一种工业化帕拉米韦的制备方法与流程

本发明涉及化学合成，特别涉及一种工业化帕拉米韦的制备方法。

背景技术：

1、帕拉米韦（peramivir）的化学名为(1s,2s,3r,4r)-3-[(1s)-1-(乙酰氨基)-2-乙基丁基]-4-胍基-2-羟基-环戊基-1-羧酸三水合物，分子式为c15h28n4o4·3h2o，分子量为382.45，是一种环戊烷类抗流感病毒神经氨酸酶（na）抑制剂。2013年4月5日，国家药品监督管理总局批准了抗流感新药帕拉米韦氯化钠注射液，有临床试验数据证明其对甲型和乙型流感有效。国外对帕拉米韦抗病毒的体内外试验和临床试验结果显示，该药物能有效抑制各种流感病毒株的复制和传播过程，具有耐受性好、毒性小等优点。

2、但是传统的工艺方法中存在一些问题，如：合成步骤繁琐、污染指数超标、使用有毒试剂等；提高了成本，给人和环境带了不可避免的灾害。此外，cn105085328b公开了以叔丁基铵盐为起始原料的六步合成路线，其终产品采用纯化水加热溶解后冷却结晶的方式获得三水合物，但该方法在工业化放大过程中存在终产品水分易流失、晶型不稳定的问题，干燥温度需严格控制在40～50℃且需环境加湿，操作复杂。

3、帕拉米韦三水合物对热较为敏感，tg分析显示其在约40℃左右即开始失去结晶水。因此，如何在工业化规模下稳定获得晶型a且水分符合标准的三水合物，同时保证各中间体的高纯度和高收率，是本领域亟待解决的技术问题。

4、因此本发明主要针对上述问题进行改进，简化了反应步骤，提高了收率，适应工业化大生产。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种工业化帕拉米韦的制备方法，提高中间体及终产品的纯度和收率，稳定获得符合药典标准的帕拉米韦三水合物晶型。

2、一种工业化帕拉米韦的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、还原反应：以(3ar,4r,6s,6as)-4-[叔丁氧羰基氨基]-3-(1-乙基丙基)-3a,5,6,6a-四氢-4h-环戊并[d]异恶唑-6-羧酸甲酯为起始原料ⅰ，在甲醇和二氯甲烷混合溶剂中，于-15℃～5℃下，以氯化镍为催化剂、硼氢化钠为还原剂进行还原反应；反应结束后，滴加氯化铵、亚硝酸钠和氨水的水溶液进行淬灭，经萃取、浓缩后，以甲醇溶清，滴加稀氨水，于20℃～30℃结晶，过滤、干燥，得到中间体ⅰ；

4、s2、乙酰化反应：将中间体ⅰ溶于乙酸乙酯中，于20℃～30℃滴加乙酸酐进行反应；反应结束后滴加碳酸钠水溶液中和，分液，有机相经浓缩、溶清、滴加正庚烷，于20℃～30℃结晶，过滤、干燥，得到中间体ⅱ；

5、s3、水解反应：将中间体ⅱ溶于甲醇和水的混合溶剂中，加入氢氧化钠，于20℃～30℃进行水解反应；反应结束后降温至0℃～10℃，用盐酸调节ph至1～2，再降温至-10℃～0℃结晶，过滤、干燥，得到含boc保护基的中间体ⅲ；

6、s4、脱boc反应：将中间体ⅲ分批加入盐酸水溶液中，于30℃～35℃进行脱boc反应至体系溶清，得到含中间体ⅳ的反应液；

7、s5、甲脒化反应：向含中间体ⅳ的反应液中，滴加氢氧化钠调节ph至8.0～9.0，加入1h-1,2,4-三氮唑-1-甲脒盐酸盐；继续滴加氢氧化钠维持ph 8.5～9.0，于25℃～35℃反应；反应结束后降温至-10℃～0℃结晶，过滤、干燥，得到帕拉米韦粗品；

8、s6、精制：将帕拉米韦粗品溶于甲醇和水的混合溶剂中，加热至75℃～80℃溶清，降温至-10℃～0℃结晶，过滤、干燥，得到帕拉米韦一次精制品；

9、s7、转晶：将帕拉米韦一次精制品溶于甲醇和水的混合溶剂中，加热至75℃～80℃溶清，热过滤后常压蒸馏至体系内温达到95℃～100℃，降温至70℃～75℃，保温搅拌转晶12～16h，再降温至0℃～5℃结晶，过滤后于25℃～30℃真空干燥，得到帕拉米韦三水合物成品；。

10、通过采用以上技术方案，本发明在还原步骤中以低温条件配合特定当量的硼氢化钠和氯化镍，使起始原料转化完全的同时有效控制副反应杂质生成，淬灭后采用甲醇溶清并滴加稀氨水结晶，使中间体ⅰ以固体形式析出，便于分离纯化和质量检测；乙酰化步骤在乙酸乙酯中以适量乙酸酐于温和温度下反应，经碳酸钠中和后以正庚烷诱导结晶，使中间体ⅱ以固体形式析出；水解步骤以适量氢氧化钠在甲醇/水混合溶剂中于室温下进行酯基水解，反应完全后调酸至ph 1～2并低温结晶，使含boc保护基的中间体ⅲ以高纯度固体形式析出，从而将水解步骤产生的杂质截留在该阶段，避免向后续步骤迁移；脱boc步骤以盐酸于30℃～35℃处理中间体ⅲ，随着boc保护基脱除，生成的中间体ⅳ以盐酸盐形式溶解于水相，体系由不溶清转变为溶清，反应终点直观可控，无需额外分离操作即可在同一反应液中直接进行甲脒化；甲脒化步骤以1h-1,2,4-三氮唑-1-甲脒盐酸盐于ph 8.5～9.0、25℃～35℃条件下与中间体ⅳ反应，使游离胺高效转化为胍基，反应结束后低温结晶获得帕拉米韦粗品；粗品经甲醇/水加热溶清后降温结晶进行一次精制，纯度提升至99.5%以上；一次精制品再经甲醇/水溶清后常压蒸馏除去有机溶剂，于70℃～75℃水相中长时间保温搅拌完成晶型转化，最后低温结晶并于25℃～30℃真空干燥，稳定获得晶型a的帕拉米韦三水合物成品，纯度达99.5%以上，水分13.5%～14.5%，符合药典标准。整体工艺各中间体均以固体形式析出并可分离纯化，反应参数明确、操作简便、终点判断直观，适合工业化大生产。

11、优选的，步骤s1中，所述硼氢化钠的用量为起始原料ⅰ的2～5当量，所述氯化镍的用量为起始原料ⅰ的0.1～0.7当量；所述淬灭溶液中，氯化铵的用量为3～4当量，亚硝酸钠的用量为0.1～0.3当量，氨水的用量为7～8当量；所述稀氨水中氨水的用量为4～5当量。

12、更优选的，步骤s1中，所述硼氢化钠的用量为4当量，所述氯化镍的用量为0.4当量；反应温度为-10℃～5℃，滴加及保温反应时间为1～3h。

13、通过采用以上技术方案，发明人发现硼氢化钠2～5当量，起始原料ⅰ都能转化完全，但2和3当量时杂质相对较多，推测是硼氢化钠用量不够，反应停留在还原中间态，增加硼氢化钠用量后体系纯度明显增加。4和5当量反应结果相近，因此硼氢化钠的用量优选4当量。使用0.1~0.7当量氯化镍对反应结果无明显区别，但是为了保证足量加入，氯化镍用量优选0.4当量。而反应温度为-10℃～5℃可避免体系杂质的出现，高于这个温度范围例如15℃、25℃、40℃时体系不仅杂质增多，而且中间体ⅰ的收率也大幅下降。需要说明的是，本发明中的当量均是摩尔当量。

14、优选的，步骤s1中，干燥温度为60℃～70℃。该温度可以确保中间体ⅰ在干燥过程中有关物质不会发生变化。

15、优选的，步骤s2中，所述乙酸酐的用量为中间体ⅰ的1.0～1.5当量；所述碳酸钠水溶液的质量浓度为8%～12%；所述乙酸乙酯与中间体ⅰ的质量比为（4～6）：1，所述正庚烷与中间体ⅰ的质量比为（3～5）：1；反应温度为20℃～30℃，反应时间为1～5h。

16、更优选的，步骤s2中，所述乙酸酐的用量为1.2当量。

17、通过采用以上技术方案，发明人发现，乙酸酐1.0和1.1当量时，中间体ⅰ剩余量大于1%，相对较多；乙酸酐1.2和1.5当量时，中间体ⅰ剩余量小于1%，且变化不大，因此乙酸酐用量优选1.2当量。步骤s2在0、10、20、30、50℃反应，中间体ⅰ转化速率及杂质产生情况无明显差异，因此将反应温度优选20～30℃。

18、优选的，步骤s2中，干燥温度为50℃～60℃，该温度可以确保中间体ⅱ在干燥过程中有关物质不会发生变化。

19、优选的，步骤s3中，所述碱为氢氧化钠，用量为中间体ⅱ的1.0～2.0当量；所述甲醇与中间体ⅱ的质量比为（0.5～1）：1，所述水与中间体ⅱ的质量比为（6～8）：1；水解反应时间为2～4h。

20、更优选的，步骤s3中，所述氢氧化钠的用量为1.2当量，反应温度为20℃～30℃。

21、通过采用以上技术方案，发明人发现步骤s3使用1.0、1.2、1.5当量氢氧化钠，反应速度和体系纯度无明显变化，2.0当量时体系纯度略有降低，因此氢氧化钠用量优选1.2当量。步骤s3在5～50℃反应，反应速度、体系纯度均无明显变化，中间体ⅱ均能转化至0.1%以下，因此步骤s3反应温度优选20～30℃。

22、优选的，步骤s3中，干燥温度为60℃～70℃，该温度可以确保中间体ⅲ在干燥过程中有关物质不会发生变化。

23、优选的，步骤s4中，所述盐酸的浓度为6n，用量为中间体ⅲ的3～6当量；所述脱boc反应温度为30℃～35℃，反应时间为2～4h。

24、更优选的，步骤s4中，所述盐酸的用量为4当量。

25、通过采用以上技术方案，发明人发现中间体ⅳ脱boc反应在20～30℃反应速度较慢，在35～50℃反应速度较快。随温度上升，杂质f-1增长速度也明显加快。综合反应速度及杂质f-1的增长速度，中间体ⅳ的合成反应温度选择30～35℃。且6n盐酸用量越多，反应速度越快。4当量时2h可反应完全，综合反应速度和盐酸用量，6n盐酸用量选择4当量（与中间体ⅲ质量比约为2：1）。

26、中间体ⅲ在酸性水溶液中不溶解，随着反应进行，生成的中间体ⅳ结构中的伯胺与盐酸成盐酸盐，溶解在水中，所以随着反应进行，体系有不溶解到溶清的变化，当全部溶清时可认为反应完全。

27、优选的，步骤s5中，所述1h-1,2,4-三氮唑-1-甲脒盐酸盐的用量为中间体ⅳ的1.2～1.8当量；所述甲脒化反应温度为25℃～35℃，反应时间为5～16h。

28、更优选的，步骤s5中，所述1h-1,2,4-三氮唑-1-甲脒盐酸盐的用量为1.6当量，所述甲脒化反应的ph为8.5～9.0。

29、通过采用以上技术方案，发明人发现，起始原料ⅱ（1h-1,2,4-三氮唑-1-甲脒盐酸盐）用量在1.2～1.8当量范围内，用量越多，反应速度越快，中间体ⅳ剩余量越少。各反应体系中间体ⅳ均有剩余，通过反应液和滤饼中的中间体ⅳ纯度可以确定，未反应的中间体ⅳ容易通过过滤去除。1.6当量起始原料ⅱ可使中间体ⅳ转化至1%以下，因此起始原料ⅱ用量优选择1.6当量。当反应液ph为7、10、11时，反应体系中间体ⅳ剩余量大于10%，ph为8～9.5时剩余量小于5%，说明说明反应液ph对一次精制品制备影响很大。根据优化结果，反应ph优选择8.5～9.0。

30、优选的，步骤s6中，所述甲醇与帕拉米韦粗品的质量比为（1.5～2.5）：1，所述水与帕拉米韦粗品的质量比为（1.5～2.5）：1。使用甲醇/水混合溶剂进行精制，溶剂体积分别为4v/4v、2.5v/2.5v、2.5v/2v，精制后产品纯度相近，单杂均小于0.10%。溶剂用量提高，精制收率降低，因此优选择甲醇/水(2.5v：2v)作为精制溶剂。

31、优选的，步骤s7中，所述甲醇与帕拉米韦一次精制品的质量比为（2～3）：1，所述水与帕拉米韦一次精制品的质量比为（3～4）：1；所述常压蒸馏至体系内温达到95℃～100℃后，继续保温搅拌1～3h；所述转晶温度为70℃～75℃，转晶时间为12～16h；所述真空干燥的真空度为-0.08～-0.1mpa，干燥时间为6～10h。

32、通过采用以上技术方案，发明人发现，从电子显微镜观察，转晶前的帕拉米韦为柱形晶体，60、75℃下搅拌4h都能完全成方形晶体，说明已经转晶完全，且16h内晶体形态没有发生变化，因此将转晶温度定为70-75℃。从小试研究结果看，转晶4h就转晶完全。为了保证生产批量放大后能够转晶完全，将转晶时间延长到14h。

33、优选的，步骤s7中，干燥温度为25℃～30℃，该温度可以确保帕拉米韦失去结晶水。

34、优选的，步骤s7中，若成品水分低于13.5%，将成品按步骤s7重新进行转晶和干燥操作。

35、本发明的有益效果：

36、1.本发明反应顺序为先水解后脱boc，即先在碱性条件下水解甲酯得到含boc保护基的中间体ⅲ，再在酸性条件下脱除boc得到中间体ⅳ。这一顺序使中间体ⅲ和ⅳ均以固体形式析出，便于分离纯化和质量控制，从根本上解决了现有技术中杂质在水相中累积、难以去除的问题。

37、2.中间体ⅲ为含boc保护基的羧酸，在调酸至ph值1～2后以固体形式析出，hplc纯度可达99%以上。该中间体在现有技术的先脱boc后水解路线中不存在，因为先脱boc后生成的中间体ⅳ（含游离胺和甲酯）在酸性条件下直接进行后续反应，无法以固体形式分离。

38、3.中间体ⅲ在6n盐酸中于30～35℃脱boc后，生成的中间体ⅳ（含游离胺和羧酸）以盐酸盐形式存在于水溶液中，体系由不溶清变为溶清，反应终点易于判断（体系完全溶清即为反应完全）。随后直接在同一反应体系中加入碱和甲脒试剂进行甲脒化，无需额外分离操作，简化了工艺。

39、4.由于中间体ⅲ为固体且可分离纯化，水解步骤产生的杂质（如水解副产物）可在中间体ⅲ的纯化过程中被去除，不会带入后续步骤。而在现有技术的连续水相路线中，各步杂质均累积至终产品中，导致终产品纯度难以提高。

40、5.还原步骤后处理采用甲醇溶清后滴加稀氨水结晶，避免了现有技术中甲苯和edta的使用；乙酰化步骤采用乙酸乙酯-正庚烷体系替代甲苯体系，溶剂毒性更低，操作更安全。

41、6.本发明设计了由甲醇/水溶清、常压蒸馏除甲醇、70～75℃保温转晶和低温结晶25～30℃真空干燥的特定转晶工艺。与现有技术中直接水溶冷却结晶或自然干燥的方式相比，本发明通过蒸馏预先除去甲醇，使体系在高温水相中完成晶型转化，再通过特定温度和时间控制确保晶型a完全形成，最后采用低温真空干燥避免结晶水流失。所得终产品为稳定的晶型a，纯度≥99.5%，水分13.5%～14.5%，符合药典标准。