CN103896998B

CN103896998B - 天麻素中间体的制备方法及天麻素的合成方法

Info

Publication number: CN103896998B
Application number: CN201410093998.4A
Authority: CN
Inventors: 游洪全; 周旭东; 王廷圣; 邹鑫
Original assignee: Guang'an Kingday Pharm & Chemical Co Ltd
Current assignee: Guang'an Kate Pharmaceutical Co., Ltd.
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2034-03-13
Also published as: CN103896998A

Abstract

本发明公开了一种天麻素中间体化合物III的制备方法，由下列步骤组成：(1)、将起始原料化合物I以氢气还原，得到化合物II；(2)、化合物II与乙酰化试剂反应，得到化合物III粗品；(3)、将步骤(2)所得化合物III重结晶，得到化合物III的纯品。此外，本发明还提供了天麻素的合成方法。本发明提供的方法制备的化合物III易结晶、纯度高，由其可得到高纯度的天麻素成品。

Description

天麻素中间体的制备方法及天麻素的合成方法

技术领域

本发明属于医药技术领域，具体地说，涉及天麻素中间体的制备方法，进一步地，还涉及天麻素的合成方法。

背景技术

天麻素是兰科植物天麻(Gastrodia elataBlume)的主要活性成分，具有镇静、抗惊厥、抗炎及增强机体免疫等作用，临床上广泛用于眩晕、头疼(神经衰弱及神经衰弱综合症、血管性头疼、紧张性头疼、脑外伤综合症、偏头疼等)及癫痫的辅助治疗。其化学结构式如下所示：

目前，临床应用的天麻素原料药主要来源于植物提取和化学合成两种方法。由于天麻素在天麻中含量极低(约0.1％)，因此采用植物提取法获取天麻素存在着提取成本高、工作量大、高纯度样品难于制备及不利于资源保护等问题。近年来采用人工合成的方法制备天麻素的规模和产量日益扩大。近年来国内外公开了不少化学合成天麻素的方法。

周俊等人在《化学学报》1980，2(32)：162-166中报道了天麻素的合成方法(其关键步骤如下所示)，该路线以高氯酸催化乙酸酐后与葡萄糖反应得到五乙酰基葡萄糖，然后溴代、再与对羟基苯甲醛缩合，再还原得到天麻素。本路线大量使用硼氢化钾、红磷、溴素，不仅在生产中容易爆沸，且不符合当前的环保理念，另外，该路线总的收率比较低，生产成本较高。

戴晓畅等人在《化学学报》2004，2(13)：53-55对周俊等人的工艺路线做了一些改进，主要包括两步关键反应，第一步：溴代乙酰基糖苷化合物中间体的合成；第二步：溴代乙酰糖化合物与酚性化合物的缩合反应，生成乙酰基保护的酚性糖苷化合物。尽管对合成方法进行了一些改进，并将红磷和溴用五溴化磷代替，但仍需要多步反应，且副产物多、反应专一性差，不适于工业化生产。

中国专利申请CN102516329A公开了一种天麻素的合成方法，以葡萄糖为起始原料，通入溴化氢进行溴代，后与对羟基苯甲醛缩合，经醛基还原、脱保护、重结晶可得到天麻素(其步骤如下所示)；尽管该路线设计简洁、反应条件相对温和，但是由于催化加氢后的产物不易结晶，经一锅煮法再脱保护，得到的天麻素中，有关物质含量过高，产品质量很难达到药典标准规定。

发明内容

本发明提供了一种高纯度天麻素关键中间体即化合物III的合成方法，进一步地，由该中间体脱保护，即可得到高纯度的天麻素。

本发明的目的在于提供一种天麻素中间体即化合物III的制备方法。

本发明的另一个目的是提供包括上述该中间体制备方法的制备天麻素新方法。

具体地说，本发明提供了一种天麻素关键中间体即化合物III的制备方法，由如下步骤组成：

(1)、将起始原料化合物I以氢气还原，得到化合物II；

(2)、化合物II与乙酰化试剂反应，得到化合物III粗品；

(3)、将步骤(2)所得化合物III粗品重结晶，得到化合物III的纯品。

在本申请文件中，在化合物I、化合物II和化合物III中，Ac表示乙酰基。

在本发明提供的天麻素关键中间体即化合物III的制备方法中，其中，步骤(1)中所述氢气还原，是指在雷尼(Rany)-Ni、钌-碳或Pd-C催化条件下进行。步骤(1)的还原是在C1-C4烷醇存在下进行的，优选地，在甲醇或乙醇溶剂中进行。

在本发明提供的天麻素关键中间体即化合物III的制备方法中，其中，步骤(2)中所述乙酰化试剂，选自乙酸酐或乙酰氯。

在本发明提供的天麻素关键中间体即化合物III的制备方法中，其中，步骤(2)中所述反应是在有机碱或无机碱存在的条件下进行的，这里，所述有机碱选自三乙胺、N，N-二异丙基乙胺或吡啶，优选为三乙胺；所述无机碱选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐，优选为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾，更优选为碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠。

在本发明提供的天麻素关键中间体即化合物III的制备方法中，其中，步骤(3)中所述重结晶在C1-C4烷醇溶剂中进行。所述重结晶可以在一种C1-C4烷醇溶剂中进行，也可以在两种以上C1-C4烷醇的混合溶剂中进行。优选所述重结晶在甲醇和／或乙醇中进行，更优选在甲醇中进行。

在一种优选的实施方案中，本发明提供了一种天麻素关键中间体即化合物III的制备方法，由如下步骤组成：

(1)、将起始原料化合物I以氢气还原，得到化合物II；

(2)、化合物II与乙酰化试剂反应，得到化合物III粗品；

(3)、将步骤(2)所得化合物III重结晶，得到化合物III的纯品；

其中，步骤(1)中所述氢气还原，是指在雷尼-Ni、钌-碳或Pd-C催化条件下进行；步骤(1)的还原是在C1-C4烷醇存在下进行的，优选地，在甲醇或乙醇溶剂中进行；

步骤(2)中所述乙酰化试剂选自乙酸酐或乙酰氯；

步骤(2)所述的反应是在有机碱或无机碱存在的条件下进行的，这里，所述有机碱选自三乙胺、N，N-二异丙基乙胺或吡啶，优选为三乙胺；所述无机碱选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐，优选为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾，更优选为碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠；

步骤(3)中所述重结晶在C1-C4烷醇溶剂中进行。所述重结晶可以在一种C1-C4烷醇溶剂中进行，也可以在两种以上C1-C4烷醇的混合溶剂中进行。优选所述重结晶在甲醇和／或乙醇中进行，更优选在甲醇中进行。

在一种特别优选的实施方案中，本发明提供了一种天麻素关键中间体即化合物III的制备方法，由如下步骤组成：

(1)、在氢气、Pd-C存在条件下，将化合物I在甲醇溶剂中还原，得到化合物II；

(2)、将步骤(1)所得化合物II与乙酸酐进行乙酰化反应，得化合物III的粗品；

(3)、将步骤(2)所得粗品，在甲醇溶剂中重结晶，得化合物III纯品。

另一方面，本发明提供了高纯度天麻素的合成方法，由下列步骤组成：

(1)、将起始原料化合物I以氢气还原，得到化合物II；

(2)、化合物II与乙酰化试剂反应，得到化合物III粗品；

(3)、将步骤(2)所得化合物III重结晶，得到化合物III的纯品；

(4)、将步骤(3)所得化合物III在C1-C4烷醇钾或钠的C1-C4烷醇体系中反应，得到天麻素，优选地，在CH₃ONa／CH₃OH或C₂H₅ONa／CH₃CH₂OH体系中反应。

本发明提供的天麻素中间体即化合物III的制备方法，其中，步骤(1)的还原反应，是在40-50℃条件下进行，反应时间为4-8小时。

本发明提供的天麻素中间体即化合物III的制备方法，其中，步骤(2)中，化合物II与乙酰化试剂投料的摩尔比为1∶1.5～3，优选地，为1∶1.6～2.5。

本发明提供的天麻素中间体即化合物III的制备方法，其中，步骤(2)中所述乙酰化反应的温度为85-100℃，优选为90-100℃。

本发明提供的天麻素中间体即化合物III的制备方法，其中，步骤(2)中所述乙酰化反应的时间为2-4h。

本发明提供的天麻素的合成方法，其中，步骤(4)中，化合物III与C1-C4烷醇钾或钠投料的摩尔比为1∶1.2-2.5，优选为1∶1.5-2。

本发明所述的天麻素的合成方法，其中，步骤(4)所述的在C1-C4烷醇钾或钠的C1-C4烷醇体系中反应的时间为3-5h，优选为4h；反应在加热至回流条件下进行。

与现有技术相比，本发明提供的天麻素关键中间体即化合物III及天麻素的合成方法，其有益技术效果体现在：以氢气还原化合物I，避免了文献用硼氢化钾还原导致的物料爆沸问题，且降低了生产成本；另外，化合物III易结晶、纯度高，为得到高纯度天麻素的关键操作，由化合物III脱保护得到天麻素，无需再重结晶，所得产品纯度已经高于药典标准规定，且有机溶剂残留量更低。与文献方法经化合物II直接脱保护得到天麻素相比，本发明提供的天麻素制备工艺，所得产品含量可达到99.5％以上，最大单杂不超过0.25％，总杂不超过0.58％，产品质量相比文献有显著性提升；另外，以化合物I为起始原料计，本路线收率可达到90％以上。

具体实施方式

通过以下具体实施实例进一步描述本发明，但本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

在实施例中所用核磁共振氢谱仪器型号：Bruker Avance500型超导核磁共振仪。

HPLC采用安捷伦1100。

实施例中化合物III的HPLC纯度测定方法：

液相层析系统采用紫外检测器，检测波长为220nm和一根C18填充的不锈钢柱，流速为1.0ml／min，柱温30℃。

流动相的配制：磷酸盐缓冲液(取磷酸二氢钠1.56g，加水溶解并稀释至1000ml，混匀后用磷酸调pH至4.0±0.1)-乙腈(体积比为50∶50)为流动相，过滤脱气备用。

供试品溶液的配制：称取供试品25mg，加入25ml色谱乙腈溶解后作为供试品溶液。

测定步骤：分别注入等体积(20ul)的空白溶液、供试品溶液，记录供试品图谱，运行时间40分钟，扣除空白，用面积归一化法计算化合物III的色谱纯度。

进样序列

顺序	溶液	针数
			1	空白溶液	1
2	供试品溶液	1

结果判断：色谱纯度不得少于98.5％。

熔点测定采用毛细管法，所述化合物III的熔点范围为121-125℃。

4-甲酰苯基-2,3，4，6-四-0-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷的制备参考文献：周俊，杨雁宾，杨崇仁.天麻的化学研究II——天麻素及其类似物的合成.化学学报，1980，32(2)：162～166.

以下实施例中，除非特别说明，所用试剂均来自商购。

以下实施例中，常压指：0.1MPa；室温指：25℃。

实施例1

(1)将100g4-甲酰苯基-2,3，4,6-四-0-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷、600g甲醇、5g5％钯碳，在45℃下常压通入氢气，保温密闭反应4小时后，过滤，滤液在45-50℃减压浓缩掉溶剂后得化合物II。

(2)将产物化合物II、200g醋酐、7g吡啶，升温到90-100℃反应3小时，加入2000g纯化水析晶，过滤得到得天麻素中间体化合物III的粗品，然后粗品用120g95％乙醇重结晶之后得到天麻素中间体化合物III，106.2g，收率97.5％，HPLC检测纯度为99.92％。经熔点检测、核磁共振等分析，结构与目标化合物一致。

熔点为123.3～124.1℃；

¹HNMR(500MHz，CDCl₃)δ7.28(d，J=7.0Hz，2H)，7.00(d，J=6.5Hz，2H)，5.31-5.27(m，1H)，5.20(t，J=9.5Hz，1H)，5.11(d，J=8.0Hz，1H)，5.08(s，2H)，4.27(dd，J=12.5Hz，3.3Hz，1H)，4.19(dd，J=12.0Hz，2.0Hz，1H)，3.89-3.84(m，1H)，2.08(s，3H)，2.06(s，3H)，2.05(s，3H)，2.04(s，6H)。

(3)将重结晶后的化合物III(100g，0.186mol)溶于350ml干燥的甲醇中，加入20g甲醇钠，回流反应4小时，加醋酸调溶液pH值至中性，过滤，滤液浓缩，得天麻素52.8g，收率96％，熔点：153.5-154.5℃，比旋度：-68°～-70°，含量99.92％(含量测定方法见实施例4)，¹HNMR(500MHz，CDCl₃)δ7.20(d，J=8.4Hz，2H)，7.0(d,J=8.4Hz，2H)，4.82(d，J=6.8Hz,1H)，4.62(s，2H)，3.75(t，J=6.8Hz，1H)，3.70(dd，J=6.8Hz,1H)，3.36(d，J=4.8Hz,2H)，3.30(t，2H)。

实施例2

(1)将100g4-甲酰苯基-2,3,4,6-四-0-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷、600g甲醇、12g雷尼镍(大连通用化工有限公司)，在40-50℃下常压通入氢气，保温密闭反应8小时后，过滤，滤液在45-50℃减压浓缩掉溶剂后得化合物II。

(2)将化合物2、200g醋酐、9g三乙胺，升温到90-100℃反应3小时，加入2000g纯化水析晶，过滤得到得天麻素中间体化合物III的粗品，然后粗品用120g95％乙醇重结晶之后得到天麻素中间体化合物III，105.1g，收率95.9％，HPLC检测纯度为99.72％，熔点为122.9～123.7℃。

(3)将重结晶后的化合物III(100g，0.186mol)溶于350ml干燥的乙醇中，加入16g乙醇钠，回流反应4小时，加醋酸调溶液pH值至中性，过滤，滤液浓缩，得天麻素52.6g，收率95.8％，熔点：153.8-154.6℃，比旋度：-68～-70°，含量99.98％。

实施例3

(1)将100g4-甲酰苯基-2,3,4,6-四-0-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷、800g乙醇、5g5％钌碳(上海谱振生物科技有限公司)，在40-50℃下常压通入氢气，保温密闭反应4小时后，过滤，滤液在45-50℃减压浓缩掉溶剂后得化合物II。

(2)将化合物II、200g醋酐、7g吡啶，升温到90-100℃反应3小时，加入2000g纯化水析晶，过滤得到得天麻素中间体化合物III的粗品，然后粗品用120g95％乙醇重结晶之后得到天麻素中间体化合物III，105.0g，收率95.7％，HPLC检测纯度为99.68％，熔点为122.5～123.4℃。

(3)将重结晶后的化合物III(100g，0.186mol)溶于350ml干燥的甲醇中，加入20g甲醇钠，回流反应4小时，加醋酸调溶液pH值至中性，过滤，滤液浓缩，得天麻素53g，收率96.5％，熔点：153.5-154.6℃，比旋度：-68～-70°，含量99.95％。

实施例4对照例

以专利申请CN102516329A实施例1所提供的技术方案，制备天麻素成品，批号为121001；本实施例1-3制备的天麻素，批号依次为121002、121003、121004；

参照天麻素国家药品标准(WS1-XG-020-2001)，以HPLC鉴别法，对天麻素的含量、有关物质进行检测，结果如下表所示：

由此知，本发明所得天麻素成品在含量、有关物质的含量方面达到药典规定，且远远小于文献方法(CN102516329A)。

在本实施例中HPLC法检测天麻素含量条件与方法：

色谱条件与系统适用性试验用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以0.05％的磷酸溶液-乙腈(97∶3)为流动相；检测波长为220nm；理论板数按天麻素峰计算应不低于3000。

测定法取本品25mg，精密称定，置50ml量瓶中，加流动相0.05％的磷酸溶液-乙腈(体积比为97∶3)溶解并稀释至刻度，摇匀，精密量取5ml，置25ml量瓶中，加流动相稀释至刻度，摇匀，精密量取20μl注入液相色谱仪，记录色谱图；另取天麻素对照品(来源：中国药品生物制品检验所)适量，同法测定。按外标法以峰面积计算供试品中天麻素和有关物质的含量。

Claims

1.一种高纯度天麻素的合成方法，由下列步骤组成：

(1)、将起始原料化合物I以氢气还原，得到化合物II；

(2)、化合物II与乙酰化试剂反应，得到化合物III粗品；

(3)、将步骤(2)所得化合物III重结晶，得到化合物III的纯品；

(4)、将步骤(3)所得化合物III在CH₃ONa/CH₃OH体系或C₂H₅ONa/CH₃CH₂OH体系中反应，得到天麻素；

其中，步骤(1)中所述氢气还原，是指在雷尼-Ni、钌-碳或Pd-C催化条件下进行；步骤(1)的还原是在甲醇或乙醇溶剂中进行；步骤(1)的还原反应是在40-50℃条件下进行，反应时间为4-8小时；

步骤(2)中所述乙酰化试剂选自乙酸酐或乙酰氯；步骤(2)中所述反应是在三乙胺、或吡啶存在的条件下进行的；化合物II与乙酰化试剂投料的摩尔比为1：1.5～3；所述乙酰化反应的温度为85-100℃，所述乙酰化反应的时间为2-4h；

步骤(3)中所述重结晶在甲醇、或乙醇中进行；

步骤(4)中，化合物III与CH₃ONa或C₂H₅ONa投料的摩尔比为1:1.2-2.5；反应的时间为3-5h。

2.如权利要求1所述的合成方法，其中，步骤(2)中，化合物II与乙酰化试剂投料的摩尔比为为1:1.6～2.5。

3.如权利要求1所述的合成方法，其中，步骤(2)中所述乙酰化反应的温度为90-100℃。

4.如权利要求1所述的合成方法，其中，步骤(4)中，化合物III与CH₃ONa或C₂H₅ONa投料的摩尔比为1:1.5-2。

5.如权利要求1所述的合成方法，其中，步骤(4)中，反应的时间为4h。