专利名称：(s)-奥拉西坦的制备方法
技术领域：
本发明涉及制备奥拉西坦的方法，具体涉及一种制备(S)-奥拉西坦的方法，属于化学合成领域。
背景技术：
奥拉西坦(oxiracetam),是由意大利史克比切姆公司于1974年首次合成的促智药，该药于1987年在意大利上市，奥拉西坦是由两种异构体(S)-奥拉西坦 ((S)-oxiracetam)和(R)-奥拉西坦((R)-oxiracetam)组成的消旋体。关于奥拉西坦的报道，公开其是一种合成的羟基氨基丁酸(GABOB)环状衍生物，能促进脑内ATP，促进乙酰胆碱合成并增强神经兴奋的传导，对缺氧所致的逆行性健忘有改进作用，可以增强记忆，提高学习能力，是治疗阿尔茨海默型痴呆(AD)、脑血管性痴呆(VD)等病症的有效药物之一。关于合成(S)-奥拉西坦的报道，美国专利4，797，496和WO 93/06826公开了的制备oxyracetam的方法，该文献中公开的方法包括从手性P _羟基丁内酯获得手性烷基3， 4-环氧丁酸酯，使所得产物与N保护的甘氨酰胺反应并使所得产物进行N脱保护，然后经环化得到旋光纯oxyracetam,该方法的步骤相对较少,但是由于手性烧基3,4-环氧丁酸酯合成收率极低而造成该方法成本高。美国专利US4173569述及了另一种(s)_奥拉西坦的合成方法(s) - Y -氨基-P -羟基丁酸为起始原料，经甲硅烷基化试剂保护羟基，环合后的产物与卤代乙酸乙酯反应，反应产物经脱保护基，氨解，最后得到目标化合物；此种制备方法不适合于工业化规模生产，使用保护基对羟基进行保护会增加反应步骤，浪费原料，耗时较长，增加成本，使总收率降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种收率高、纯度高、适于药物应用所需的(S)-奥拉西坦的制备方法。本发明目的是通过以下技术方案实现的一种(S)-奥拉西坦的制备方法，其特征在于采用甘氨酸乙酯盐酸盐与 (S) -4-卤-3-羟基-丁酸乙酯为原料在醇溶剂和碱性条件下反应，过滤、经用无机醇洗涤、 浓缩再经萃取、分离通入浓氨水反应制得(S)-奥拉西坦粗品和粗品的纯化处理；所述甘氨酸乙酯盐酸盐是先与碱与醇溶剂混合，再在其中滴加(S)-4-卤-3-羟基-丁酸乙酯原料和分次加入碱以控制反应的PH为8-9 ;所述对粗品的纯化处理包括进行离子交换树脂处理和将(S)-奥拉西坦粗品溶于其良性溶剂中，并在室温下制成饱和溶液，然后在密闭环境下用其不良溶剂扩散。发明人在研发过程中发现原料的加入顺序很有讲究，由于甘氨酸乙酯不稳定的特性，因此原料是采用甘氨酸乙酯盐酸盐但实质上是甘氨酸乙酯在参与反应，而加料顺序决定着甘氨酸乙酯盐酸盐是否能够在反应中充分地游离成甘氨酸乙酯从而决定着反应产物收率的高低；同时，反应产物(S)-奥拉西坦有着在强碱条件下易被破坏的特性，而反应又是要求在碱性条件下进行，同时碱又是不可缺少的反应原料，因此在有产物生产的反应中加入碱的方式与条件有着特别的讲究。为了提高最终产物的收率，本发明在上述萃取、水相浓缩之后，还进行柱层析分离，再通入浓氨水制备(S)-奥拉西坦。为了使本发明甘氨酸乙酯盐酸盐原料充分游离成甘氨酸乙酯以利于反应的进行、 提高最终产品的收率，所述甘氨酸乙酯盐酸盐先与碱、醇溶剂混合是在68-73°C、pH8-9下搅拌1-3小时，进一步优选地，在68-70°C、pH8. 7下搅拌2小时。为了更进一步使得甘氨酸乙酯盐酸盐游离成甘氨酸乙酯，本发明碱优选采用碳酸钠或碳酸氢钠，醇溶剂优选采用无水乙醇，其中甘氨酸乙酯盐酸盐与碳酸钠的摩尔比为 I 1，或甘氨酸乙酯盐酸盐与碳酸氢钠的摩尔比为I : 2，无水乙醇的用量为碱重量的5-8 倍，进一步优选为6倍。为了在反应过程中形成利于产物稳定的环境，在甘氨酸乙酯盐酸盐与碱、醇溶剂混合后，分次加入碱是分2-4次(优选2次)加入碱以控制体系中pH为8-9，同时滴加 ⑶-4-卤-3-羟基-丁酸乙酯，滴加时间为2. 5小时，在体系温度为60-65°C反应22-26小时。本发明(S)-4-卤-3-羟基-丁酸乙酯优选采用(S)-4-氯-3-羟基-丁酸乙酯； (S) -4-卤-3-羟基-丁酸乙酯的用量优选为甘氨酸乙酯盐酸盐(S) -4-卤-3-羟基-丁酸乙酯=Imol : 0. 8-1. 3molo更具体地说，本发明(S)-奥拉西坦粗品的制备是甘氨酸乙酯盐酸盐先与碱、醇溶剂在68-73°C、pH8-9下搅拌1_3小时，其中碱优选采用碳酸钠或碳酸氢钠，醇溶剂优选采用无水乙醇，甘氨酸乙酯盐酸盐与碳酸钠的摩尔比为I : 1，或甘氨酸乙酯盐酸盐与碳酸氢钠的摩尔比为I : 2,无水乙醇的用量为碱重量的5-8倍；然后分2-4次加入碱以控制体系中pH为8-9，同时滴加(S)-4-卤-3-羟基-丁酸乙酯，滴加时间为2. 5小时，在体系温度为60-65°C反应22-26小时，其中甘氨酸乙酯盐酸盐与(S)-4-卤-3-羟基-丁酸乙酯的摩尔比为I : 0.8-1. 3;过滤、将滤液用甲醇或乙醇充分洗涤、浓缩，浓缩物溶于水中，再加入 4倍滤液重量的氯仿进行萃取，水相浓缩后柱层析分离得(S) -4-羟基-2-氧代-I-吡咯烷乙酸乙酯；最后再加入浓氨水，在23 26°C下反应5 7小时。为了更进一步提高本发明制备(S)-奥拉西坦的收率，本发明(S)-奥拉西坦粗品的制备是甘氨酸乙酯盐酸盐先与碱、醇溶剂在68-70°C、pH8. 7下搅拌2小时，其中碱优选采用碳酸氢钠，醇溶剂优选采用无水乙醇，甘氨酸乙酯盐酸盐与碳酸氢钠的摩尔比为I : 2， 无水乙醇的用量为碱重量的6倍；然后分2次加入碱以控制体系中pH为8. 5-9,同时滴加 (S) -4-氯-3-羟基-丁酸乙酯，滴加时间为2. 5小时，在体系温度为62-64°C反应24-25小时，其中甘氨酸乙酯盐酸盐与(S)-4-氯-3-羟基-丁酸乙酯的摩尔比为I : I. I;过滤、 将滤液用甲醇或乙醇充分洗涤、浓缩，浓缩物溶于水中，再加入4倍滤液重量的氯仿进行萃取，水相浓缩后柱层析分离得(S)-4-羟基-2-氧代-I-吡咯烷乙酸乙酯；最后再加入质量百分浓度为23%的氨水，在23 26°C下反应5 7小时。本发明粗产品的纯化处理是将粗产品用水溶解后通过强酸性阳离子交换树脂并收集，再通过强碱性阴离子交换树脂中和收集的溶液，使所述收集的溶液的PH值为中性时完成；然后将中和收集的溶液浓缩后的粗广品溶于其良性溶剂中，并在室温下制成饱和溶液，然后在密闭环境下用其不良溶剂扩散。为了提高交换容量、交换速度，本发明强酸性阳离子交换树脂优选为732#强酸性阳离子交换树脂；本发明强碱性阴离子交换树脂优选为711#强碱性阴离子交换树脂。为了更进一步提高本发明(S)-奥拉西坦产品收率和纯度，本发明纯化处理过程中，所述强酸性阳离子交换树脂的用量为所述粗产品所述强酸性阳离子交换树脂=I 克8晕升。本发明良性溶剂是指(S)-奥拉西坦在其内溶解度大于10克/100克溶剂，不良溶剂是指(S)-奥拉西坦在其内溶解度在I克/100克以下的溶剂，对于良性溶解(易溶溶剂) 和不良溶剂(微溶或难溶溶剂)的定义是本领域技术人员均知晓的。为了使制得的(S)-奥拉西坦纯度更高，本发明良性溶剂优选为无水乙醇或正丁醇；本发明不良溶剂优选为无水乙醚、石油醚或正己烷；其中所用试剂均可为分析纯或化学纯度级别。为了进一步使制得的(S)-奥拉西坦纯度更高、结晶物更稳定，本发明不良溶剂的用量为(S)-奥拉西坦饱和溶液体积的6-9倍，优选用量为8倍。本发明采用不良溶剂扩散的温度优选为24_28°C，扩散时间优选为3-6天。具体地说，本发明纯化处理是将粗产品用水溶解后通过732#强酸性阳离子交换树脂并收集，再通过711#强碱性阴离子交换树脂中和收集的溶液，使所述收集的溶液的 PH值为中性时完成，所述粗产品用水溶解后进行离子交换树脂处理，其中粗产品水=I 克0. 7毫升，所述粗产品所述732#强酸性阳离子交换树脂=I克8毫升；然后将中和收集的溶液浓缩后的粗产品溶于无水乙醇或正丁醇，在22°C下搅拌制成饱和溶液，在密闭环境下用所述饱和溶液体积8倍量的无水乙醚在26°C下扩散5天，将析出的晶体经过滤、 干燥得到(S)-奥拉西坦产品。本发明有如下的有益效果I、本发明使用的主要原料为(S)-4-卤-3-羟基丁酸乙酯和甘氨酸乙酯盐酸盐，均为市售商品，原料价廉易得且环保、无污染；同时，本发明首先甘氨酸乙酯盐酸盐进行所述的游离处理，有效减少了反应中物料的用量、降低了成本，同时对反应的收率也起到积极的作用。本发明制备的(S)-奥拉西坦的收率高可高达33%，反应条件温和、周期短、操作简单利于工业化规模生产，同时制得的(S)-奥拉西坦产品HPLC纯度达99. 0%以上。2、本发明在纯化最终产品(S)-奥拉西坦中采用了离子交换树脂处理，与现有技术中采用硅胶柱层析方法相比，虽然处理效果相当，但是，一方面离子交换树脂可以多次再生重复使用，降低了成本，另一方面离子交换树脂是使用纯水来洗脱，避免了使用有机溶剂，无污染，同时更适宜用于规模化工业大生产。本发明选择适当的(S)-奥拉西坦的良性溶剂溶解、不良溶剂扩散方法，有效降低了杂质含量、显著提高了最终产品的质量，且使用的大部分有机溶剂毒性小、污染低，后处理过程中使用的水更是无污染无毒性的，所以本发明不仅宜于工业化生产，也符合国家环保要求。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。实施例I一种(S)-奥拉西坦的制备方法，按如下步骤进行I、粗品的制备(a)将甘氨酸乙酯盐酸盐139. 6g与碳酸氢钠84. 0g、无水乙醇1008ml在70°C、 pH为8. 7下搅拌2小时混合，再滴加(S)-4-氯-3-羟基-丁酸乙酯183. 3g、分2次加入碳酸氢钠84. Og控制反应体系的pH为9、在62 64°C下反应24 25小时，所述滴加
(S)-4-卤-3-羟基-丁酸乙酯的时间为2. 5小时；其中甘氨酸乙酯盐酸盐与碳酸氢钠的摩尔比为I : 2，无水乙醇用量为碱重量的6倍，甘氨酸乙酯盐酸盐与(S)-4-氯-3-羟基-丁酸乙酯的摩尔比为I : I. I ;(b)然后过滤，用无机醇充分洗涤滤液、浓缩，浓缩物溶于水，再加入4倍滤液重量的氯仿进行萃取、水相浓缩、柱层析分离；最后加入质量百分浓度为23%的浓氨水在23 26°C下反应5 7小时制得(S)-奥拉西坦粗品。2、粗品的纯化(a)用水溶解上述制得的粗品，通过732#强酸性阳离子交换树脂，然后通过711# 强碱性阴离子交换树脂中和并收集溶液、浓缩；(b)然后将中和收集的溶液浓缩后的粗产品溶于正丁醇，在22°C下搅拌制成饱和溶液，在密闭环境下用所述饱和液8倍体积的正己烷在26°C下扩散5天，将析出的晶体经过滤、干燥得到(S)-奥拉西坦产品。最终制得的(S)-奥拉西坦产品的HPLC纯度达99. 30%，收率达35%。实施例2一种(S)-奥拉西坦的制备方法，按如下步骤进行I、粗品的制备(a)将甘氨酸乙酯盐酸盐与碱、醇溶剂在68 73°C、pH为8 9下搅拌I 3小时混合，再滴加(S) -4-卤-3-羟基-丁酸乙酯、分次加入碱控制反应体系的pH为8-9进行充分反应；(b)然后过滤，用无机醇充分洗涤滤液、浓缩，浓缩物溶于水，再加入5倍滤液重量的二氯甲烷进行萃取、水相浓缩；最后加入浓氨水反应制得(S)-奥拉西坦粗品。2、粗品的纯化(a)用水溶解上述制得的粗品，通过732#强酸性阳离子交换树脂，然后通过711# 强碱性阴离子交换树脂中和并收集溶液、浓缩；所述粗品水=I克0. 8毫升，所述粗产品所述强酸性阳离子交换树脂=I克12毫升；(b)然后将中和收集的溶液浓缩后的粗产品溶于正丁醇，在22°C下搅拌制成饱和溶液，在密闭环境下用所述饱和溶液体积7倍量的石油醚在25°C下扩散3天，将析出的晶体经过滤、干燥得到(S)-奥拉西坦产品。最终制得的(S)-奥拉西坦产品的HPLC纯度达99. I %，收率达30%。实施例3—种(S)-奥拉西坦的制备方法，按如下步骤进行I、粗品的制备
(a)将甘氨酸乙酯盐酸盐与碳酸氢钠、无水甲醇在68 73°C、pH为8下搅拌3小时混合，再滴加(S)-4-卤-3-羟基-丁酸乙酯、分次加入碳酸氢钠控制反应体系的pH为 8. 8进行充分反应；其中甘氨酸乙酯盐酸盐与碳酸氢钠的摩尔比为I : 2，无水乙醇用量为碱重量的5 8倍；(b)然后过滤，用无机醇充分洗涤滤液、浓缩，浓缩物溶于水，再加入乙酸乙酯进行萃取、水相浓缩、分离；最后加入浓氨水反应制得(S)-奥拉西坦粗品；2、粗品的纯化(a)用水溶解上述制得的粗品，通过001X7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，然后通过201X7碱性苯乙烯系阴离子交换树脂中和并收集溶液、浓缩；(b)然后将中和收集的溶液浓缩后的粗产品溶于正丁醇，在室温下搅拌制成饱和溶液，在密闭环境下用正己烷扩散，将析出的晶体经过滤、干燥得到(S)-奥拉西坦产品。最终制得的(S)-奥拉西坦产品的HPLC纯度达98. 5%，收率高达33%。实施例4一种(S)-奥拉西坦的制备方法，按如下步骤进行I、粗品的制备(a)将甘氨酸乙酯盐酸盐与碱、醇溶剂混合，再滴加(S)-4-卤-3-羟基-丁酸乙酯、分次加入碱控制反应体系的pH为8-9进行充分反应；(b)然后过滤，用无机醇充分洗涤滤液、浓缩，浓缩物溶于水，再加入乙酸乙酯进行萃取、水相浓缩；最后加入浓氨水反应制得(S)-奥拉西坦粗品。2、粗品的纯化(a)用水溶解上述制得的粗品，通过732#强酸性阳离子交换树脂，然后通过711# 强碱性阴离子交换树脂中和并收集溶液、浓缩；所述粗品水=I克0. 7毫升，所述粗产品所述强酸性阳离子交换树脂=I克8毫升；(b)然后将中和收集的溶液浓缩后的粗产品溶于无水乙醇，在20°C下搅拌制成饱和溶液，在密闭环境下用所述饱和溶液体积6倍量的无水乙醚在24°C下扩散6天，将析出的晶体经过滤、干燥得到(S)-奥拉西坦产品。最终制得的(S)-奥拉西坦产品的HPLC纯度达99. 05%，收率为28%。实施例5 9 :一种(S)-奥拉西坦的制备方法，按以下物料及工艺参数进行，其余同实施例I。
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权利要求
1.一种(S)-奥拉西坦的制备方法，其特征在于采用甘氨酸乙酯盐酸盐与 (S) -4-卤-3-羟基-丁酸乙酯为原料在醇溶剂和碱性条件下反应，过滤、经用无机醇洗涤、 浓缩再经萃取、水相浓缩，通入浓氨水反应制得(S)-奥拉西坦粗品和粗品的纯化处理；所述甘氨酸乙酯盐酸盐是先与碱、醇溶剂混合，再在其中滴加(S)-4-卤-3-羟基-丁酸乙酯原料和分次加入碱以控制反应的PH为8-9 ;所述纯化处理包括将(S)-奥拉西坦粗品溶于其良性溶剂中，并在室温下制成饱和溶液，然后在密闭环境下用其不良溶剂扩散。
2.如权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述甘氨酸乙酯盐酸盐先与碱、醇溶剂混合是在68-73°C、pH8-9下搅拌1_3小时。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述碱为碳酸钠或碳酸氢钠，醇溶剂为无水乙醇，其中甘氨酸乙酯盐酸盐与碳酸钠的摩尔比为I : 1，或甘氨酸乙酯盐酸盐与碳酸氢钠的摩尔比为I : 2,无水乙醇的用量为碱重量的5-8倍。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述甘氨酸乙酯盐酸盐先与碱、醇溶剂混合是在68-70°C、pH8. 7下搅拌2小时；所述无水乙醇的用量为碱重量的6倍。
5.如权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于在甘氨酸乙酯盐酸盐与碱与醇溶剂混合后，分次加入碱是分2-4次加入碱以控制体系中pH为8-9，同时滴加(S)-4-卤-3-羟基-丁酸乙酯，滴加时间为2. 5小时，在体系温度为60-65°C反应22-26小时。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述(S)-4-卤-3-羟基-丁酸乙酯为 (S) -4-氯-3-羟基-丁酸乙酯；所述甘氨酸乙酯盐酸盐与(S) -4-氯-3-羟基-丁酸乙酯的摩尔比为I : 0. 8 I. 3。
7.如权利要求I所述的制备方法，其特征在于所述(S)-奥拉西坦粗品的制备是甘氨酸乙酯盐酸盐先与碱、醇溶剂在68-70°C、pH8. 7下搅拌2小时，其中碱为碳酸钠，醇溶剂为无水乙醇，甘氨酸乙酯盐酸盐与碳酸钠的摩尔比为I : 1，无水乙醇的用量为碱重量的6 倍；然后分2次加入碱以控制体系中pH为8. 5-9，同时滴加(S)-4-氯-3-羟基-丁酸乙酯，滴加时间为2. 5小时，在体系温度为62-64°C反应24-25小时，其中甘氨酸乙酯盐酸盐与(S)-4-氯-3-羟基-丁酸乙酯的摩尔比为I : I. I ;过滤、将滤液用乙醇充分洗涤、浓缩，浓缩物溶于水中，再加入4倍滤液重量的氯仿进行萃取，水相浓缩后柱层析分离得(S)-4-羟基-2-氧代-I-吡咯烷乙酸乙酯；最后再加入质量百分浓度为23%的氨水，在23 26°C下反应5 7小时。
8.如权利要求1、2、3、4或7所述的制备方法，其特征在于所述粗产品的纯化处理是先将粗产品用水溶解后通过强酸性阳离子交换树脂并收集，再通过强碱性阴离子交换树脂中和收集的溶液，使所述收集的溶液的PH值为中性时完成，然后将中和收集的溶液浓缩后的粗产品溶于其良性溶剂中，并在室温下制成饱和溶液，然后在密闭环境下用其不良溶剂扩散；所述强酸性阳离子交换树脂为732#强酸性阳离子交换树脂，所述强碱性阴离子交换树脂为711#强碱性阴离子交换树脂。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于所述良性溶剂为无水乙醇或正丁醇；所述不良溶剂为无水乙醚、石油醚或正己烷。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于所述不良溶剂的用量为(S)-奥拉西坦饱和溶液体积的6-9倍；所述采用不良溶剂扩散的温度为24-28°C，扩散时间为3-6天。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于所述纯化处理是将粗产品用水溶解后通过732#强酸性阳离子交换树脂并收集，再通过711#强碱性阴离子交换树脂中和收集的溶液，使所述收集的溶液的PH值为中性时完成，所述粗产品用水溶解后进行离子交换树脂处理，其中粗产品水=I克0. 7毫升，所述粗产品所述732#强酸性阳离子交换树脂= I克8毫升；然后将中和收集的溶液浓缩后的粗产品溶于无水乙醇或正丁醇，在22°C下搅拌制成饱和溶液，在密闭环境下用所述饱和溶液体积8倍量的无水乙醚在26°C下扩散5天， 将析出的晶体经过滤、干燥得到(S)-奥拉西坦产品。
全文摘要
一种(S)-奥拉西坦的制备方法，采用甘氨酸乙酯盐酸盐与(S)-4-卤-3-羟基-丁酸乙酯为原料在醇溶剂和碱性条件下反应，过滤、经用无机醇洗涤、浓缩再经萃取、水相浓缩，通入浓氨水反应制得(S)-奥拉西坦粗品和粗品的纯化处理；所述甘氨酸乙酯盐酸盐先与碱、醇溶剂混合，再在其中滴加(S)-4-卤-3-羟基-丁酸乙酯原料和分次加入碱以控制反应的pH为8-9；所述纯化处理包括将(S)-奥拉西坦粗品溶于其良性溶剂中，并在室温下制成饱和溶液，然后在密闭环境下用其不良溶剂扩散。本发明制备的(S)-奥拉西坦HPLC纯度达99.0％以上，收率高可高达33％，反应条件温和操作简单利于工业化规模生产。
文档编号C07D207/273GK102603597SQ20111002387
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者叶雷, 荣祖元, 陈宇瑛 申请人:重庆润泽医疗器械有限公司