一种卡前列素的纯化方法与流程

本发明涉及化合物纯化领域，具体涉及一种卡前列素的纯化方法。

背景技术：

前列腺素(prostaglandins，pgs)是由存在于动物和人体中的一类不饱和脂肪酸组成的具有多种生理作用的活性物质。前列腺素(pgs)在体内由花生四烯酸氧化代谢产生，结构为一个五环和两条侧链构成的20碳不饱和脂肪酸。前列腺素的作用极为广泛和复杂，不同类型的前列腺素对不同的细胞可产生完全不同的作用，例如pge能扩张血管，增加器官血流量，降低外周阻力，并有排钠作用，从而使血压下降；而pgf作用比较复杂，其可使兔、猫的血压下降，却又使大鼠、狗的血压升高等。

卡前列素是卡前列素氨丁三醇关键中间体，卡前列素氨丁三醇是含有前列腺素f2α的(15s)－15甲基衍生物的氨丁三醇盐溶液，其中卡前列素与氨丁三醇的比例为1：1。

卡前列素氨丁三醇适用于妊娠期为13周至20周的流产，对妊娠期子宫平滑肌有强烈的收缩作用，其能明显增加细胞生物活性水平，其作用机制是通过增加细胞内钙离子浓度，抑制腺苷酸环化酶，直接刺激缝隙链接形成等机制增加子宫平滑肌张力，进而引发肌原纤维的收缩，增强宫缩，以实现止血的目的。

卡前列素的合成策略是利用关键中间体科里内酯a，在α和ω位分别接入两个侧链，如上述所示，这也是目前卡前列素氨丁三醇工业生产的主要方法。1974年，upjohn公司(j.am.chem.soc.,1974,96,5865)首次合成前列腺素f2α的(15s)-15甲基衍生物，专利wo2008081191报道了类似的合成方法：粗品卡前列素h中主要杂质是15-手性异构体杂质1和5,6-位反式异构体杂质2，在粗品卡前列素h的异构体分离中，他们均采用柱层析分离，柱层析工艺操作繁琐，产能低，生产成本高。

wo2017093770a1中用粒径40-70um的chromatorexmb型硅胶成功柱层析分离卡前列素甲酯h，收率达到57％，杂质不超过0.5％，但此方法的手性填料价格较为昂贵，且使用了高毒性的硫酸甲酯或者碘化钾进行甲酯化，不适合工业化生产。专利cn1136938c公开了采用模拟移动床色谱(简称smbc)分离系统分离卡前列素甲酯h，但该方法对设备的投入较高，不适合工业化生产，且分离纯度仅达到90％。

目前，高纯度的卡前列素一般是通过卡前列素甲酯的柱层析分离获得，但是卡前列素甲酯柱层析分离异构体杂质周期长，产量低，且溶剂使用量大，导致其应用前景受到局限，而卡前列素酯化物结晶分离国内外很少报道，本发明提供了一种新的适于工业化生产、绿色环保、经济实用的纯化方法。

技术实现要素：

申请人研究发现，用苄卤对粗品卡前列素进行修饰，在碱性条件下得到的酯化产物，再重结晶粗产品，可得15-(s)-卡前列素酯化产物；然后再在碱性条件下水解即可得到单一构型的卡前列素。该工艺条件温和，克服了现有技术中需特定硅胶柱层析带来的周期长，产量低，且溶剂使用量大的问题，同时该工艺绿色环保，经济实用，非常适于工业化生产。

本发明卡前列素的纯化方法反应路径如下：

具体的纯化方法如下：

(1)卡前列素粗品与苄卤化合物反应得到卡前列素酯化产物：

在反应容器中加入卡前列素粗品、溶剂a、苄卤化合物和碱，将反应液升温至20-60℃，在20-60℃下搅拌反应直至反应完全(tlc检测原料卡前列素消失)，待反应液温度至室温后，过滤，滤液减压浓缩得到卡前列素酯化物粗品；

(2)卡前列素酯化物的手性拆分：

将步骤(1)得到的卡前列素酯化物粗品加入结晶溶剂b中，将反应液升温至30-80℃，在30-80℃下搅拌2-6h，然后待反应液自然冷却后，过滤、洗涤、干燥得到卡前列素酯化物；

(3)卡前列素酯化物在碱性条件下水解得到卡前列素：

在反应容器中加入步骤(2)得到的卡前列素酯化物、溶剂c和碱溶液，在室温下搅拌反应直至反应完全(tlc检测卡前列素酯化物消失)，然后减压浓缩除去溶剂c，然后加入溶剂d和水进行萃取分液，分出水层；用盐酸将水层的ph调至3-4，分液，所得水相用溶剂d萃取(优选萃取至少两次)后，所得有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液减压浓缩得液体卡前列素；

所述步骤(1)中苄卤化合物、碱与卡前列素粗品用量的摩尔比为(1-5):(1-5):1，优选为(1-1.5):(1-1.5):1。

进一步的，步骤(1)中所述苄卤化合物的结构式为其中x选自氟、氯、溴和碘中的任意一种，r2选自甲氧基、甲基、氢、氯、溴、硝基和氰基中的任意一种，r2在亚甲基的邻位、间位或对位。

更进一步的，所述苄卤化合物为对甲氧基苄氯或3-氰基苄基溴。

进一步的，步骤(1)中所述溶剂a选自四氢呋喃、丙酮、二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺和乙腈中的一种或几种，所述溶剂a用量与卡前列素粗品用量比为(10-50)ml：1g。

更进一步的，所述溶剂a为四氢呋喃或丙酮。

进一步的，步骤(1)中所述碱选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾或碳酸铯。

进一步的，所述步骤(1)中搅拌反应的时间为1-3小时。

进一步的，步骤(2)中所述结晶溶剂b为异丙醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚、乙酸乙酯、乙腈和丙酮中的一种或几种，其用量与卡前列素酯化物粗品的用量比为(5-30)ml：1g，优选为(5-10)ml：1g。

更进一步的，所述结晶溶剂b为体积比17:1的甲基叔丁基醚和丙酮混合溶剂，或者所述结晶溶剂b为异丙醚。

进一步的，步骤(3)中所述溶剂c为异丙醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、无水甲醇和无水乙醇中的一种或几种，其用量与卡前列素酯化物的用量比为(2-30)ml：1g，优选为(2-6)ml：1g。

更进一步的，所述溶剂c为四氢呋喃或无水甲醇。

进一步的，步骤(3)中所述碱溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液、碳酸钠溶液、碳酸钾溶液和碳酸铯溶液中的一种，优选为2wt％的氢氧化钠溶液。

进一步的，步骤(3)中所述碱溶液中碱的用量与卡前列素酯化物用量的摩尔比为(1-10):1，优选为(3-6):1。

进一步的，所述步骤(3)中搅拌反应的时间为0.5～6小时，优选为1-3小时。

进一步的，步骤(3)中所述溶剂d为异丙醚、2-甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚、2-丁醇、正丁醇、乙酸乙酯和二氯甲烷中的一种或几种，优选为甲基叔丁基醚和/或乙酸乙酯。

进一步的，步骤(1)中所述卡前列素粗品的纯度不小于45％。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明提供的方法所使用的衍生试剂简单易得，所使用的结晶步骤具有条件温和、操作简单等特点。

2.本发明提供了一种高纯度卡前列素的制备方法，特别是对其主要杂质15-手性异构体和5,6-位反式异构体的纯化分离。纯化后的卡前列素hplc纯度至少为99.5％，单杂含量不超过0.2％。

3.本发明的方法原料价格便宜，投入成本低，适于工业化生产。

附图说明

图1为实施例2步骤三得到的液体卡前列素的hplc纯度谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例详细描述本发明的技术方案，需要说明的是下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有原料均为市场是可以购得的，或者可以参照文献或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。

以下实施例中所用的原料卡前列素粗品根据wo2008081191a1公开的方法(第9页第1段至第11页第3段)制备得到。

本发明中所说杂质1为15-手性异构体，杂质2为5,6-位反式异构体，结构式如下：

实施例1：一种卡前列素的纯化方法，步骤如下：

步骤一：

在装有温度计的500ml三口反应瓶中加入液体粗品卡前列素(15.0g，0.0407mol，hplc检测其卡前列素含量：54.66％，其中卡前列素与15-手性异构体(杂质1)的积分比为61：39)，然后向其中注入四氢呋喃(300ml)，再向其中加入k2co3(6.6g，0.048mol)和对甲氧基苄氯(7.6g，0.048mol)，将反应液升温至50℃，在50℃下搅拌2小时(tlc检测原料卡前列素消失)，待反应液冷却至室温(25℃，下同)，过滤，滤液减压浓缩得20.3g黄色黏稠状粗品卡前列素对甲氧苄酯。

步骤二：

向上述得到的全部粗品卡前列素对甲氧苄酯中加入甲基叔丁基醚(170ml)和丙酮(10ml)，升温至55℃，在55℃下搅拌2小时，自然降温至室温，过滤，将析出的白色固体用甲基叔丁基醚(15ml)洗涤，洗涤后的固体在60℃下真空烘干4h，得10.3g白色的卡前列素对甲氧苄酯固体。

步骤三：

在装有温度计的500ml三口反应瓶中，加入步骤二得到的卡前列素对甲氧苄酯固体(10.3g，0.021mol)、四氢呋喃(50ml)和2wt％的氢氧化钠水溶液(210ml，0.105mol)，在室温下搅拌1小时(tlc检测原料卡前列素对甲氧苄酯消失)；减压浓缩除去溶剂四氢呋喃后，向其中加入甲基叔丁基醚(50ml)及水(50ml)进行萃取分液，分出水层；在所得水层中加入稀hcl溶液(1wt％，370ml)调节ph至3-4，分液，所得水相用甲基叔丁基醚萃取两次，每次甲基叔丁基醚用量80ml，合并两次萃取后的有机相，用无水硫酸钠(1.0g)干燥，过滤，滤品液减压浓缩得7.6g无色油状液体卡前列素。

本实施例三个步骤的总收率为92.7％，hplc检测步骤三产物液体卡前列素的纯度达到99.79％，杂质1含量为0.13％，杂质2含量为0.08％。

实施例2：一种卡前列素的纯化方法，步骤如下：

步骤一：

在装有温度计的2000ml三口反应瓶中加入液体粗品卡前列素(50.0g，0.136mol，hplc检测其卡前列素含量：60.96％，其中卡前列素与15-手性异构体(杂质1)的积分比为63：37)，然后向其中注入四氢呋喃(1000ml)，再向其中加入氢氧化钠(6.0g，0.150mol)和3-氰基苄基溴(29.3g，0.150mol)，在室温下搅拌1小时(tlc检测原料卡前列素消失)，过滤，滤液减压浓缩得65.0g黄色黏稠状粗品卡前列素-3-氰基苄酯。

步骤二：

向上述得到的全部粗品卡前列素3-氰基苄酯中加入甲基叔丁基醚(510ml)和丙酮(30ml)，升温至55℃，在55℃下搅拌4小时，自然降温至室温，过滤，将析出的白色固体用甲基叔丁基醚(50ml)洗涤，洗涤后的固体在60℃下真空烘干6h，得36.5g白色的卡前列素-3-氰基苄酯固体。

步骤三：

在装有温度计的500ml三口反应瓶中，加入步骤二得到的卡前列素-3-氰基苄酯固体(36.5g，0.075mol)、四氢呋喃(200ml)和2wt％的氢氧化钠水溶液(750ml，0.377mol)，在室温下搅拌1小时(tlc检测原料卡前列素-3-氰基苄酯消失)；减压浓缩除去溶剂四氢呋喃后，向其中加入乙酸乙酯(200ml)及水(200ml)进行萃取分液，分出水层；在所得水层中加入稀hcl溶液(1wt％，1460ml)调节ph至3-4，分液，所得水相用乙酸乙酯萃取两次，每次乙酸乙酯用量320ml，合并两次萃取后的有机相，用无水硫酸钠(5.0g)干燥，过滤，滤液减压浓缩得27.4g无色油状液体卡前列素。

本实施例三个步骤的总收率为89.9％，hplc检测步骤三产物液体卡前列素的纯度达到99.82％，杂质1含量为0.08％，杂质2含量为0.10％。

本实施例步骤三得到的液体卡前列素的hplc纯度谱图，如图1所示，图谱中数据如下表1。

表1

注：保留时间49.2min处为空白峰。

实施例3：一种卡前列素的纯化方法，步骤如下：

步骤一：

在装有温度计的500ml三口反应瓶中加入液体粗品卡前列素(15.0g，0.0407mol，hplc检测其卡前列素含量：49.60％，其中卡前列素与15-手性异构体(杂质1)的积分比为55：45)，然后向其中注入丙酮(300ml)，再向其中加入k2co3(6.6g，0.048mol)和对甲氧基苄氯(7.6g，0.048mol)，将反应液升温至50℃，在50℃下搅拌2小时(tlc检测原料卡前列素消失)，待反应液冷却至室温，过滤，滤液减压浓缩得20.5g黄色黏稠状粗品卡前列对甲氧苄酯。

步骤二：

向上述得到的全部粗品卡前列对甲氧苄酯中加入异丙醚(170ml)，升温至65℃，在65℃下搅拌2小时，自然降温至室温，过滤，将析出的白色固体用异丙醚(15ml)洗涤，洗涤后的固体在60℃下真空烘干4h，得8.7g白色的卡前列对甲氧苄酯固体。

步骤三：

在装有温度计的500ml三口反应瓶中，加入步骤二得到的卡前列对甲氧苄酯固体(8.7g，0.018mol)、无水甲醇(50ml)和2wt％的氢氧化钠水溶液(180ml，0.089mol)，在室温下搅拌1小时(tlc检测原料卡前列素对甲氧苄酯消失)；减压浓缩除去溶剂甲醇后，向其中加入甲基叔丁基醚(50ml)及水(50ml)进行萃取分液，分出水层；在所得水层中加入稀hcl溶液(1wt％，350ml)调节ph至3-4，分液，所得水相用甲基叔丁基醚萃取两次，每次甲基叔丁基醚用量80ml，合并两次萃取后的有机相，用无水硫酸钠(1.0g)干燥，过滤，滤液减压浓缩得6.5g无色油状液体卡前列素。

本实施例三个步骤的总收率为87.3％，hplc检测步骤三产物液体卡前列素纯度达到99.76％，杂质1含量为0.14％，杂质2含量为0.10％。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例以示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述的实施例进行变化、修改、替换和变型。