本发明涉及醋酸格拉替雷中间体的制备工艺，属于化学合成与生产领域。
背景技术：
醋酸格拉替雷(Glatiramer acetate)是一种由以色列药厂TEVA公司研制的合成多肽类药物，以L-丙氨酸、L-谷氨酸-γ-苄酯、L-ε-三氟乙酰基-赖氨酸、L-酪氨酸的N-内酸酐(NCA)(式1-4)为中间体，聚合而形成的多肽药物。
当前，NCA系列的化合物是用相对应的氨基酸和光气或三光气制备而成。光气为高毒性气体，而三光气制备NCA时也会产生光气，容易造成环境污染；同时，不管是使用光气，还是三光气，制备得到的NCA中都含有较高的氯离子残留，而较高的氯离子含量会严重影响醋酸格拉替雷的产品质量，需要采用复杂的工艺来去除氯离子。
目前，急需要一种安全性高、环境污染小、且不会对NCA中间体造成氯离子残留的新制备方法。
技术实现要素：
基于上述问题，本发明实际提供了一种与现有的醋酸格拉替雷NCA中间体合成方法不同，且相对更安全、环境污染小的制备工艺。
马英改等使用N,N'-羰基二咪唑为环合剂，促使N-[1-(S)-乙氧羰基-3-苯丙基]-L-丙氨酸反应生成NCAs。该方法的反应温度为-5～0℃，同时，该反应方法在以需要CDI为环合剂时，需要加入三乙胺作为活化剂来促进反应。但目前，还未见将上述反应用于醋酸格拉替雷中间体的制备。
本发明在前期预试验中发现，若直接使用上述反应工艺，无法获得目标产物。在对实验条件等进行多次试验后，惊讶地发现，单纯大幅度提高反应温度就能够解决上述问题，但是，如果不提高温度，则无论是如何调整反应溶剂、反应物用量等条件，都无法解决上述问题。具体地，本发明提供了醋酸格拉替雷中间体的制备工艺，它包括如下操作：
分别取L-丙氨酸、L-酪氨酸、L-谷氨酸-γ-苄酯或L-ε-三氟乙酰基-赖氨酸，与N,N'-羰基二咪唑(CDI)在加热条件下发生反应，分别生成L-丙氨酸-N-环内酸酐、5-苄酯N-羧基环内酸酐、N-(4-(2,5-二氧代-4-恶唑烷基)丁基)-2,2,2-三氟乙酰胺或(4S)-4-[(4-羟基苯基)甲基]-2,5-恶唑烷二酮。
本发明所述“加热条件”，是相对于室温而言，当反应温度大于室温即满足本发明所述的加热条件。
本发明所述“室温”，是指20±5℃。
本发明一个具体实施方式中，使用的反应温度为50～85℃。
本发明可以采用“加热”的常规反应方式，如回流、温浸等。
本发明一个具体实施方式中，反应溶剂选自四氢呋喃、乙酸乙酯、乙腈中的至少一种。
本发明一个具体实施方式中发现，使用乙酸乙酯或乙腈作为反应溶剂时，目标化合物的收率低于四氢呋喃作为反应溶剂。
本发明一个具体实施方式中，使用四氢呋喃作为反应溶剂时，反应温度可以选自50～70℃。
本发明一个具体实施方式中，N,N'-羰基二咪唑的摩尔用量大于或等于氨基酸，例如氨基酸与N,N'-羰基二咪唑的摩尔用量比可以是1：1、1：2、1：3等等。当然，随着N,N'-羰基二咪唑用量的增加，未反应的N,N'-羰基二咪唑就会越多，不利于成本的节约。在保证反应完全的基础上，本发明可以使用氨基酸与N,N'-羰基二咪唑的摩尔用量比为1：(1～1.5)。
另外，马英改等使用的反应方法为实验室小试，是否适用于工业放大生产还无从得知。本发明一个具体实施方式中，即便同时投入高达数Kg的原料进行反应，也可以保证较为良好的反应结果。因此，本发明的工艺同样适合于各起始原料(氨基酸)用量在1Kg以上的放大生产，本发明具体实施方式中起始原料的用量已高达10Kg。
其中，反应完毕后，还包括纯化步骤。
作为制备醋酸格拉替雷的四个关键中间体，需要纯化到非常高的纯度(95％以上)，否则将会影响后期对醋酸格拉替雷的聚合反应。
本发明中，采用向L-丙氨酸-N-环内酸酐、5-苄酯N-羧基环内酸酐、N-(4-(2,5-二氧代-4-恶唑烷基)丁基)-2,2,2-三氟乙酰胺或(4S)-4-[(4-羟基苯基)甲基]-2,5-恶唑烷二酮中加入不良溶剂的方法进行纯化。
本发明所述“不良溶剂”，是指对目标化合物而言，溶解度不高的溶剂。不良溶剂可以选择对目标化合物和杂质有不同溶解度的溶剂，从而便于将目标化合物与杂质分离。
本发明所述“杂质”，是指目标化合物中夹杂的不纯成分，包括但不限于反应产生的副产物咪唑和没有反应完的反应物料，如CDI。
本发明加入不良溶剂的目的是为了除去反应产生的副产物咪唑和没有反应完的CDI。
本发明所述不良溶剂可以选自甲基叔丁基醚、乙醚、石油醚中的至少一种。
本发明一个具体实施方式中，综合对咪唑和CDI溶解度、生产安全性的考虑，使用了甲基叔丁基醚作为不良溶剂。
本发明一个具体实施方式中，可以向反应液中加入各目标化合物的不良溶剂，使目标化合物沉淀析出。
本发明的另一个具体实施方式中，可以将反应液浓缩干燥后再加入各目标化合物的不良溶剂，通过不良熔剂对目标化合物与杂质的溶解度差异，将目标化合物分离纯化。
本制备工艺方法简便，易于纯化，工艺稳定，质量可控，不造成环境污染，并适合于工业大生产。
本工艺制备的NCA没有氯离子残留，不需要采用复杂的工艺或操作来去除氯离子。
另外，L-丙氨酸NCA分子量小，结构简单，四个NCA中最不稳定、最难合成的NCA。令人惊讶的是，本发明采用较为温和、简单的反应工艺和纯化方法，也能够制备得到高纯度的L-丙氨酸NCA，且收率达到约50％。
基于上述相同的原理，本发明还提供了以氨基酸为原料合成内酸酐的大生产方法：它包括如下操作：
取式5所示氨基酸，与N,N'-羰基二咪唑在加热条件下发生反应，即可生成式6化合物。
其中，式5为氨基酸的公知的结构通式，R代表了可变基团，因此，本发明此处可以不对R基团做进一步限定。
其他反应条件同上所述。
该方法适用于将各种氨基酸，制备成NCA，工艺稳定，质量可控，不造成环境污染，并适合于工业大生产。
显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其他多种形式的修改、替换或变更。
具体实施方式
以下通过具体实施例的形式，对本发明的上述内容再做进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1 L-丙氨酸NCA的合成
在200L的反应釜中将10kg(112.25Mol)的L-丙氨酸悬浮于80L四氢呋喃，加热到回流，在回流状态下滴加等当量的N,N'-羰基二咪唑(7.64kg,112.25Mol)溶解在20L四氢呋喃的溶液，滴加完毕后，反应体系继续回流直到反应体系溶清(大约5小时)，然后通过减压蒸馏将反应体系中的四氢呋喃大部分除去，将50L的甲基叔丁基醚加入到残余物中，冷到室温，过滤收集固体，再用10L的甲基叔丁基醚搅洗固体，干燥后得化合物1(L-丙氨酸NCA，6kg,53.06Mol),收率为47％,纯度为99％(HPLC)，旋光值为+4.5°(C＝3,乙酸乙酯，T＝20°)；1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)：1.34(3H,d,J,6.0Hz,CH3)；4.49(1H,q,J,6.0Hz,CH)；9.05(1H,br,NH).
实施例2 L-丙氨酸NCA的合成
在200L的反应釜中将10kg(112.25Mol)的L-丙氨酸悬浮于100L乙酸乙酯，加热到75～80℃，在温度维持的情况下滴加等当量的N,N'-羰基二咪唑(7.64kg,112.25Mol)溶解在20L四氢呋喃的溶液，滴加完毕后，反应体系继续回流直到反应体系溶清，浓缩，再将50L的甲基叔丁基醚加入到残余物中，冷到室温，过滤收集固体，再用适量甲基叔丁基醚搅洗固体，干燥后得化合物1(L-丙氨酸NCA)。
实施例3 L-谷氨酸-γ-苄酯NCA的合成
在200L的反应釜中将10kg(42.15Mol)的L-谷氨酸-γ-苄酯悬浮于80L四氢呋喃，加热到回流，在回流状态下滴加等当量的N,N'-羰基二咪唑(2.87kg，42.15Mol)溶解在10L四氢呋喃的溶液，滴加完毕后，反应体系继续回流直到反应体系溶清(大约3小时)，然后通过减压蒸馏将反应体系中的四氢呋喃大部分除去，将50L的甲基叔丁基醚加入到残余物中，冷到室温，过滤收集固体，再用10L的甲基叔丁基醚搅洗固体，干燥后得化合物2(L-谷氨酸-γ-苄酯NCA，9kg，34.45Mol)收率为81.7％，纯度99％(HPLC)，旋光值为-13.4°(C＝3,乙酸乙酯，T＝20°)；1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)：1.85-2.25(2H,m,CH2)；2.45-2.65(2H,m,CH2)；4.40-4.60(1H,m,J,CH)；5.12(2H,s,CH2)；7.30-7.44(5H,m,5H)；9.11(1H,br,NH).
实施例4 L-谷氨酸-γ-苄酯NCA的合成
在200L的反应釜中将10kg(42.15Mol)的L-谷氨酸-γ-苄酯悬浮于70L乙腈，加热到80～85℃，在加热状态下滴加等当量的N,N'-羰基二咪唑(2.87kg，42.15Mol)溶解在10L四氢呋喃的溶液，滴加完毕后，反应体系继续回流直到反应体系溶清，浓缩，将40L的甲基叔丁基醚加入到残余物中，冷到室温，过滤收集固体，再用10L的甲基叔丁基醚搅洗固体，干燥后得化合物2(L-谷氨酸-γ-苄酯NCA)。
实施例5 L-ε-三氟乙酰基-赖氨酸NCA的合成
在200L的反应釜中将10kg(41.29Mol)的L-ε-三氟乙酰基-赖氨酸悬浮于80L四氢呋喃，加热到回流，在回流状态下滴加等当量的N,N'-羰基二咪唑(2.81kg,41.29Mol)溶解在10L四氢呋喃的溶液，滴加完毕后，反应体系继续回流直到反应体系溶清(大约4小时)，然后通过减压蒸馏将反应体系中的四氢呋喃大部分除去，将50L的甲基叔丁基醚加入到残余物中，冷到室温，过滤收集固体，再用10L的甲基叔丁基醚搅洗固体，干燥后得化合物3(L-ε-三氟乙酰基-赖氨酸NCA,9kg,33.81Mol),收率为81.9％,纯度99.2％(HPLC)，旋光值为-20°(C＝3,乙酸乙酯,T＝20°)；1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)：1.25-1.40(2H,m,CH2)；1.45-1.55(2H,m,CH2)；1.60-1.80(2H,m,CH2)；3.14-3.24(2H,m,CH2)；4.40-4.50(1H,m,CH)；9.11(1H,br,NH)；9.43(1H,br,NH).
实施例6 L-ε-三氟乙酰基-赖氨酸NCA的合成
在200L的反应釜中将10kg(41.29Mol)的L-ε-三氟乙酰基-赖氨酸悬浮于80L四氢呋喃，加热到50～55℃，在加热状态下滴加等当量的N,N'-羰基二咪唑(2.81kg,41.29Mol)溶解在10L四氢呋喃的溶液，滴加完毕后，反应体系继续回流直到反应体系溶清，浓缩，将50L的甲基叔丁基醚加入到残余物中，冷到室温，过滤收集固体，再用10L的甲基叔丁基醚搅洗固体，干燥后得化合物3(L-ε-三氟乙酰基-赖氨酸NCA)。
实施例7 L-酪氨酸NCA的合成
在200L的反应釜中将10kg(55.19Mol)的L-酪氨酸悬浮于80L四氢呋喃，加热到回流，在回流状态下滴加等当量的N,N'-羰基二咪唑(3.76kg,55.19Mol)溶解在15L四氢呋喃的溶液，滴加完毕后，反应体系继续回流直到反应体系溶清(大约6小时)，然后通过减压蒸馏将反应体系中的四氢呋喃大部分除去，将50L的甲基叔丁基醚加入到残余物中，冷到室温，过滤收集固体，再用10L的甲基叔丁基醚搅洗固体，干燥后得化合物4(L-酪氨酸NCA,9.5kg,46.30Mol)收率为84％,纯度99％(HPLC)旋光值为-70.8°(C＝3,四氢呋喃，T＝20°)；1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)：2.80-2.90(2H,m,CH2)；4.60-4.70(1H,m,CH)；6.65(2H,d,J,8.0Hz,2xCH)；6.90(2H,d,J,8.0Hz,2xCH)；4.40-4.50(1H,m,CH)；9.05(1H,br,NH)；9.35(1H,br,NH).
实施例8 L-酪氨酸NCA的合成
在200L的反应釜中将10kg(55.19Mol)的L-酪氨酸悬浮于80L乙腈，加热到70～75℃，在加热状态下滴加等当量的N,N'-羰基二咪唑(3.76kg,55.19Mol)溶解在15L四氢呋喃的溶液，滴加完毕后，反应体系继续回流直到反应体系溶清，浓缩，将50L的甲基叔丁基醚加入到残余物中，冷到室温，过滤收集固体，再用10L的甲基叔丁基醚搅洗固体，干燥后得化合物4(L-酪氨酸NCA)。