3 中国医药工业杂志
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合成药物生产工艺研究
周后元 (上海医药工业研究院.上悔200040)
摘要简要介绍如下台成药物的生产工艺革新;卡托普利、卡奠司汀、氯哇、扑尔敏、安定 依那瞢 利、依托泊甙、氟西汀、洛莫司汀、维生紊 、司莫司汀和糖精。 关键词 台成药 工艺革新卡托普利 卡莫亘 氯睦扑尔敏安定 依那普利 依托泊甙 氟西汀涛奠司汀维生紊B 司莫司汀糖精.6 +
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合成药物的生产工艺涉及多门学科,通 过化学合成、化工装备、监控、管理等的相互 协同,才能达到完美的境界。建国以来,在国 家医药管理局的统一规划下,建立了生产、销 售、科研、教育的完整体系,以推动我国医药 工业快速发展,解决我国人民医疗卫生事业 用药的需求。我国化学药物的大量生产技术, 是在老一辈科学家带领下起步的。雷兴翰的 磺胺噻唑,童村的青霉素,沈家祥、郭丰文的 合霉素,都是在极为艰难的条件下进行研究、 开发的,不但解决了,建国初期医疗用药的迫 切要求,并且还培养了一批科研工作者。 上海医药工业研究院建院4O年来,继承 发扬了老一辈科学家的优良作风,对我国化 学药物的开发研究作出了重要的贡献。本文 仅回顾化学合成药物生产工艺中一些比较突 出的化学合成的研究工作。它们在化学反应 的运用上具有独特之处,改变了一些产品的 生产面貌,至今仍具有较强的生命力,值得我 们借鉴。 化学合成药物的生产是由多步化学反应 组成的,太多数产品,在生产上均有薄弱环 节,突破其中一点,提高生产效率,降低成本, "'2 f N 2CI 1 I HCI‘J1日|Is口 CuS04 对生产厂是最实惠的。因为这些不需更动太 多的设备,投资少,见效快 但对于化学合成 工作者则是最艰难的,不仅需要良好的化学 根底、高度洞察能力,而且要有坚韧不拔、百 折不回的气概。因为现有药物的化学合成工 艺研究项目多未见文献,或 语焉不详”,全靠 研究者“多谋善察”,在狭缝中求得生存与发 展。 我国糖精的生产,由苯二甲酸酐制得邻 氨基苯甲酸甲酯(1)、原用Gattermann重氮 化反应,以1的0.5倍铜粉作催化剂,与亚硫 酸氢钠作用,生成的亚磺酸3与铜粉夹杂在 起,须用碱溶解分离,铜粉经焙炒后再用, 故劳动强度极大;3的钠盐通氯后,得到相应 的磺酰氯4,收率73.5 ;氨解后得不溶性糖 精(5),以1计收率58.6 。在张嘉生领导 下,周后元等与泰山有机化工厂一”合作进行 工艺研究。最初采用Sandmeyer—MerweinL2 法,使1经重氮化后,在二氧化硫醋酸溶液 中,以氯化铜作催化剂直接制成4,氨解得S, 收率66.2 。此法耗用大量醋酸,回收不易。 最后经研究采用的工艺有较大突破,仍用永 作介质,以盐酸一亚硫酸氢钠作为二氧化硫
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维普资讯 http://www.cqvip.com 医药[ . 。 一表币腺生严挂 表示改进法 源,以价廉之硫酸铜作催化剂.实行Sand meyer反应,所得4中含等量之3,表明反应 历程已有所改变.辅以通氯措施,将3转化成 4,从而使5的收率以1计自58.6 提高至 87.6 ,物料消耗及劳动强度亦明显降低.已 成为我国糖精的通用生产方法.质量和产量 在国际市场上均占有一席之地。由此可见,分 析反应中的主副产物,做到趋利避害.是极为 重要的.另一产品氯喹合成方法的研究,亦为 较典型的工艺改进 我国氯喹生产原以双间氯苯基甲脒(8) 作为起点.与丙二酸二乙酯缩合成n乙氧羰 基口间氯苯胺基丙烯酸乙酯(9),再环合成 10,并水解制成关键中间体7一氯一4一羟基一3一 喹啉羧酸(11) 本法最薄弱环节是缩台反应 所放出的间氯苯胺(6)易与9和丙二酸二乙 酯发生酰胺化,形成难以回收利用的12。以间 氯苯胺计算.连乘收率仅1 5 ,无法太规模生 cH】C05 ̄H oc 产。 王其灼、耿国武深入研究8与丙二酸二 乙酯的缩台反应,发现“脒酯缩合”时,加入原 甲酸三乙酯,可使释出的6重新转化成8,继 续参与缩台反应,形成6在反应内部的良性 循环,以充分利用6,并观察到6与原甲酸三 乙酯的反应速度快于酰胺化形成12的速度, 避免了副反应,从而使经过后续的环合、水解 所得的喹啉羧酸11的单批总收率提高至7O 74 .较原生产方法提高5倍。继而采用以 下工艺:问氯苯胺和0.5当量的原甲酸三乙 酯先制备8,再加0.5当量原甲酸三乙酯及 1.2当量的丙二酸二乙酯制备9,但发现内部 循环仍不完全。在深入分析原车间生产的8 和实验室自经原甲酸三乙酯合成的8后,发 现原来生产中的8含有少量氯化铵,证实它 在脒酯缩合过程中具催化作用,在本步反应 加入适量氯化铵或其他路易斯酸,能顺利完
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成间氯苯胺在形成甲脒和缩合中的内部循 环,l】的收率达80 左右,顺利推上生产 。 我国氯喹能够大量生产和出口,与上述工艺 改进是分不开的
一 是 维普资讯 http://www.cqvip.com 坚 —医药工业 志( hinosr Journ ̄i IJf Pharmaceuticals 1 907.28 r! 上例说明作为一个成熟的科研工作者, 对于化学反应的运用和细心的观察是何等重 要J以下卡托普刹工艺改进的成功.又提示我 们不要忽略任何 异常”现象 谢美华等在我国首先研制血管紧张素转 化酶抑制剂卡托普利(17) 原先采用下述合 成方法应用于生产 所得的( .S 15技( . S 15与二环己胺成盐.重结晶分得所需的 (S,S)16.游离后制得(S.S)15。在一次l3 与(S)一14缩台实验中.放置过夜之反应演析 出少量白色固体,取样测定旋光,竟然是(S, S)一15。针对此意外发现,再优化反应和处理 方法,割除原工艺中成盐、提纯及游离3个工 序。投产后,17的原料成本降低35 ,生产工 时缩短近一半 。此工艺改进的成功,不仅满 足国内需要,而且有相当数量出口。 鬼臼毒素类抗肿瘤药依托泊甙(VP一1 6) 的化学工艺改进则是研究者利用类似基圈反 应性的差异取得成功的。 国内外已报道的合成方法均是采用相同 的或不同的试剂如氯乙酰氯、氯甲酸苄酯或 PhCH OI2CcO 三甲基氯甲硅烷保护4 去甲基表鬼臼毒素 (19)的4L酚羟基和取代的 D葡吡喃糖 (18).在三氟化硼存在下进行醚化,再脱去两 者的保护基.得VP l 6,收率以19汁仅l8 35 张椿年、马维勇等发现19的4一位醇 羟基和4 位酚羟基有明显不同的亲核取代 反应性 因而可用不加保护的19直接在 BF。Et!O催化和低温下,制得4 去甲基表 鬼臼毒素糖甙化产物,只要除去糖部分的保 护基即得VP一1 6。收率提高至56 .用于生 产取得成效。并成为上海医药工业研究院在 工艺研究方面取得的第一个美国专利0, 化学合成药物的工艺研究除可如上突破 薄弱环节外,还可参照相关文献,实行优势互 补,设计工业可行的新的合成路线 依那普利 的合成国外最初采用。苯丁酮酸酯(20)与 Ala—Pro(s,S 21) 形成Schiff碱22.只有
应用特定的Raney Ni(Grass No.28)作氢化 催化剂,才能制得所需的依那普利[(S,S. S)23]
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时惠麟等选用两种氨基酸迭加法,其反 应过程如下 ∞-^_ OI】《:))50
反式24与(5)一丙氨酸苄酯甲苯磺酸盐 进行立体有择加成生成(5,S)一25,再经氢化 脱氧、脱苄基得到氢化物( ,S一26) 与文献 不同之处在于(S,S)一26的活性酯与(5)一脯 氨酸的四甲铵盐缩台,直接制得依那普利,省 去常法( )脯氨酸苄酯的制备和去苄基两 步 J,已用于生产。 时惠麟等采用下述化学过程仅3步即台 :: 堑0 : ; ! . … Ⅲ1I i 成氟西汀,是近年来国内试制新产品中较为 成功的例子。该法未见文献报道 采用甲胺 与苯乙酮(27)进行较为罕见的伯胺的Man nich反应,取得突破,提高了28的收率,使之 具有实用价值。其次应用氟化钾替代NaH或 NaNH 作为29与对氯三氟甲苯的缩合剂。 这些改进为氟西汀投产奠定良好的技术基 础
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中国医药工业杂志Chinese Journal of Pharmaceuticals 1997,28(2) m !- !! ! 1 29 HCi
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扑尔敏(32)原生产工艺的关键中间体 (对氯苄基)吡啶(31)系由对氯氯苄和毗啶 合成,无可避免地含有等量4一(对氯苄基)毗 啶,分离很不满意,经过后续反应,成为扑尔敏 碱的异构物.必须通过其马来酸盐的重结晶, _ . 0 c -t Pn—cHc c NHcH c F】 30 才能除去,收率以不纯的3l计仅20 以致 投产十余年,年产量不及半吨。耿国武利用4一 甲基吡啶生产中的副产物2一甲基吡啶.参考 并改进文献 :方法.使3l的收率自27 提高 到45 ~5O%。其反应过程如下:
一 该工艺的优点在于制得的3l不夹杂原 法的4一位异构体,使扑尔敏的收率达到 35 : 年产量大幅度翻番
维生素 (39)国外自40年代初即已开
始用所谓吡啶酮法生产,至50年代末,虽经 许多化学工作者的努力,生产工艺不断改进, 但仍不尽如人意。上海新亚制药厂亦应用此 法生产维生素 ,其部分化学过程如下:
豫 ,
7 38 其中最薄弱环节为37的合成,因37存在4一 及6一位取代基互换的异构体。硝化物38的 收率始终停留在65 。 60年代初美国Merck公司等将前苏联 学者在嗯唑环的氯杂共轭二烯与亲二烯化合 物的Diels—Alder反应合成吡啶衍生物方面 的成就移植于维生素B 的制备,很快用于生 产,使其售价大幅下降,引起国内外学者的注 意,竞相研究。在众多的改良法中,以下述方 法最为可取。 本法简称曙唑法,合成设计巧妙.吡啶环 的形成与环上基团的引人同时完成,且靠近 终点产品,收率高,能消除一些异构物出现的 可能性。我国70年代后期亦从事上述合成法 的研究,并用于试生产。从国外所发表的文 章、专利和国内厂家的生产实践分析,Ⅳ一甲 酰丙氨酸乙酯(42)环合成关键中间体4一甲 基一5一乙氧基嚼唑(43),毫无例外,均是在五 氧化二磷/氯仿中完成反应,反应过程中的物 料往往结成硬块,操作困难,国内43的收率 远低于国外专利水平,维生素B 的总收率按 丙氨酸计仅为25 左右,原料成本较诸毗啶