专利名称：氯吡格雷新生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及抗血栓药氯吡格雷(clopidogrel)的一种全新生产工艺，更具体地说涉及氯吡格雷的一种生化合成工艺。氯吡格雷(clopidogrel)即[(S)-2-(2-氯苯基)-2-(4，5，6，7-四氢噻吩并[3，2-c]-吡啶)]甲基醋酸酯。
式(1)发明背景目前，抗血小板治疗已成为公认的缺血性卒中预防和治疗的重要原则。氯吡格雷(clopidogrel)是新一代抑制ADP诱导的血小板聚集制剂，其直接抑制ADP诱导的血小板聚集，机理在于屏蔽了ADP受体，并抑制了ADP介导的(GP)IIb/IIIa复合物活性(US 4,847,265)。
讫今为止，大多数氯吡格雷的合成方法均是得到外消旋产品的混合物，然后进行重结晶拆分才能得到需要的(S)-对映体，产物收率低----最高产率是50％。如通过消旋结构转化另一个对映体，虽然可以提高产率，但要增加生产步骤。另外拆分外消旋产品的合成方法还需要一种较贵的高纯度手性物质，如樟脑磺酸(Camphorsulfonic acid)，酒石酸(Tartaric acid)，扁桃酸(Mandelic acid)，乳酸(Lacticacid)，马来酸(Maleic acid)，氨基酸(Amino acid)，和这些酸的衍生物等。所以拆分方法产率较低，步骤较多，成本较高，如US2002177712A1，US20040024012A1，US20040024011A1，EP1483269，WO2004106344，WO2004074215，和US6800759等文献所公开的。
发明内容
本发明的目的就是利用氰化物水解酶提供一种直接合成(S)-对映体氯吡格雷的方法。氰化物水解酶(Nitrilases EC 3.5.5.1)能够在温和的条件下催化水解有机氰化物成相应的有机酸。
本发明的方法包括以下步骤a、制备(R)-扁桃酸有机酸以2-氯苯甲醛作为起始原材料，和氰氢酸或者2-甲基-2-羟基丙腈反应得到外消旋的(±)2-(2’-氯苯基)-2-羟基乙腈，再用氰化物水解酶水解；或者直接用氰化物水解酶催化水解含有2-氯苯甲醛和氰化氢的溶液；b、(R)-扁桃酸有机酸经过酯化反应转化为相对应的甲基扁桃酸酯；c、甲基扁桃酸酯和相应的磺酸卤或磺酸酐反应制备甲基-(R)-2-苯磺酸基-2-(2’-氯苯基)乙酸酯；d、用4，5，6，7-四氢-噻吩并[3，2-c]砒啶或N，N’-双-4，5，6，7-四氢-[3，2-c]-噻吩砒啶基甲烷和甲基-(R)-2-苯磺酸基-2-(2’-氯苯基)乙酸酯反应得到(S)-对映体氯吡格雷。
具体详述如下 反应(1)首先，以2-氯苯甲醛作为起始原材料，通过和氰氢酸的反应而得到外消旋的(±)2-(2’-氯苯基)-2-羟基乙腈[反应(1)]。反应所采用的氰氢酸可以是气体纯化合物，也可以用金属氰化物，如氰化钠，氰化钾等通过和有机酸或无机酸的反应在反应体系内现制现用。反应中使用的有机酸可以是甲酸，乙酸，三氯乙酸，三氟乙酸，甲基磺酸，对甲苯磺酸。最常用的有机酸是乙酸。而最常用的无机酸是盐酸或硫酸。反应一般用甲醇作溶剂，温度在0℃左右。
外消旋的(±)2-(2’-氯苯基)-2-羟基乙腈也可以通过2-氯苯甲醛和2-甲基-2-羟基丙腈的反应来制备。2-甲基-2-羟基丙腈的用量是1-20当量，一般使用1.5-3当量。反应中使用1％-10％摩尔当量的二异丙基乙胺作催化剂，反应温度一般在0℃左右。
反应(2)用氰化物水解酶来水解外消旋的(±)2-(2’-氯苯基)-2-羟基乙腈得到相应的(R)-2’-氯苯基-2-羟基乙酸即(R)-扁桃酸有机酸[反应(2)]。水解反应一般在纯水或pH＝6.5-8.5的缓冲溶液内进行。反应体系一般包括≤10％体积比的甲醇，以增大反应物的溶解度。氰化物水解酶的用量介于1-100％的摩尔当量，一般是10-30％的摩尔当量。反应在氮气保护下进行，反应温度一般是在室温到50℃之间，常用37℃度。
(R)-扁桃酸有机酸也可以直接用氰化物水解酶催化水解含有2-氯苯甲醛和氰化氢的溶液来得到。因为酮合氰化氢在溶液中处于一种动态平衡，而氰化物水解酶只选择性的催化水解其中的一个对映体[反应(3)]。
该水解反应可用高压液相色谱(HPLC)方法监测。反应一般可以达到超过90％的产率和96％的旋光纯度(％ee)。
反应(4)其次，分离出的扁桃酸再经过酯化反应被转化为相对应的甲基扁桃酸酯[反应(4)]。该步反应一般在有机溶剂如二氯甲烷，四氢呋喃，甲基苯，或甲醇内进行，常用的有机溶剂是甲醇。反应中所使用的催化剂一般是无机酸，如硫酸等。反应温度一般介于室温到回流温度。反应时间介于1-20个小时。
反应(5)
再次，甲基扁桃酸酯通过和相应的磺酸卤或磺酸酐反应制备磺酸酯中间体[反应(5)]，即甲基-(R)-2-苯磺酸基-2-(2’-氯苯基)乙酸酯。除了苯磺酸基以外，其它可以使用的还包括各种取代的苯磺酸基如对甲苯磺酸基，对氯苯磺酸基，邻氯苯磺酸基，和对硝基苯磺酸基，等等。在本发明中，其它可以用来作为离去集团的还包括磷酸酯[-OPO(OR)2]和亚磷酸酯[-OP(OR)2]等。
此步反应一般在非质子传递溶剂中进行。常用的有机溶剂如二氯甲烷，1，2-二氯乙烷，四氢呋喃，甲基苯等。反应中常用的催化剂是4-二甲氨基砒碇(DMAP)，常用的酸中和剂是三乙氨或者砒碇。反应温度一般在0℃到室温之间。
最后，用4，5，6，7-四氢-噻吩并[3，2-c]砒啶和磺酸酯中间体的反应[反应(6)]得到(S)-对映体氯吡格雷。反应一般在二氯甲烷中进行，反应温度一般是回馏温度。反应中使用的碱是碳酸钾或碳酸钠。
反应(6)(S)-对映体氯吡格雷还可以通过磺酸酯中间体和N，N’-双-4，5，6，7-四氢-[3，2-c]-噻吩砒啶基甲烷之间的反应来制备。
对比传统的合成方法，本发明中的生产工艺不涉及使用任何手性化合物，同时因为直接得到手性产物，不用拆分，因此，该生产工艺收率高，成本低，工艺简化。而且，因为使用生物酶催化关键反应，整个生产工艺产生的废料少，有利于环境保护。
以下的实施实例仅仅是用来说明本生产工艺操作规程，并不等于本发明仅限于以下这些实例。本发明的详细内容包括在以上的陈述中。
具体实施例方式实施例一外消旋的(±)2-(2’-氯苯基)-2-羟基乙腈的制备向1升的甲醇内加入5.5摩尔的氰化钾，在氮气保护下搅拌至大多数的氰化钾溶解。将上述氰化钾溶液冷却到0℃后，加入5.0摩尔的2-氯苯甲醛和5.5摩尔的冰醋酸。反应体系在0℃下搅拌2-4个小时，直到绝大多数的氰化钾溶解，用薄层色谱(TLC，戊烷/乙酸乙酯)显示反应基本完成后，在减压下除去绝大部分甲醇。余下的近固体产物用乙酸乙酯和水(3∶1)进行萃取分离。除去乙酸乙酯后得到固体外消旋的(±)2-(2’-氯苯基)-2-羟基乙腈。
或者把0.75摩尔的2-甲基-2-羟基丙腈和0.5摩尔的2-氯苯甲醛在0℃下搅拌混匀后，加入7.5毫摩尔的二异丙基乙氨(催化剂，1％左右)。反应体系在0℃下搅拌1-2个小时，并且保持反应在一定的负压下以除去反应中产生的丙酮付产物，加快反应速度。薄层色谱(TLC，戊烷/乙酸乙酯)显示反应基本完成后，用硫酸酸化反应混合物，得到的产物在0℃下置放固化后可以直接用于下一步反应。
采用文献Hoover，J.R.E.；Dunn，G.L.；Jakas，D.R.；Lam，L.L.；Taggart，J.J.；Guarini，J.R.；Phillips，L.J.Med.Chem.1974，17，34-41中记载的方法检测1H-NMR(CDCl3，δppm)7.69(m，1H)，7.41(m，1H)，7.36(m，2H)，5.84(s，1H)，3.07(br，1H)。
13C-NMR(CDCl3，δppm)132.89，132.73，131.22，130.19，128.48，127.84，118.24，60.87.
MS[C8H6ClNO]计算值167.01，实测值(LCMS)167.9。
实施例二外消旋的(±)2-(2’-氯苯基)-2-羟基乙腈用氰化物水解酶水解成相应的(R)-扁桃酸中间体0.76摩尔的外消旋的(±)2-.(2’-氯苯基)-2-羟基乙腈先用1.5升的甲醇溶解，然后加入13.5升、pH＝8的浓度为100毫摩尔(mM)的磷酸钠缓冲液。上述反应物溶液在摄氏37℃下，用氮气取代氧气后，加入重量摩尔比20％的氰化物水解酶。反应在摄氏37℃和氮气保护下搅拌3-6个小时，并且水解反应用高压液相色谱(HPLC)方法监测。反应基本完成后，将反应液冷却到摄氏10℃左右。用2个当量(N)的盐酸酸化至pH＝2。反应产物用乙醚萃取。乙醚萃取液用饱和食盐水洗过后，减压下除去乙醚而得到固体(R)-扁桃酸产物。
1H-NMR(DMSO-d3，δppm)7.75(m，1H)，7.44(m，1H)，7.34(m，2H)，5.34(s，1H)。
13C-NMR(DMSO-d3，δppm)173.07，137.99，132.10，129.40，129.16，128.71，127.23。
MS[C8H7ClO3]计算值186.0，实测值(LCMS)185.7。
20589＝-137.6(c＝0.5，乙醇)。
实施例三从2-氯苯甲醛来直接制备相应的(R)-扁桃酸中间体把5.0毫摩尔的2-氯苯甲醛和8.0毫摩尔的氰化钾加入到pH＝8.5的浓度为100毫摩尔(mM)的磷酸钠缓冲液中(含10％体积比的甲醇)。上述反应物溶液在摄氏37℃下，用氮气保护下，加入重量比20％的氰化物水解酶。反应在摄氏37℃和氮气保护下搅拌4-6个小时，并且水解反应用高压液相色谱(HPLC)方法监测。反应基本完成后，反应液被冷却到摄氏10℃左右。酸化反应用2个当量(N)的盐酸酸化至pH＝2。反应产物用乙醚萃取。乙醚萃取液用饱和食盐水洗过后，减压下除去乙醚而得到固体(R)-扁桃酸产物；这时的产率为92％和96％ee。
1H-NMR(DMSO-d3，δppm)7.75(m，1H)，7.44(m，1H)，7.34(m，2H)，5.34(s，1H)。
13C-NMR(DMSO-d3，δppm)173.07，137.99，132.10，129.40，129.16，128.71，127.23。
实施例四甲基扁桃酸酯的制备1.28摩尔的(R)-扁桃酸在搅拌下溶解于1升的甲醇内。该扁桃酸甲醇溶液被冷却到摄氏10℃后，滴加入9克的浓硫酸。搅拌下加热反应体系至回馏并保持回馏2-4个小时后，减压下蒸去过量的甲醇。反应粗产物用二氯甲烷和10％的碳酸钾水溶液分离，分离出的二氯甲烷层再用水洗后除去二氯甲烷并在负压干燥后而得到无色油状甲基扁桃酸酯。
1H-NMR(CDCl3，δppm)7.45(m，1H)，7.38(m，1H)，7.24(m，2H)，5.57(s，1H)，3.76(s，3H)，3.58(br，1H)。
实施例五甲基-(R)-2-苯磺酸基-2-(2’-氯苯基)乙酸酯的制备氮气保护下，0.6摩尔干燥的甲基扁桃酸酯在搅拌下溶解于200毫升的无水二氯甲烷。10％摩尔的4-二甲氨基砒碇(DMAP)，0.6摩尔无水三乙氨被加入到上述溶液中。如此得到的溶液在氮气保护下冷却到摄氏0℃后，慢慢加入含有0.6摩尔苯磺酸氯的300毫升无水二氯甲烷中溶液。反应在氮气保护和摄氏0℃下搅拌4-5个小时后，快速搅拌下，将反应液转入4.8升的二氯甲烷和1个当量(N)盐酸(1∶1体积比)中。分离出的二氯甲烷溶液再用1.2升的水洗后，减压下除去二氯甲烷而得到甲基-(R)-2-苯磺酸基-2-(2’-氯苯基)乙酸酯。
1H-NMR(CDCl3，δppm)7.88(m，2H)，7.62-7.54(m，1H)，7.50-7.37(m，3H)，7.33-7.16(m，3H)，6.31(s，1H)，3.70(s，3H)。
25589＝-53°(2％，甲醇)实施例六(S)-对映体氯吡格雷的制备0.3摩尔的4，5，6，7-四氢-噻吩并[3，2-c]砒啶在搅拌下溶解于400毫升的二氯甲烷中后，向该溶液中加入140克的30％碳酸钾水溶液。同时，将0.25摩尔的甲基-(R)-2-苯磺酸基-2-(2’-氯苯基)乙酸酯溶解在100毫升的二氯甲烷中，配制成均匀溶液备用。室温条件下搅拌10-20分钟后，加入上面预先配制好的甲基-(R)-2-苯磺酸基-2-(2’-氯苯基)乙酸酯的二氯甲烷溶液。反应体系回馏小时后冷却到室温。分离出的二氯甲烷溶液在减压下除去二氯甲烷即得到(S)-对映体氯吡格雷。
1H-NMR(CDCl3，δppm)7.70(dd，1H)，7.41(m，1H)，7.34-7.22(m，2H)，7.10(d，1H)，6.68(dd，1H)，4.95(s，1H)，3.74(s，3H)，3.70(d，3H)，2.89(s，4H)。
权利要求
1.一种氯吡格雷新生产工艺，其特征在于采用生物酶化学合成方法。
2.如权利要求1所述的氯吡格雷新生产工艺，包括以下步骤a、2-氯苯甲醛与氰氢酸，或者与2-甲基-2-羟基丙腈反应得到外消旋的(±)2-(2’-氯苯基)-2-羟基乙腈，再用氰化物水解酶水解得到(R)-扁桃酸有机酸；或者直接用氰化物水解酶催化水解含有2-氯苯甲醛和氰化氢的溶液；b、(R)-扁桃酸有机酸经过酯化反应转化为相对应的甲基扁桃酸酯；c、甲基扁桃酸酯和相应的磺酸卤或磺酸酐反应制备甲基-(R)-2-苯磺酸基-2-(2’-氯苯基)乙酸酯；d、用4，5，6，7-四氢-噻吩并[3，2-c]砒啶或N，N’-双-4，5，6，7-四氢-[3，2-c]-噻吩砒啶基甲烷和甲基-(R)-2-苯磺酸基-2-(2’-氯苯基)乙酸酯进行反应得到(S)-对映体氯吡格雷。
3.如权利要求2所述的氯吡格雷新生产工艺，其特征在于氰化物水解酶的用量介于1-100％的摩尔当量。
4.如权利要求2或3所述的氯吡格雷新生产工艺，其特征在于氰化物水解酶的用量介于10-30％的摩尔当量。
全文摘要
本发明公开了一种氯吡格雷新生产工艺，即生化合成工艺，解决了现有合成方法要进行重结晶拆分才能得到需要(S)－对映体的问题。本发明利用氰化物水解酶催化水解外消旋的有机氰化物成相应的具有高旋光度的有机酸，再经过系列反应直接合成(S)－对映体氯吡格雷，其工艺过程中不用拆分，因而收率高，成本低，简化了工艺。
文档编号C12P17/18GK1778936SQ200510053258
公开日2006年5月31日 申请日期2005年2月18日 优先权日2005年2月18日
发明者叶红平, 朱作霖, 孙盟 申请人:淮北市辉克药业有限公司