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CN1236775A - 4－(脱二甲氨基)四环素的制备方法 - Google Patents

4－(脱二甲氨基)四环素的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及制备4－(脱二甲氨基)四环素的方法,且该化合物具有治疗用途。所述方法包括用甲基化试剂处理作为起始物的四环素,然后,在足够电解质存在下,将生成的三甲基铵盐通过在酸性pH的水溶液中电解而进行还原;并在两个合适电极间施加电势为0.5—1.5伏的直流电直至反应完成;通过用有机溶剂萃取将4－(脱二甲氨基)四环素分离出来。

Description

4-(脱二甲氨基)四环素的制备方法
本发明涉及制备4-(脱二甲氨基)四环素的新的制备方法，该方法使用的试剂对环境不良影响小，从而流出物问题较小，因此，纯化较简单；且所述化合物具有广泛的治疗应用范围。
4-(脱二甲氨基)四环素未表现出四环素所特有的抗菌活性，但是，具有在如下专利申请中所描述的明显治疗活性：治疗糖尿病和其它功能丧失(US5532227,EP599397)；治疗炎症(US5552297,WO9808480)；治疗关节炎、溃疡和肌肉疾病(EP435362,586020)；预防性治疗牙齿和牙龈疾病(AU9338201,WO9213515)。这些化合物既可以单独，也可以与其它药一起给药。
在文献中描述的4-(脱二甲氨基)四环素的制备方法使用锌和乙酸混合物。由所要还原的四环素的三烷基铵盐起始，使用过量还原剂，即锌完成C-4氨基的消去反应(美国化学会志J.Amer.Chem.Soc.,80,1654(1958))。也可以用锌和乙酸还原酸加成盐得到4-(脱二甲氨基)四环素，但是，在该特殊情况下的趋势是产物上的6-羟基也被还原(美国化学会志J.Amer.Chem.Soc.,76,3568(1954))。
针对在工业制备4-(脱二甲氨基)四环素期间，由于未消耗的金属锌的存在和锌盐的除去而由此产生的成为潜在污染的废物排放程度和生成的流出物而言，上述方法是成问题的。
由于四环素衍生物与金属形成螯合物的能力强，因此，在上述方法生产的产物的纯化方面，锌的存在同样也成问题；于是，在现有技术中，有较大量的锌可能残存于最终的4-(脱二甲氨基)四环素中。而应该注意的是，4-(脱二甲氨基)四环素用途最有意义的适应征之一是用作金属蛋白酶(MP)抑制剂(EP435362A)。该化合物的作用模式包括在酶中与锌配合，因此，在4-(脱二甲氨基)四环素中锌的存在可能对其活性产生不利影响。
本发明的目的在于找到一种清洁的方法，该方法在不使用锌的情况下消去C-4取代基，从而克服了环境和纯化两方面存在的问题。
现有技术中，涉及到4-(脱二甲氨基)四环素合成的方法是在第一步用甲基碘将所要还原的四环素甲基化，并在第二步中，用含有锌和乙酸的混合物还原三甲基铵盐。
本发明所述4-(脱二甲氨基)四环素的合成方法是将C-4二甲氨基消去，其优于现有技术方法之处在于不使用锌。使用该方法，四环素三甲基铵盐的还原是在水溶液中以电化学方式进行的，由此，与锌和乙酸的使用有关的问题也就不存在了；而最终产物，因不像已知的四环素一样具有两性特性，因此，可以通过用有机溶剂萃取将其分离出来，获得良好的收率且纯度高于97％。
本发明涉及制备4-(脱二甲氨基)四环素的方法，在有机溶剂(优选丙酮)中，用烷基化试剂(优选甲基碘)处理所要还原的四环素；然后，在pH酸性水溶液中，将生成的三烷基铵盐电解还原。该溶液的pH保持在0.5和5.0之间，优选在1.0和3.0之间。于是，得到在C-4位置被还原的四环素，通过高效液相色谱(HPLC)分析，该化合物的纯度一般高于97％。
在第一步，按照如下所述的方法，将要还原的四环素悬浮于有机溶剂(优选丙酮)中，并将悬浮液的温度保持在25和40℃之间(优选在30和33℃之间)，尽管也可以使用在此范围外的其它温度；随后，加入烷基化试剂，优选甲基碘。在完成C-4位置上氮原子的烷基化所需的时间期间，在上述温度范围搅拌反应混合物。一般来说，在30-33℃下，该反应在48和72小时之间完成；可以通过HPLC或其它合适的方法控制反应过程。在大气压下通过蒸馏除去过量的甲基化试剂。通过蒸馏将溶剂的体积减至一般或更少。通过以下两种途径分离出在C-4被烷基化的四环素碘化物盐：在醚(例如异丙醚)的溶液中直接沉淀；或者将残余物溶于低分子量的醇中，而后加入非溶剂，例如乙醚或异丙醚。
将四环素的三甲基铵盐溶于水，并加入酸使溶液的pH保持在酸性，所用酸优选浓度30至70％(优选50至60％)的乙酸。然后，用惰性气体(如氮或氩气)冲洗上述溶液，并将其置于惰性气氛下的电化学池中，其中加入用于使电流通过的电解质。所述的电解质可以是钠或钾盐，如氯化物、溴化物、碘化物或乙酸盐，特别是氯化钾，其浓度在0.01和1mol之间，优选范围为从0.1至0.5mol。在电化学池中，用于将电流施于溶液的电极的结构材料可以选自铂、汞、不锈钢或碳，优选铂和汞。
在使四环素盐溶液的温度在10和40℃之间(优选20和25℃之间)之后，在池的两个电极间施加大小在0.5和1.4伏，优选1和1.15伏之间的直流电。保持电势足够长时间以使四环素的三甲基铵盐得以还原。反应过程可以通过HPLC来控制。在2至6小时后，有利地达到反应终点；尽管在较高和较低温度下，反应分别也可以相应地更快或更慢。
反应完成后，加入含有盐酸(0.5至2N)的水溶液，以及可将4-(脱二甲氨基)四环素溶于其中的有机溶剂(例如氯仿、二氯甲烷或乙酸乙酯，优选二氯甲烷)以从水相中萃取还原的四环素。先用稀盐酸，而后用水洗涤有机相。将溶液干燥后，减压浓缩，残留的乙酸可以与例如环己烷一起共沸蒸馏。在25-40℃下干燥所得混合物后，得到4-(脱二甲氨基)四环素黄色固体，由HPLC测得的纯度一般高于97％。除去乙酸后，还可以通过用丙酮结晶使4-(脱二甲氨基)四环素分离出来。
以下实施例仅仅用于说明本发明的不同方面，而无论如何不是对说明书和权利要求的限制。实施例11,4,4α,5,5α,6,11,12α-八氢-3,10,12,12α-四羟基-1,11-二氧代并四苯-2-甲酰胺的制备
将10g4-二甲氨基-1,4,4α,5,5α,6,11,12α-八氢-3,10,12,12α-四羟基-1,11-二氧代并四苯-2-甲酰胺悬浮在100ml丙酮中，再将反应混合物加热至30-33℃，而后加入13.7ml甲基碘。在室温下搅拌72小时后，产物完全溶解，再过24小时后，反应完成。在大气压下蒸除溶剂，然后将残余物溶于110ml丙酮。将溶液蒸发至一半体积，随后，在1小时内将其加入700ml乙醚，接着进行沉淀。然后，将在4位氮被三甲基化的四环素碘化物盐在35-40℃下干燥，得到所需化合物，通过HPLC测得其纯度大约为97％。
将10mg 4-三甲基铵-1,4,4α,5,5α,6,11,12α-八氢-3,10,12,12α-四羟基-1,11-二氧代并四苯-2-甲酰胺碘化物和38mg氯化钾溶于5ml乙酸水溶液(50％)中。将溶液放入电化学池的室中，该室装有滴汞电极和次级铂涂层电极。将浸入含0.1mol氯化钾的50％乙酸水溶液中的参比电极(甘汞)放入该池的另一室中，并用多孔玻璃膜隔开池中的这两个室。用氮气冲洗该溶液大约20分钟。然后，在室温下，施加-0.85伏(相对于甘汞电极)连续电流大约2小时。接着，将溶液用0.5ml 2N盐酸酸化和用5ml二氯甲烷萃取三次。随后，将合并的有机相用0.5N盐酸萃取，并用无水硫酸钠干燥。减压蒸除溶剂和在35-40℃下干燥之后，分离出以黄色固体形式存在的标题化合物，通过HPLC测得其纯度大于97％。实施例21,4,4α,5,5α,6,11,12α-八氢-3,10,12,12α-四羟基-1,11-二氧代并四苯-2-甲酰胺的另一种制备方法
将500mg 4-三甲氨基-1,4,4α,5,5α,6,11,12α-八氢-3,10,12,12α-四羟基-1,11-二氧代并四苯-2-甲酰胺溶于含有水/乙酸(120ml∶180ml)的混合物中，再将7.5g氯化钾加入其中。将反应混合物脱气，并在反应过程中，将其置于氮气中。30分钟后，在两个不锈钢电极间施加1.15伏的电势差，并保持电势恒定约6小时。反应完成后，加入5ml 1N盐酸和100ml二氯甲烷。进行相分离后，将水相用50ml二氯甲烷萃取两次。合并有机相，并将其用20ml 0.5N盐酸水溶液萃取3次。再将有机相用无水硫酸钠干燥和减压蒸发。通过与环己烷一起共蒸馏除去残余乙酸。最后，再将所得黄色固体在30和35℃间真空干燥，得到标题化合物，通过HPLC测得其纯度大于97％。实施例31,4,4α,5,5α,6,11,12α-八氢-3,5,10,12,12α-五羟基-6α-甲基-1,11-二氧代并四苯-2-甲酰胺的制备
将10g强力霉素分散在100ml丙酮中，再将反应混合物置于30-33℃的恒温槽中，并加入13ml甲基碘。通过观察发现悬浮液的颜色或温度没有改变。在室温下搅拌48小时后，完全溶解；再过24小时后，反应完成(经HPLC测定转化率＞96％)。在大气压下蒸除溶剂，并将残余物溶于甲醇(35ml)和用乙醚(700ml)使之沉淀。将生成的黄色固体过滤后，用乙醚洗涤，再于35-40℃下干燥，得到三甲基铵盐，通过HPLC测得其纯度大于96％。
将200mg 4-三甲基铵-1,4,4α,5,5α,6,11,12α-八氢-3,5,10,12,12α-五羟基-6α-甲基-1,11-二氧代并四苯-2-甲酰胺碘化物溶于水/乙酸(48ml∶72ml)混合物，再将3g氯化钾加入其中。将反应混合物脱气，并在反应过程中，将其置于氮气中。30分钟后，在两个不锈钢电极间施加1.15伏电势差并保持电势恒定约6小时。反应完成后，加入5ml 1N盐酸和60ml二氯甲烷。进行相分离后，将水相萃取两次，且每次用60ml二氯甲烷。合并有机相，并将其用稀盐酸水溶液萃取3次。再将有机相用无水硫酸钠干燥和减压蒸发。用环己烷赶走残余乙酸。最后，在室温下，再将所得黄色固体真空干燥，得到标题化合物，通过HPLC测得其纯度大于98％。

Claims (9)

1、通过还原四环素的铵盐制备4-(脱二甲氨基)四环素的方法，其特征在于所述还原反应通过电化学方式实施。
2、根据权利要求1所述方法，其中的还原反应用相应三甲基铵盐实施。
3、根据权利要求1或2所述方法，其中的盐是在酸性水溶液中。
4、根据权利要求3所述方法，其中的酸性水溶液中含有乙酸。
5、根据权利要求1、2、3或4所述方法，其中的溶液中还含有其它电解质。
6、根据权利要求5所述方法，其中所述电解质是浓度为0.01至1摩尔的乙酸钠、氯化钾、碘化钾、溴化钾、氯化钠、碘化钠、溴化钠或其中两种或更多种的任何混合物。
7、根据权利要求1至6任何一项所述方法，其中的还原反应在使用电势基本上恒定的直流电的情况下进行。
8、根据权利要求7所述方法，其中的电势为0.5至1.5伏。
9、根据权利要求1至8任何一项所述方法，其中使用至少一种铂、汞、不锈钢或碳电极。
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Granted publication date: 20050309

Termination date: 20120421