本发明属于药物制备技术，具体涉及双醋瑞因合成方法，进一步涉及基于蒽醌类药物绿色经济且基因毒性杂质含量低的双醋瑞因合成方法。
背景技术：
双醋瑞因(diacerein)，化学名为：4,5-二乙酰-9,10-二氢-9,10-二氧-2-蒽羧酸，该药用于治疗退行性关节疾病（骨关节炎及相关疾病）。国内研究显示，本品可显著改善骨关节炎及相关疾病引起的疼痛和关节功能障碍等症状。服用2-4周后开始显效，4-6周表现明显。若连续治疗3个月以后停药，疗效至少可持续1个月(后续效应)。
双醋瑞因是一种典型的蒽醌类化合物，该类化合物具有显著的溶解性差的特点，在常规溶剂（如：醇类、酯类、丙酮、乙腈等）中溶解度低，因此该类药物的合成反应一般都为非均相固液反应，均存在反应转化率低，中间体和成品纯化除杂难度大等缺点。
目前公开的合成路线有以下几种：
最早披露制备双醋瑞因的方法是，使用铬氧化剂，一次性地把芦荟大黄素（ⅱ）的苄基位羟基直接氧化为羧基，形成的中间体芦荟大黄酸（ⅳ）再乙酰化得到双醋瑞因；该路线采用了重金属铬氧化剂后处理困难，不易放大，且存在重金属残留问题，含铬废液严重污染环境，并且重金属残留会对人体产生不可逆转的伤害。现在的合成工艺对环境保护程度已远远高于当时的要求，该工艺方法不适合现在原料药生产的环保要求。现有技术虽然优化了氧化剂种类，避免了铬污染，但中间体大黄酸（ⅳ）的合成采用了10倍当量的亚硝酸钠，在硫酸体系下120℃高温反应，存在一定的生产安全隐患，不便于大批量工业化生产；另一种方法公布了先乙酰基保护三个羟基（ⅵ），后采用铬酐将苄基位乙酸酯氧化为酸，该工艺方法同样适用了大量的铬氧化剂，不适合工业化生产；中国专利cn200610028926.7公布了两步氧化合成双醋瑞因的方法，其中使用了5倍当量的成本较高的氧化剂，以及80倍（v/w）的一类溶剂二氯乙烷，毒性大且用量大，且得到的大黄醛中间体为油状物，纯度低，杂质含量高，工艺不成熟，关键是产物杂质多。
以上，可以发现双醋瑞因的制备工艺都存在两个不足的地方：①选用的氧化剂存在污染大或者有一定的生产安全风险，都不适合工业化生产；②工艺生产成本高，由于物料溶解性不好而大量使用氧化剂和溶剂，一方面物料成本高，另一方面相应产生的废液量大，污水处理成本高，导致整个生产成本较高。
此外，根据ich（人用药品注册技术要求国际协调会议）发布的m7《评估和控制药物中dna反应性（致突变）杂质以限制潜在的癌风险》指导原则，双醋瑞因原料药合成工艺中由于涉及蒽醌和醛类两种警示结构物质，因此，工艺中需要对芦荟大黄素（ⅱ）、三乙酰芦荟大黄素（ⅵ）、大黄醛（ⅲ）和双乙酰大黄醛（ⅴ）四个基因毒性杂质进行限度控制（结构如下），基于ttc计算的可接受摄入量，这四个杂质单个限度为15ppm，总限度为50ppm。
目前公开的技术资料显示，双醋瑞因生产工艺对芦荟大黄素（ⅱ）、三乙酰芦荟大黄素（ⅵ）这两个基因毒性杂质的控制均没有经济且适合工业化生产的有效方法，对于双醋瑞因中大黄醛类的基因毒性杂质的除杂控制工艺更是没有相关的文献报道。
因此，开发一个绿色、环保、经济，并且基因毒性杂质含量低,能够稳定工业化生产的双醋瑞因合成工艺是迫切需要的。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种对环境友好，生产成本低，并且基因毒性杂质含量低的双醋瑞因工业化生产方法。
本发明所述方法可以通过以下技术方案实现：
基于蒽醌类药物的双醋瑞因合成方法，包括以下步骤：
（1）芦荟大黄素氧化反应得到大黄醛；
（2）大黄醛酰化反应得到双乙酰大黄醛；
（3）双乙酰大黄醛氧化反应得到双醋瑞因粗品；双醋瑞因粗品经过重结晶，得到双醋瑞因。
具体为：
（1）芦荟大黄素在氧化剂2-碘酰基苯甲酸的作用下氧化为大黄醛；
（2）大黄醛酰化形成双乙酰大黄醛；
（3）亚氯酸钠氧化双乙酰大黄醛为双醋瑞因粗品；
（4）通过重结晶方法获得所述低基因毒性杂质含量的双醋瑞因。
采用上述技术方案，氧化剂用量低，溶剂量少，生产成本低，工艺无铬污染，基因毒性杂质控制在15ppm以下，且易于工业化放大生产。
本发明中，芦荟大黄素是指1.8-二羟基-3-羟甲基-9,10-蒽醌，结构如下：
大黄醛是指1.8-二羟基-3-甲醛-9,10-蒽醌，结构如下：
双乙酰大黄醛是指1.8-二乙酰氧基-3-甲醛-9,10-蒽醌，结构如下：
双醋瑞因是指4,5-二乙酰-9,10-二氢-9,10-二氧-2-蒽羧酸，结构如下：
2-碘酰基苯甲酸（ibx）的结构如下：
本发明中，步骤（1）中，氧化剂种类重要，使用反应温和、绿色无污染的氧化剂ibx替代现有技术对环境污染大的铬氧化剂，以及存在一定安全风险的硝酸盐类氧化体系；尤其是，氧化剂ibx的用量比较关键，直接影响反应转化率、芦荟大黄素的残留和生产成本，优选的，2-碘酰基苯甲酸用量为原料芦荟大黄素摩尔量的1～2当量，优先1.1～1.5当量；氧化反应在有机溶剂中进行，比如n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮中进行，优选n-甲基吡咯烷酮，优选的，有机溶剂的用量为原料芦荟大黄素质量的5～20倍，优选10～15倍，更优选10～12倍；氧化反应的反应温度为20～120℃，优选30～100℃，更优选50～80℃，该氧化反应温度影响氧化反应的速率、转化率；反应的进程根据高压液相方法进行监测，为常规技术，一般为1～2小时；氧化反应结束后，产物大黄醛通过固液分离得到。
本发明中，步骤（2）中，酰化反应可以使用乙酰氯作为酰化试剂；酰化反应一般在碱存在下进行，一般包括常见的无机碱或有机碱，如碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、二异丙基乙胺等，优选三乙胺；酰化试剂和碱的用量比大黄醛量大，为大黄醛摩尔量的2～10倍当量，优选3～6倍当量的酰化试剂和3～6倍当量的碱；酰化剂和碱的加料顺序对酰化反应有影响，本发明优选先加酰化试剂再加碱；酰化反应在有机溶剂中进行，比如吡啶或者二氯甲烷等溶剂中进行，优选二氯甲烷；酰化反应的温度范围在0～40℃，优选室温，反应的时间根据高压液相或者薄层色谱等方法进行监测，为常规技术，一般来说，酰化反应时间为1-5h；酰化反应结束后，产物二乙酰大黄醛通过浓缩溶剂、溶剂打浆后固液分离得到，特别的，本发明二乙酰大黄醛是固体，纯度95%以上，现有技术制备的二乙酰大黄醛纯度不高，是油状物，不稳定，性状不好。
本发明中，步骤（3）中，氧化反应中，氧化剂的种类比较重要，优先选择反应温和、价格便宜、绿色无污染的亚氯酸钠；氧化剂的用量直接影响反应转化率、双乙酰大黄醛的残留，一般的，氧化剂的用量为双乙酰大黄醛摩尔量的2～10倍当量，优选4～8倍当量；氧化反应的溶剂影响反应转化率，一般的，该步氧化反应可以在丙酮、四氢呋喃、叔丁醇、二甲基亚砜、水等溶剂中进行，优选丙酮、二甲基亚砜和水三者混合物；氧化反应的温度为10～50℃，优选室温；氧化反应在磷酸二氢钠存在下进行，磷酸二氢钠的用量影响氧化体系的ph环境，为了维持稳定的ph，磷酸二氢钠用量往往比底物大大过量，可以是双乙酰大黄醛摩尔量的5～12倍当量，反应时间可以通过高压液相进行监测，为常规技术，一般来说，反应时间为3-8h；该步骤结束后，产物双醋瑞因粗品通过固液分离得到。
本发明中，步骤（3）中，双醋瑞因粗品重结晶除去基因毒性杂质，重结晶溶剂对除去基因毒性杂质芦荟大黄素、大黄醛和双乙酰大黄醛比较重要，一般选择n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙醇等溶剂，优选n，n-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜，更优选n，n-二甲基乙酰胺；在该步骤中，重结晶溶剂的量一般为双醋瑞因粗品质量的4～20倍，优选8～12倍；在该步骤中，基因毒性杂质可以通过重结晶1-3次去除，优选2次，保证充分去除基因毒性杂质；在该步骤中，得到的双醋瑞因精制品含有较低的基因毒性杂质，芦荟大黄素类杂质残留为5-10ppm，大黄醛类杂质残留为3-8ppm。
本发明的优点
（1）该双醋瑞因生产工艺避免了铬氧化剂的使用，工艺绿色环保无污染。
（2）该工艺避免了因蒽醌类物质溶解度不好而大量使用氧化剂和溶剂，工艺中氧化剂和溶剂的用量均比一般技术手段显著减少，从而降低了生产成本低，生产工艺经济。
（3）该工艺提供了一种制备基因毒性杂质低残留的双醋瑞因工艺，工艺避免使用树脂吸附或柱层析纯化手段，也避免使用大量溶剂连续萃取洗涤，直接重结晶即可达到目的，工艺易于工业化放大生产。制备出的双醋瑞因最终产品中芦荟大黄素和大黄醛均低于15ppm，总基因毒性杂质量低于20ppm。
具体实施方式
本发明公开的基于蒽醌类药物的双醋瑞因合成方法为，芦荟大黄素氧化反应得到大黄醛；大黄醛酰化反应得到双乙酰大黄醛；双乙酰大黄醛氧化反应得到双醋瑞因粗品；双醋瑞因粗品经过重结晶，得到双醋瑞因。本发明通过下列实施例进行阐述，但这些实施例并不对本发明构成限制；本发明所涉及的原料均为现有产品，产品收率、纯度的检测、双醋瑞因中基因毒性杂质检测都为现有技术，可以如下：
一般的，当双醋瑞因通过上述工艺方法制备，检测四个基因毒性杂质残留时，先通过碱溶液将三乙酰芦荟大黄素和双乙酰大黄醛分别水解为芦荟大黄素和大黄醛，再hplc法检测芦荟大黄素和大黄醛含量。
前处理：氢氧化钠水溶液水解双醋瑞因样品，相应的样品中三乙酰芦荟大黄素水解为芦荟大黄素，双乙酰大黄醛水解为大黄醛，有机溶剂提取芦荟大黄素和大黄醛，配置溶液进样检测；
色谱柱：用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；
检测波长：254nm
流动相：以0.1%三氟乙酸溶液为流动相a，以甲醇为流动相b
洗脱梯度：
通过hplc外标法测定样品中芦荟大黄素类（芦荟大黄素（ⅱ）、三乙酰芦荟大黄素（ⅵ））和大黄醛类（大黄醛（ⅲ）和双乙酰大黄醛（ⅴ））的残留量。
实施例一
反应瓶中加入2kgn-甲基吡咯烷酮，200g芦荟大黄素，升温至70℃，加入230gibx，然后搅拌保温反应2h；反应完后降温至室温，搅拌1h后抽滤，滤饼用150g乙醇淋洗、抽干，于80℃真空干燥12h，得大黄醛181g；
反应瓶投料181g大黄醛，二氯甲烷2400g，于15℃下，流加乙酰氯160g，保持15℃，30分钟内滴加三乙胺280g，滴加结束后搅拌10min，再于室温下搅拌反应1h；反应毕，料液35℃旋蒸，蒸干后加入350g甲醇与350g水，室温打浆0.5h，抽滤，滤饼80℃真空干燥8h，得双乙酰大黄醛205g，为固体；
反应瓶中加205g双乙酰大黄醛、1900g丙酮，570g的dmso，搅拌下，30分钟内滴加450gnah2po4·2h2o与1900g水配成的溶液，然后30分钟内滴加490gnaclo2和1000g水配成的溶液；滴加结束后室温反应8h，反应结束，过滤，滤饼500g乙醇淋洗，80℃真空烘干12h，得双醋瑞因粗品195g；将所得双醋瑞因粗品全部加入反应瓶中，加1500g的n，n-二甲基乙酰胺，搅拌下升温至80℃，溶清，降温至室温，过滤，滤饼转入反应瓶中，再次加入1300g的n，n-二甲基乙酰胺，搅拌升温至80℃，溶清，降温至室温，搅拌，过滤，滤饼用500g乙醇淋洗，60℃真空干燥12h，称重得148g双醋瑞因精制品，总收率54.6%，纯度99.61%（常规hplc归一化法）；所得双醋瑞因样品经基因毒性方法检测，芦荟大黄素类杂质残留8ppm，大黄醛类杂质残留4ppm；双醋瑞因精制品表征如下：
hrms-esi(m/z)：367．0435[m-h]-；
1hnmr(400mhz，dmso-d6)δ：13.50~14.50(s,1h),8.55(s,1h)，8.14~8.17(d,1h),8.04(s,1h),7.94~7.98(t,1h),7.64~7.63(d,1h),2.40~2.53(s,6h)；
ir(kbr,cm-1):3096,2938,2601,1770,l680,1593,1451,1369,1293,1254,1210,1052,1026；
xrd测试结果与现有技术公开的双醋瑞因一致。
实施例二
在实施例一的基础上，将所有原料用量扩大100倍，其余不变，得到双醋瑞因精制品，总收率51.6%，纯度99.72%；所得双醋瑞因样品经基因毒性方法检测，芦荟大黄素类杂质残留11ppm，大黄醛类杂质残留8ppm。
对比例
在实施例一的基础上，将n-甲基吡咯烷酮替换为等质量的二氯乙烷，其余不变，得到大黄醛168g。
在实施例一的基础上，将ibx替换为等摩尔量的二氧化锰，其余不变，得到大黄醛153g。
在实施例一的基础上，先加入三乙胺再流加乙酰氯，其余不变，得双乙酰大黄醛95g。
在实施例一的基础上，将乙酰氯替换为等摩尔量的醋酸酐，其余不变，得双乙酰大黄醛111g。
在实施例一的基础上，将n，n-二甲基乙酰胺dma替换为二氧六环，其余不变，得到107g双醋瑞因精制品；经基因毒性方法检测，芦荟大黄素类杂质残留34ppm，大黄醛类杂质残留17ppm。
根据本发明所述的现有技术双醋瑞因的合成新方法公开的制备方法得到的黄色晶体1经同样的基因毒性方法检测，芦荟大黄素类杂质残留41ppm，大黄醛类杂质残留33ppm；如果将其黄色晶体1再经过一次与之前同样的二甲基乙酰胺重结晶，得到的双醋瑞因精制品经基因毒性方法检测，芦荟大黄素类杂质残留26ppm，大黄醛类杂质残留19ppm，且双醋瑞因精制品总收率为45.2%（以2计）。根据现有技术cn101104583a公开的制备方法（每步选择其实施例1）得到的双醋瑞因精制品经同样的基因毒性方法检测，芦荟大黄素类杂质残留45ppm，大黄醛类杂质残留31ppm。