纯化，得产物1.63g收率为79.93％。
1H-NMR(CDCl3,400M)δ＝3.62(3H,s),3.25(93H,J＝8Hz,d)
MS(EI):m/e＝2042.8
1.7化合物单甲氧基聚乙二醇叠氮2000的制备
在氮气的保护下，将2.0g的单甲氧基聚乙二醇2000、0.39g三苯基磷、0.42g叠氮磷酸二苯酯溶于12mL的干燥的二氯甲烷中，将反应瓶放置在0℃的低温环境中搅拌一定时间待反应瓶内的温度低于5℃，然后缓慢滴加偶氮二甲酸二异丙酯0.4g，在滴加过程中保持温度处于15℃以下。滴加完毕后反应体系逐渐由混浊变澄清，颜色由淡黄色变为金黄色。反应3小时后反应完全，减压蒸干容积，得黄色油状物，通过无水乙醚打浆纯化，得产物1.72g收率为84.13％。
1H-NMR(CDCl3,400M)δ＝3.62(3H,s),3.25(93H,J＝8Hz,d)
MS(EI):m/e＝2042.8
实施例2：
2.1化合物单甲氧基聚乙二醇胺2000的制备
将2g单甲氧基聚乙二醇叠氮2000溶于20mL干燥的四氢呋喃中，后加入10％钯碳0.2g，反应瓶中空气置换为氢气，25℃反应24小时，反应完全。抽滤去除钯碳，减压蒸干溶剂，无水乙醚打浆进行提纯，得1.8g产品，收率为90.14％。
H-NMR(400M)δ＝3.65(3H,s),3.38(93H,J＝8Hz,d)
MS(EI):m/e＝2016.5
2.2化合物单甲氧基聚乙二醇胺2000的制备
将2g单甲氧基聚乙二醇叠氮2000溶于20mL干燥的四氢呋喃中，后加入5％钯碳0.2g，反应瓶中空气置换为氢气，25℃反应24小时，反应完全。抽滤去除钯碳，减压蒸干溶剂，无水乙醚打浆进行提纯，得1.52g产品，收率为75.2％。
H-NMR(400M)δ＝3.65(3H,s),3.38(93H,J＝8Hz,d)
MS(EI):m/e＝2016.5
2.3化合物单甲氧基聚乙二醇胺2000的制备
将2g单甲氧基聚乙二醇叠氮2000溶于20mL干燥的二氯甲烷中，后加入10％钯碳0.2g，反应瓶中空气置换为氢气，25℃反应24小时，反应完全。抽滤去除钯碳，减压蒸干溶剂，无水乙醚打浆进行提纯，得1.52g产品，收率为75.2％。
H-NMR(400M)δ＝3.65(3H,s),3.38(93H,J＝8Hz,d)
MS(EI):m/e＝2016.5
2.4化合物单甲氧基聚乙二醇胺2000的制备
将2g单甲氧基聚乙二醇叠氮2000溶于20mL干燥的二氯甲烷中，后加入5％钯碳0.2g，反应瓶中空气置换为氢气，25℃反应24小时，反应完全。抽滤去除钯碳，减压蒸干溶剂，无水乙醚打浆进行提纯，得1.50g产品，收率为75.0％。
H-NMR(400M)δ＝3.65(3H,s),3.38(93H,J＝8Hz,d)
MS(EI):m/e＝2016.5
2.5化合物单甲氧基聚乙二醇胺2000的制备
将2g单甲氧基聚乙二醇叠氮2000溶于20mL干燥的二氯甲烷中，后加入10％钯碳0.4g，反应瓶中空气置换为氢气，25℃反应24小时，反应完全。抽滤去除钯碳，减压蒸干溶剂，无水乙醚打浆进行提纯，得1.8g产品，收率为90.14％。
H-NMR(400M)δ＝3.65(3H,s),3.38(93H,J＝8Hz,d)
MS(EI):m/e＝2016.5
实施例3
化合物单甲氧基聚乙二醇叠氮1000的制备
在氮气的保护下，将1.0g的单甲氧基聚乙二醇1000、0.53g三苯基磷。0.56g叠氮磷酸二苯酯溶于10mL的干燥的二氯甲烷中，将反应瓶放置在0℃的低温环境中搅拌一定时间待反应瓶内的温度低于5℃，然后缓慢滴加偶氮二甲酸二异丙酯0.4g，在滴加过程中保持温度处于15℃以下。滴加完毕后反应体系逐渐由混浊变澄清，颜色由淡黄色变为金黄色。反应3小时后反应完全，减压蒸干容积，得黄色油状物，通过无水乙醚打浆纯化，得产物0.86g收率为83.25％。
1H-NMR(CDCl3,400M)δ＝3.62(3H,s),3.25(47H,J＝8Hz,d)
MS(EI):m/e＝1021.8
实施例4：
化合物单甲氧基聚乙二醇胺1000的制备
将2g单甲氧基聚乙二醇叠氮1000溶于20mL干燥的四氢呋喃中，后加入10％钯碳0.2g，反应瓶中空气置换为氢气，25℃反应24小时，反应完全。抽滤去除钯碳，减压蒸干溶剂，无水乙醚打浆进行提纯，得1.68g产品，收率为84.0％。
H-NMR(400M)δ＝3.65(3H,s),3.38(47H,J＝8Hz,d)
MS(EI):m/e＝1008.2
综上所述，本发明合成化合物单甲氧基聚乙二醇胺的方法具有合成线路简短，操作简便，产率高，易于工业化生产的有点。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
Claims (9)
1.一种单甲氧基聚乙二醇胺的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
a)在第一溶剂和三苯基磷、催化剂的作用下，式(I)化合物单甲氧基聚乙二醇与叠氮磷酸二苯酯发生取代反应，得到式(II)化合物单甲氧基聚乙二醇叠氮；其中，所述的催化剂为偶氮二甲酸二异丙酯或偶氮二甲酸二乙酯；
b)在第二溶剂和钯碳的作用下，式(II)化合物与氢气在式(II)化合物的叠氮基团上发生还原反应，得到式(III)化合物单甲氧基聚乙二醇胺；
反应过程如路线(1)所示：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中，所述的第一溶剂为二氯甲烷，四氢呋喃或三氯甲烷。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中，所述的取代反应的温度为-5℃～30℃；所述的取代反应的时间为2-4小时。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中，所述的式(I)化合物与催化剂、三苯基磷、叠氮磷酸二苯酯的摩尔比为1:1.5-2:1.5-2:1.5-2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中，所述的钯碳为5％钯碳、8％钯碳、10％钯碳。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中，所述的还原反应的温度是15℃～25℃，所述的还原反应的时间为20-24小时。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中，所述的式(II)化合物与钯碳的质量比为5-10:1。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中，所述的第二溶剂为四氢呋喃或二氯甲烷。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中，所述的取代反应完成后，还包括以下步骤：减压蒸干第一溶剂，通过无水乙醚打浆两次进行提纯，得到式(II)化合物；和/或，步骤b)中，所述的还原反应完成后，还包括步骤：抽滤去除钯碳，减压蒸干第二溶剂，经无水乙醚打浆进行提纯，得到式(III)化合物。
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