在甲基叔丁基醚（MTBE）和少于5wt%的脂肪族反溶剂中的5-甲氧基-N’N-二甲基色胺（5-MEO-DMT）的重结晶的制作方法

在甲基叔丁基醚(mtbe)和少于5wt％的脂肪族反溶剂中的5-甲氧基-n’n-二甲基色胺(5-meo-dmt)的重结晶
技术领域
1.本发明涉及一种纯化有机化合物的方法，具体为纯化5-甲氧基-n’n-二甲基色胺(5-meo-dmt)的方法。本发明还涉及以满足特定纯化需求的形式的5-meo-dmt。


背景技术：

2.5-甲氧基-n’n-二甲基色胺(5-meo-dmt)具有以下所示的化学式。
[0003][0004]
5-meo-dmt是天然存在的5-羟色胺迷幻色胺(serotonergic psychedelic tryptamine)，作为5-ht1a和5-ht2a的受体激动剂。
[0005]
5-meo-dmt在人松果体和视网膜中合成，并且已经在人体液(包括尿液、血液和脑脊髓液)中发现。
[0006]
5-meo-dmt首先从dictyoloma incanescens树皮中分离出来，但其还包含于其他植物中，并且5-meo-dmt被确定为bufo alvarius蟾蜍毒液中的有效成分。
[0007]
5-meo-dmt的化学合成已经在1936年由hoshino和shimodaira描述(bulletin of the chemical society of japan,11(3),221-224)。在该出版物中没有考虑医疗或其他用途。
[0008]
根据hoshino和shimodaira，在5-甲氧基吲哚基3-乙基β溴化物和二甲胺之间的反应后，通过在减压下蒸馏分离和纯化产物。还报告了该物质在乙醚-汽油醚中结晶。没有公开条件。
[0009]
所得到的产物描述为具有熔点为66-67℃的非常无色棱柱(prism)。没有进行关于产品中含有的杂质含量的表征。
[0010]
然而，将所报告的熔点以及后来关于5-meo-dmt熔点(69-70℃)的数据进行比较，可以看作杂质仍然存在的象征。
[0011]
而且，考虑到即使在减压(在4mm时208至210℃)下5-meo-dmt的高沸点，蒸馏不是一种有利的纯化方法。
[0012]
somei等人(chem.pharm.bull.49(1)87-96(2001))报告了5-羟色胺、n-甲基羟色
二甲基色胺(5-meo-dmt)以获得药品级别的物质。
[0031]
可以从天然资源以及通过合成方法获得5-meo-dmt。5-meo-dmt是白色至米白色、黄色或橙色粉末。
[0032]
通过从天然资源分离或通过化学合成制备5-meo-dmt通常生成仍然含有大量杂质的材料(粗制5-meo-dmt)，使得该材料不适于药学应用。
[0033]
通常，粗制5-meo-dmt会含有总含量为0.5％或更多的杂质，并且可能含有含量为0.1％或更多的单一杂质。
[0034]
优选地，本发明的方法中所使用的粗制5-meo-dmt不含有总含量超过5％的杂质，更优选地总含量不超过2％的杂质。
[0035]
虽然5-meo-dmt的着色表明存在一种或多种杂质，但是其本身没有表明某一制备是否满足药学用途的要求。
[0036]
通过hplc分析5-meo-dmt样品的纯度。单一杂质可以通过其相对保留时间(rrt)进行识别。检测方法是在227nm下进行uv检测。
[0037]
合适的色谱柱是反相色谱柱，特别是十八烷基碳链键合二氧化硅(octadecyl carbon chain-bonded silica，c18)色谱柱。
[0038]
为了洗脱，使用基于流动相a(0.013m乙酸铵的水溶液)和流动相b(乙腈)的混合溶剂。在以下示例1中详述具体的梯度法。
[0039]
基于上述所获得的hplc色谱图中的峰面积，纯度的百分比值是面积％。
[0040]
本发明人已经认识到游离碱形式的粗制5-meo-dmt的重结晶，尽管其熔点相对较低，是获得高纯度(即杂质的总含量低于0.5％和每种单一杂质的含量低于0.1％)的5-meo-dmt的合适方法。
[0041]
虽然5-meo-dmt可以以油的形式在冷却时从溶液中分离，本发明人已经发现包含某些醚的溶剂可适用于获得固体，特别是具有提高纯度的结晶形式的5-meo-dmt。
[0042]
特别地，重结晶溶剂包含在1bar的压力下具有沸点为40℃至100℃的一种或多种醚。
[0043]
合适的醚是脂肪醚和脂环醚。特别地，这些醚不包含除了醚部分以外的任何官能团。
[0044]
合适的醚的示例(沸点在括号内)包括二正丙基醚(90℃)、二异丙基醚(69℃)、甲基叔丁基醚(mtbe)(55℃)、乙基叔丁基醚(etbe)(73℃)、叔戊基甲基醚(tame；2-甲氧基-2-甲基丁烷)(86℃)、二甲氧基甲烷(42.3℃)、二乙氧基甲烷(88℃)、四氢呋喃(66℃)、( /-)-四氢-2-甲基呋喃(80℃)、四氢-2,5-二甲基呋喃(90-92℃)、四氢吡喃(88℃)。
[0045]
优选地，醚具有在1bar的压力下范围为50℃至80℃的沸点。
[0046]
优选的醚示例是甲基叔丁基醚(mtbe)、乙基叔丁基醚(etbe)和二异丙基醚。最优选的醚是甲基叔丁基醚(mtbe)。
[0047]
重结晶溶剂含有至少50％，优选地至少70％，特别地至少90％的一种或多种醚，特别地一种或多种在压力为1bar下具有范围为40℃至100℃的沸点的醚，尤其是一种或多种上述明确的醚。这些％值是指基于溶剂总重量的wt％。
[0048]
虽然除了一种或多种醚之外，还可能存在其他溶剂，但重结晶溶剂含有含量少于5％，优选地少于2％，更优选地少于1％的作为反溶剂的脂肪烃，特别地不含有脂肪烃。优选
地，这些限制适用于任何烃类。
[0049]
上述％值是指基于重结晶溶剂(包括烃类反溶剂)总重量的wt％。
[0050]
此外，优选地，虽然除了一种或多种醚之外还可能存在其他溶剂，但重结晶溶剂含有含量低于5％，优选地少于2％，更优选地少于1％的任何反溶剂，特别地不含有反溶剂。这些％值是指基于重结晶溶剂(包括反溶剂)的总重量的wt％。
[0051]
如果存在多于一种反溶剂，上述对反溶剂的限制涉及到所有存在的反溶剂的总含量。
[0052]
少量的某些反溶剂可能存在于市售的溶剂中，例如市售的醚。
[0053]
优选地，在本发明的方法中不添加反溶剂。
[0054]
本文所使用的术语反溶剂是指以下液体：在该液体中，5-meo-dmt在重结晶过程中在任何温度下出现的溶解度小于在所使用的醚中的溶解度的20％，或在使用超过一种醚的情况下，在溶解溶剂中存在的醚的组合中的溶解度的20％。溶解度以mg/ml表示。
[0055]
典型的反溶剂包括烃，例如脂肪烃(例如汽油醚、庚烷、己烷)；和水。
[0056]
在一个优选实施例中，重结晶溶剂含有至少50％，优选地至少70％，特别地至少90％的mtbe。在一个具体实施例中，重结晶溶剂含有至少98％的mtbe。％值是指基于溶剂总重量的wt％。
[0057]
在另一个优选实施例中，通过在98wt％的mtbe中重结晶来纯化5-meo-dmt，不添加烃类作为反溶剂。
[0058]
本发明的方法包括将粗制5-meo-dmt溶解在重结晶溶剂中。5-meo-dmt将在高于室温，最高至溶剂的沸点的溶解温度下溶解于重结晶溶剂。
[0059]
室温是指范围为20至25℃的温度。高于室温是指高于25℃，低于室温是指低于20℃。
[0060]
在一个实施例中，5-meo-dmt将在范围为35至40℃的溶解温度下溶解于重结晶溶剂。
[0061]
所使用的重结晶溶剂的含量足以在溶解温度下达到完全溶解。
[0062]
例如，达到至少25％的饱和溶液。在一个实施例中，含量足以在溶解温度下达到饱和溶液。
[0063]
优选地，达到至少50％和最多90％的饱和溶液。
[0064]
在发生溶解后，溶液将被冷却到低于室温的温度(即低于20℃)，使得5-meo-dmt结晶。合适的温度范围是0到20℃。在一个实施例中，温度在7至12℃的范围内。
[0065]
所获得的产品可以通过过滤回收。
[0066]
重结晶可以重复一次或多次，以提高纯度。
[0067]
根据本发明的纯化，优选不涉及柱色谱步骤。此外，根据本发明的纯化方法优选地不涉及5-meo-dmt的蒸馏步骤。
[0068]
从回收的产品中，至少可以部分地在减压下移除残留溶剂。产品中溶剂的重量为nmt 5000ppm，优选地nmt 2500ppm，更优选地nmt 500ppm，特别地nmt 100ppm。
[0069]
本发明的方法可以减少杂质的含量。特别地，本发明的方法可以将5-meo-dmt样品中的杂质总含量减少到低于0.5％，并将5-meo-dmt样品中每种单一杂质的含量减少到低于0.1％。这些％值是由上述hplc测定的面积％。同时，可以实现低含量的残留溶剂。
[0070]
因此，根据本发明的一个方面，5-meo-dmt以含有低于0.5面积％的杂质总含量的形式提供，其中每种单一杂质的含量低于0.1面积％。杂质的含量是通过hplc测定的，hplc使用十八烷基碳链键合二氧化硅(c18)柱和基于0.013m乙酸铵的水溶液和乙腈的混合溶剂作为洗脱剂，在227nm处进行uv检测。
[0071]
5-meo-dmt以优选地具有不多于5000ppm的残留溶剂含量的形式提供，优选地不多于2500ppm，更优选不多于500ppm，特别地不多于100ppm。
[0072]
以下示例旨在进一步说明本发明。
[0073]
示例
[0074]
示例1-分析方法
[0075]
通过hplc确定5-meo-dmt的纯度。
[0076]
方法参数
[0077]
仪器：合适的配置有uv检测的hplc系统，与实验室数据处理系统相连
[0078]
色谱柱：ace c18(150
×
4.6
×
3μm)
[0079]
进样体积：5μl
[0080]
流动速率：0.75ml/分钟
[0081]
检测器：在227nm的uv
[0082]
运行时间：25分钟
[0083]
色谱柱温度：30℃
[0084]
稀释剂：甲醇
[0085]
流动相a：0.013m的乙酸铵的水溶液
[0086]
流动相b：乙腈
[0087]
梯度：
[0088][0089]
5-meo-dmt的典型保留时间为5.5分钟。
[0090]
样品制备(一式两份)
[0091]
准确称取12-18mg样品到100ml容量瓶中，用甲醇定容。混合均匀。
[0092]
分析程序的验证
[0093]
将所使用的hplc方法进行了线性度和精确度测试。ir、nmr、gc-headspace、kf和icp-ms是常见技术，按照常规程序进行应用。基于结果，这些方法被认为是适合目的的。
[0094]
hplc方法的线性度
[0095]
在甲醇中制备5-meo-dmt的原液。标称浓度为0.15mg/ml。
[0096][0097]
所有的重复进样在
±
2％内。
[0098]
在标称浓度下的y截距％确定为0.8％。方法被认为是线性的，如图3所示。
[0099]
hplc方法的精确度
[0100]
在标称浓度下制备了六种样品溶液(12-18mg在100ml甲醇中)。纯度结果如下：
[0101]
精确度纯度(％面积)199.21299.02399.18499.21599.17699.17平均值99.16sd0.07rsd(％)0.07
[0102]
六个样品的纯度值的验收标准(acceptance criteria)是1％的rsd，实际读数是0.07％。因此，该分析方法被认为表现出足够的精确度。
[0103]
示例2-溶剂筛选
[0104]
在室温和回流状态下，对一些溶剂进行了5-meo-dmt的溶解度筛选。
[0105]
筛选方法是向200mg 5-meo-dmt中加入溶剂，直到完全溶解，除非该化合物在溶剂中的溶解度很低，在4ml的溶剂中无法实现样品的完全溶解(溶解度小于0.05mg/ml)。
[0106]
溶解度筛选的结果显示在下面的表格中。
[0107][0108]
溶解度筛选的结果表明，5-meo-dmt在室温下非常容易溶解于多种溶剂。观察到5-meo-dmt在水和庚烷中的溶解度差。
[0109]
据观察，5-meo-dmt在室温下不溶于mtbe，但当溶剂温度升高时，其溶解度非常高。然而，mtbe被认为不是合适的重结晶溶剂，因为在将热的mtbe溶液冷却到室温时，没有观察到结晶现象。
[0110]
示例3-重结晶的初步尝试
[0111]
根据溶解度研究的结果，进行了一些实验，目的是将5-meo-dmt从异丙醇(ipa)和庚烷、或异丙醇和水的混合物中进行重结晶。目的是将5-meo-dmt溶解在ipa中，然后加入水或庚烷作为反溶剂，以获得沉淀/结晶。使用ipa是为了最大限度地回收重结晶的5-meo-dmt，因为虽然发现5-meo-dmt在室温下非常容易溶解于ipa，但是5-meo-dmt在ipa中的溶解度低于其他评估的溶剂。
[0112]
在第一次小规模实验中，在80℃时将5-meo-dmt(200mg)溶解在实现完全溶解所需的最小含量ipa(0.3ml，1.5体积)中。然而，将溶液冷却到室温后，没有观察到结晶现象。因此，逐滴添加庚烷，目的是将5-meo-dmt从溶液中沉淀出来。不幸的是，在加入庚烷后，5-meo-dmt被发现是油状而不是沉淀。用水代替庚烷作为反溶剂重复实验时也出现了油析(oiling)。
[0113]
在第二次尝试从ipa和水或庚烷的混合物中结晶时，溶剂添加量被逆转(reverse)，以试图阻止油析。在将所产生的浆液加热到80℃之前，向5-meo-dmt(200mg)加入9.5体积(1.9ml)的庚烷。逐滴添加ipa(2.1体积，0.4ml)，直到观察到完全溶解。然而，在冷却到室温时，该材料没有结晶。用水(9.5体积，1.9ml)和ipa(5.3体积，1ml)的尝试也导致在冷却到室温时缺乏结晶。
[0114]
为了研究是否可以通过减少溶剂混合物的体积来实现结晶，在80℃下向5-meo-dmt(200mg)逐滴添加17％的ipa庚烷溶液(9.4体积，1.9ml)，直到所有材料完全溶解。不幸的是，在冷却后，观察到了油析现象。在80℃下向5-meo-dmt(200mg)中加入34％的ipa水溶液(10.7体积)，也出现了油析现象。
[0115]
先前所述的利用17％ipa的庚烷溶液和34％ipa的水溶液的实验在60℃下重复进行。不幸的是，在这两种情况下，在冷却时都观察到了油析现象。
[0116]
还使用溶剂进行了最后的小规模实验，其中5-meo-dmt具有更大溶解度。在60℃下向5-meo-dmt(200mg)加入乙醇(0.5体积，0.1ml)，然后逐滴添加水。然而，在向批次中加入水后，观察到了5-meo-dmt的油析。
[0117]
下表2显示了上述小规模重结晶试验的总结。
[0118][0119]
示例4-加热和油析后的结晶
[0120]
为了避免5-meo-dmt在结晶过程中发生油析，进行了更大规模的实验。随着规模的增加，预计对反溶剂加入的控制会更大，从而可以更仔细地添加，潜在地确定浊点并避免油析。将5-meo-dmt(2.0g)加热到60℃，然后将其溶解在达到完全溶解所需的最小含量ipa(0.8ml，0.4体积)中。冷却到室温后，没有观察到结晶，因此将该批溶液重新加热到60℃。逐滴添加水，直到溶液变得浑浊。不幸的是，没有确定浊点，因为5-meo-dmt从溶液中发生油析，而溶液没有变得浑浊。
[0121]
为了确定尽管5-meo-dmt从溶液中发生油析，其是否仍有可能结晶，通过蒸发移除溶剂，以得到橙色的油。将油在冰箱中冷却过夜后，得到了橙色的结晶固体。这一结果表明，尽管5-meo-dmt的结晶速度很慢，但是即使在加热和油析之后，仍有可能结晶出5-meo-dmt。
[0122]
示例5-使用mtbe/庚烷进行更大规模的结晶尝试
[0123]
由于使用ipa或乙醇在庚烷或水中的混合溶剂时遇到了问题，所以重新研究了使用mtbe的溶剂系统。
[0124]
先前，在冷却到室温后，没有观察到mtbe的结晶。因此，在第二次尝试从mtbe中结晶时，将溶液进一步冷却到0至5℃。
[0125]
在45至50℃下，将mtbe(1ml，0.5体积)加入到晶体固体，直到达到完全溶解。这个
mtbe加入量低于先前所述的2.4体积，可能是由于进行溶剂筛选的规模太小。
[0126]
溶解后，在40分钟内将该批产物冷却到0至5℃，以产生非常浓稠的粘稠溶液，该溶液确实能产生结晶。
[0127]
将该批次重新加热到45至50℃，然后在1小时内冷却到室温。在室温下搅拌30分钟后，这批溶液变得非常粘稠，因此在这批溶液再搅拌15分钟前，再加入0.4ml(0.2体积)的mtbe。搅拌之后，得到了稀薄的浆液。
[0128]
逐滴加入庚烷(0.7ml，0.35体积)，然后再搅拌15分钟，形成较稠的浆液。将该批次冷却至0至5℃，随后逐滴添加庚烷(0.7ml，0.35体积)。一旦过滤后，分离出的固体用冷的庚烷(2
×
2ml)进行洗涤，然后在真空下干燥过夜，以产生淡橙色固体。通过hplc对分离出来的固体(1.44g，回收率72％)的纯度进行分析。
[0129]
实验条件总结于表3。分析结果见表4。
[0130]
示例6-利用mtbe/庚烷的结晶作用
[0131]
第二个实验是利用mtbe/庚烷进行的。在45至50℃下将5-meo-dmt(2.0g)溶于mtbe(1.4ml，0.7体积)，然后在70分钟内冷却至室温。结晶后，停止搅拌，因此将该批次的温度重新升温到45至50℃，并添加mtbe(1ml，0.5体积)。在冷却到室温并搅拌后，将所得到的浆液用庚烷(1ml，0.5体积)进行稀释。在加入庚烷后，观察到有大量的物质覆盖在容器壁上，因此为了尝试移除这些物质，又加入了一定量的mtbe(1ml，0.5体积)。在室温下搅拌90分钟后，过滤该批产品，然后依次用mtbe：庚烷(2：1，1ml，0.5体积)和庚烷(1ml，0.5体积)进行洗涤。干燥后得到1.13g的淡橙色固体(回收率57％)。通过hplc对分离出来的物质的纯度进行分析。
[0132]
实验条件总结于表3。分析结果见表4。
[0133]
示例7-利用mtbe/庚烷的结晶作用
[0134]
在45至50℃下将5-meo-dmt(2.0g)溶解于mtbe(2ml，1.0体积)，然后在1小时内冷却到室温。在室温下搅拌1.5小时后，将所得到的浆液用mtbe(2
×
1ml，1.0体积)稀释20分钟。然后在5分钟内加入庚烷(1ml，0.5体积)，然后在室温下搅拌2小时。在10分钟内冷却到8至12℃后，在8至12℃下搅拌15分钟，然后用更多的庚烷(1ml，0.5体积)稀释。在8-12℃下再搅拌10分钟后，该批产品在10分钟内冷却到0-5℃，然后再搅拌15分钟。然后在5分钟内加入庚烷(2ml，1.0体积)，然后在0至5℃下搅拌该批次1小时。该批次过滤后用mtbe：庚烷(1：1，2ml，1.0体积)进行洗涤。干燥后得到1.37g的淡橙色固体(回收率69％)。用hplc对分离出来的固体的纯度进行分析。
[0135]
实验条件总结于表3。分析结果见表4。
[0136]
示例8-从mtbe中结晶
[0137]
为了尝试和进一步提高重结晶材料的纯度，使用仅mtbe作为溶剂进行实验。在35至40℃下将5-meo-dmt(2.0g)溶解于mtbe(4ml，2.0体积)，然后在30分钟内冷却到室温。在室温下搅拌50分钟后，没有观察到结晶，因此在30分钟内将该批次降温到7至12℃。在7至12℃下搅拌10分钟，发生结晶。在7至12℃下搅拌1小时后，将该批次进行过滤。在7至12℃下使用mtbe(1ml，0.5体积)进行洗涤后，在真空下将该批次进行干燥3.5小时，以产生1.02g淡橙色固体(回收率50％)。通过hplc对分离出来的固体的纯度进行分析。
[0138]
实验条件总结于表3。分析结果见表4。
[0139]
下表3显示了进行5-meo-dmt重结晶的大规模尝试的条件总结。
[0140][0141][0142]
下表4显示了从重结晶实验分离出的材料的杂质分布。
[0143][0144]
表3示出了每个大规模重结晶实验中所使用的条件的总结。分析的结果表明，在所有情况下，物质的整体纯度得到提高，并且rrt 1.24下的杂质纯化至低于0.10％。在rrt 2.38下的杂质还在全部三个实验中得到减少，然而，仅低于根据示例8的实验中nmt 0.10％的目标值。在rrt 1.18下的杂质仅使用根据示例5和根据示例8的实验条件进行纯化。基于这些结果，似乎大多数适于得到所有杂质都低于0.10％的物质的条件是来自根据示例8的实验。根据示例8的样品的溶剂分析表明17ppm的mtbe水平，而nmt的预期限值为5000ppm。