替加环素的合成

中国医药工业杂志Chinese Journal of Pharmaceuticals 2011, 42(4)●241●化学药物与合成技术替加环素的合成刘帅'，姚颖'，李子成'*，张会(1.四川大学化学工程学院，四川成都610065; 2. 成都百裕科技制药有限公司，四川成都61130)摘要:盐酸米诺环素经硝化和还原得9-氨基米诺环素二硫酸盐(8)，经盐酸和氨水处理得9-氨基米诺环素盐酸盐(9);另以澳乙酸叔丁酯为原料,经缩合、酸水解和氯化得N叔丁基甘氨酰氯盐酸盐(5). 5和9反应后经乙醇-丙酮(1 : 1)及丁醇重结晶，制得抗生素替加环素，总收率约28% (以盐酸米诺环素计)，纯度99.8%。关键词:替加环素:抗生素;合成中图分类号: R978."4文献标志码: A文章编号: 1001-8255 (2011)04-0241-04Synthesis of TigecyclineLIU Shuai', YAO Ying', LI Zicheng'*, ZHANG Huit(1. School of Chemical Engineering. Sichuan University, Chengdu 610065; 2. Chengdu Baiyu Pharmaceutical Co., Lid, Chengdu 61130)0ABSTRACT: 9-Aminominocycline disulfate (8) was synthesized from minocycline hydrochloride by nitrationand reduction. Compound 8 was treated with bydrochloric acid and ammonium hydroxide to form 9-aminominocyclinehydrochloride (9) . N-1-Butylglycyl chloride hydrochloride (5) was prepared from butyl 2-bromoacetate throughcondensation, acid hydrolysis and chlorination. Tigecycline was synthesized from condensation of compound 9 with5, and recrysallization with ethanol-acetone(1 : 1) followed by butanol. The overall yield was about 28% (based onminocycline hydrochloride) , and the purity of tigecycline was about 99.8%.Key Words: tigecycline; antibiotics; synthesis替加环素(tigecycline, 1), 化学名为4,7-双四环素类抗生素遇日光会变色，酸性及碱性条(二甲胺基)-9-[[[(1,1-二甲基乙基)氨基]乙酰件下易发生水解，并且可以和金属离子在一定条件基]氨基]_1,4,5a,6,11,12a-八氢-3,10,12,12a-下形成螯合物，其C-11和C-12.上的羟基容易发生四羟基-1,11-二氧代并四苯-2-甲酰胺，是美国惠氧化，C-4上的二甲胺基即使在比较温和的环境下氏药物公司开发的四环素类抗生素，2005年经美. (弱碱性、温度高于25 C以及潮湿条件下)也容国FDA批准上市"。与米诺环素(minocycline) 相.易发生异构化，从而加大合成上的困难(5.6。比，1在9-位增加了N-叔丁基甘氨酰胺基，这一1的合成可以6-去甲金得素或米诺环素为原独特的结构使得1可以克服由外排及核糖体保护介料 1。前者需经催化氢化、硝化等步骤,操作复杂，导的耐药性，用于治疗四环素耐药菌株所致的感染，总收率较低。后者主要有以下两条路线:①先制得市场前景广阔4。9-硝基米诺环素，还原得到9-氨基米诺环素，与卤代乙酰卤或卤代乙酐等酰化试剂反应，最后和叔收稿日期: 2011-01-26作者简介:刘帅(1986-). 男，硕士研究生,专业方向:制药中间丁胺反应制得(5.7];②先制得9-氨基米诺环素，然体及约物合成。四丁其廿每醚气址酸盐反应，路线短,通信联系人:李子成(1968-), 男，副教授，从事杂环化合物类医中国煤化工药及中间体的合成研究。收率Tel(Fax): 028-85405221E-mail: sculzc@scu.edu.cnTHC.NM HG复米诺环素(6)为242●中国医药工业杂志Chinese Joumal of Pharmaceuticals 2011, 42(4)原料，在浓硫酸中经硝酸钠硝化得9-硝基米诺环稳定性较差，会产生新的杂质。本研究先经过有机素硫酸盐(7)，7不经纯化直接进行催化氢化得9-溶剂处理得到8固体，干燥去除有机残留后，在水氨基米诺环素硫酸盐(8), 8在盐酸和氨水作用下溶液中直接将8转化成9，不仅减少了有机溶剂的得9-氨基米诺环素盐酸盐(9), 9与自制的N-叔使用，收率较高，且所得产品纯度可达95%以上丁基甘氨酰氯盐酸盐作用，最后经乙醇-丙酮处理(HPLC法)。和丁醇重结晶制得1.硝化时温度、加料速度和氯溴乙酸叔丁酯(2)与叔丁胺反应得到N-叔丁化氢残留对反应有重要影响[9),本研究通过控制反基甘氨酸叔丁酯(3), 3在酸性环境下水解得到N-应温度，采取分批少量加入的方式和充分去除反应叔丁基甘氨酸(4)，4与氯化亚砜反应得到N-叔丁体系的氯化氢来减少由此带来的开环、二硝基化合基甘氨酰氯盐酸盐(5)。制备5时，文献[8]用过物以及氯代物等杂质的生成。文献(10)在硝化后处量叔丁胺对2进行氨基化，但接下来浓缩时会带出理过程中使用乙醚，纯化效果较差;本研究以异丙大量产品，损失较大;本研究采用2倍当量的叔丁醇进行后处理，所得固体颗粒较大，容易过滤,并胺，反应结束后先过滤除去氢溴酸盐，不经浓缩直且能够去除一部分杂质。 在还原过程中，将7溶解接加入足量盐酸，分层后水相直接进行水解反应，在醇/水溶液中，比文献[1以水为溶剂的还原条可以避免浓缩带来的损失。参考相关文献(8],将5件更温和，还原时间短。通过将8制备成9的过程与9进行反应制得1粗品，用乙醇-丙酮处理，除可以将9纯化。文献[8.9)在滤除钯炭后加入盐酸，.去大部分杂质，再参考相关文献(12)用丁醇进-步用氨水调节pH至等电点，从而析出产品，但是由纯化得到1纯品。本法步骤较短，条件温和，有机于体系中存在有机溶剂，收率和纯度均较低;文溶剂使用少，操作简便，适合工业化生产，以6计献10]将8固体干燥后，先转化成游离态的9-氨基总收率为27.9% (文献°8: 29%),纯度>99.8%米诺环素，然后再转化成相应的盐酸盐，该过程要(HPLC法)。1的合成路线见图1.使用大量有机溶剂，且游离态的9-氨基米诺环素o- t- HC. +NcCHcOo .Ha SoC3. + -NHCH.CC .Hea4Y￥OH.Ha. NaNO,H2SOo.、: 2H2SO4.NH2ONNH2'oH。ontB。7PdC,Hz_2H2SO44 )HCI1N^YNH22) NHL.OH)HHcl 1) 5,OH,NH2 2) NH2OH,NH2OH 0 or9t6 0中国煤化工MHCNMHG图11的合成路线中国医药[业杂志Chinese Journal of Pharmaceuticals 2011, 42(4)243●实验部分丙醇(100 mlx2)洗涤，得浅黄色固体7粗品，不N-叔丁基甘氨酸盐酸盐(4)经纯化直接用于下步反应。1L单口烧瓶中加入叔丁胺(142.7g, 1.94 mol)9-氨基米诺环素二硫酸盐(8)和甲苯(380 ml)，室温搅拌下缓慢滴加2(185.2 g,如上所得7于搅拌下溶解于去离子水(100ml)0.95 mol)的甲苯(570 ml)溶液，逐渐生成白色固体。和无水甲醇(150 ml)的混合液中。加入10% Pd/C滴毕升温至50 C，搅拌反应1h,再升温至70 C,(4.0 g),于0.3 MPa氢压下催化氢化反应4h。滤搅拌反应3h。冷却至室温，冰箱中静置1h。过除催化剂，用甲醇(25 mlx2)洗涤，剧烈搅拌下，滤,滤饼用甲苯洗涤(100 mlx2)。合并滤液和洗液，将所得黄色滤液缓慢滴加到冰盐浴冷却的异丙醇加入浓盐酸(475 ml)，加热至80 C反应3h.冷却(1 500 ml)中,析出黄色固体。滴毕室温搅拌0.5h。.到室温，分相，有机相用去离子水(100 ml)洗涤。氮气保护下过滤,滤饼用无水乙醚(200 mlx2)洗涤，合并水相，减压浓缩至浆状，加入异丙醇(200 ml),减压干燥后得8(59.9g)，直接用于下步反应。MS-再浓缩至约100 ml,冰箱静置0.5h。过滤，滤饼ES (m/z): 473[M*+1]。用异丙醇(20 mlx2)洗涤，60 ~ 70 C干燥后得白9-氨基米诺环素盐酸盐(9)色固体4(123.5g)。滤液重复上述操作2次，又8(53.5g，0.08 mol)溶于0~4 C去离子水得白色固体4(18.6g)。共计得4 142.1 g,收率为.(180 ml)中，搅拌下加入浓盐酸(14 ml), 搅拌93.6%，mp 207~ 210 C. 'H NMR (400 MHz,1 h。加浓氨水缓慢调至pH 3.0。 加入无水亚硫酸D2O)δ: 1.45(s, 9H), 3.92 (s, 2H)。钠(0.6g),再加稀氨水调至pH4.2, 0~5 C搅拌N-叔丁氨基甘氨酰氯盐酸盐(5)1 h,其间保持体系pH(4.2+0.2)。 停止搅拌，,生成在250 ml单口烧瓶中加入研磨过的4(50.0 g,少量黄色固体。于-5~5 C下静置24h,氮气保护0.30 mol)、无水甲苯(225 ml)和DMF (2.5 ml),下过滤， 滤饼依次用0~5 C的去离子水(25 mlx室温搅拌"下通过连接有尾气吸收装置的恒压滴液漏2，pH 4.2)和异丙醇(45 mlx2)洗涤，减压干燥，斗缓慢滴加氯化亚砜(32.5 ml, 0.45 mol)。加毕升得黄色固体9(16.7g，以6计收率36.7%)，mp温至80~ 85 C反应3 h。冷却到室温，减压蒸除198~ 202 C (分解)，[a]3D -246.0 (c 0.2, H0),残留的氯化亚砜以及产生的二氧化硫和氯化氢。冰[a]? -239.0* (c 0.2, CH,0H)。纯度96.7% [HPLC箱静置0.5h,过滤，滤饼用无水甲苯(45 mlx3)和归一化法:色谱柱Waters RPCq柱(4.6 mmx乙醚(60 mlx2)洗涤，室温减压干燥，得白色固150 mm, 3.5 μm);流动相A: 0.03 mo/L KH,PO4体5(50.1 g，90.2%)。 IR(KBr)v(cm^): 3 060.45,(用磷酸调至pH2)，B:乙腈-水(9 : 1), A :2 750.57, 1 762.62, 1 638.4. .B=96 : 4;检测波长250 nm;流速0.8 ml/min;9-硝基米诺环素二硫酸盐(7)柱温35 C ]。MS-ES (mlz): 473 [M'+1]; 'H NMR500 ml三颈瓶中加入6(购自武汉远城科技发(400 MHz, DMSO-d)8: 1.52 ~ 1.56(m, 1H, 5~CH),展有限公司，含量92.9%, 50.0g, 0.1 mmol),冰2.22 ~ 2.28 (m, 1H, 6-CH), 2.45(s, 6H, 4-N(CH),盐浴冷却下加入浓硫酸(100 ml)，搅拌溶解后真2.76(s, 6H, 7N(CH)2), 4.3(s, 1H, 4-CH), 8.0(s, 1H,空抽至无气泡，继续搅拌抽气1h,得黄色透明溶CH-8), 9.05 (s, 1H), 9.55(s, 1H), 9.95(brs, 1H)。液。控温于-5~0 C，分次加入硝酸钠(10.1 g,替加环素(1)0.13 mol)。同温搅拌反应1 ~ 1.5 h,得橘黄色溶液。将9(15.5 g, 0.03 mol)加至0~5 C的去离HPLC显示反应完全后，冰盐浴控温于-5~0 C，子水 (75 m1)中。氮气保护下分次加入5(18.0 g,搅拌下加至异丙醇(600 ml)中，析出浅黄色固体。0.11|中国煤化工h。HPLC显示反滴毕同温搅拌30 min，氮气保护下过滤，滤饼经异应完YH ;CNMHG调至pH 7.2。 加中国医药工业杂志Chinese Journal of Pharmaceuticals 2011, 42(4)入甲醇(150 ml)，用二氯甲烷(150 m1)萃取,再OH), 12.56(br s, 1H, OH)。加5%氨水(约1.5 m1)调至pH 7.2.搅拌15 min后分液。水相用二氯甲烷(150 mlx5)萃取。合并参考文献:有机相，用50%甲醇(50 mlx2)洗涤2次，无水[1] 邵昌,王涛,杨志钧,等.替加环素的合成方法:中国,硫酸钠干燥过夜后过滤。滤饼用二氯甲烷(50 mlx101450916 [P]. 2009-06-10.:2] Patricia AB. Tigecycline: a first in class glyecline []. Clin2)洗涤，合并滤液和洗液，25 ~ 35 C减压浓缩，Microbiol Newslet, 2004, 26(21): 163-167.40 C下真空干燥24 h,得棕色固体1粗品(15.3 g,3] Wieser J, Pichler A, Hotter A. Crytallie solid forms: wO,87.1%)，纯度91.8% [HPLC归- -化法:色谱柱2008155405 [P]. 2008-12-24.伊利特C1g柱(4.6 mmx150 mm, 3.5 um);流动相4] 吴春虎，封玉彬.替加环素的合成及市场前景[J].河北A:磷酸盐缓冲液(K,HPO, 4.35 g和EDTA 0.93 g化工, 2008, 31 (10): 64-65.溶于水950ml中，用磷酸调至pH6.4)-乙腈s5] Evegency T, Sofia G, Slavik Y, et al. Process for preparation(95 : 5)，B:磷酸盐缓冲液(K,HPO, 4.35 g和of 9-haloacetamidominocyclines: wO, 2008066908 [P].EDTA 0.93 g溶于水500 ml中,用磷酸调至pH 6.4)-2008-06-05.6] Krishnan L, Leese RA, Krishnan R. Method for乙腈(500 : 500)， 梯度洗脱: 0~40 min, A :selective extracing a 7-(hydrogen or substitutedB=85:15;40~55min,A:B=85:15~amino) .9-[ (substituted glyey1) amido] -6 demethy1-6-57:43;55~59min,A:B=57:43~0:deoxytetracycline compound: US, 5675030 [P]. 1997-10-07.100;59~66min，A:B=0:100~85:15;7] Sum PE, Petersen P. Synthesis and structure-activity检测波长248 nm;流速1.0 m/min;柱温25 C ]。relationship of novel glylcyeline derivatives leading to the1粗品(15.0g)加至乙醇(105 ml)中，搅拌discovery of GAR-936 [J]. Bioorg Med Chem Lelt, 1999,15 min，再加入丙酮(105 ml)，升温至35~40 C9(10): 1459-1462.搅拌15 min.冷却至室温搅拌1h,0~5 C静置1h,8] Krishan L, Sum PE, Horne JM, et al. Tigecycline andmethods of preparation: WO, 2006130418 [P]. 2006-12-07.过滤。滤饼用-5~5 C的乙醇-丙酮混合溶剂9] Bermatchez M, Chew w, Daigneault S, et al. Tigeeycline and(1 : 1, 20mlx2)洗涤，40 C减压干燥12h。再methods of preparing internediates: Us, 2009099376 [P].用2-丁醇重结晶，40 C减压干燥后得金黄色固体2009-04-16.1(13.1 g,精制率87.3%)，纯度99.8% ( 检测条[10] Sum PE, Lee VI, Testa RT, et al. Glycylcyclines. 1. A件同1粗品)。mp172~174C (文献(13]: 169~new generation of potent antibacterial agents through174C)，[a]2° -205.5*(c0.2, H2O)，[a]20 -197.0"modifcation of 9-amintetracyclines [J]. J Med Chem,(c 0.2, CH,0H) (文献(8]: [a]2° -213 ~ -219*)。1994, 37(1): 184-188.[1] Evegency T, Sergei F, Sofia G, et al. 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