伊曲康唑,英文名为Itraconazole,属三氮唑类抗真菌药,1984年发现,是一个比较老的药品,它具有高效、广谱的抗菌活性,可用于治疗暗色孢科菌,孢子丝菌以及组织胞浆菌和芽生菌感染。1992年9月,伊曲康唑胶囊获FDA批准,在美国上市;次年在我国上市。口服液、注射液分别于1997年和1999年,在美国上市;并于2003 -2004年,在中国上市。已经广泛用于治疗多种真菌感染性疾病。
据报告数据,2022年全球伊曲康唑市场规模达到40.77亿元人民币,中国伊曲康唑市场规模达到5.45亿元。报告预计到2028年全球伊曲康唑市场规模将达到45.86亿元人民币,在预测期间伊曲康唑市场年复合增长率预估为1.98%。
如下合成路线为其中的一条合成路线,采用汇聚合成策略,即“母核(Ia)”和“侧链(Ib)”分别合成,然后母核再和侧链对接的合成方案。
母核Ia的合成路线:
IIa的合成工艺,可以参见采星分享的《说说项目工艺之二——酮康唑小试工艺》。
2、IIIa的合成
IIa 67g,1H-1,2,4-三氮唑15g,K2CO3 42g,DMSO 225ml,于130℃下搅拌14h,于55-90℃减压蒸除DMSO残留物倒入水中,用氯仿200ml萃取,于45-50℃减压蒸除氯仿至干,得苯甲酸酯粗品53g。
将上述粗品中加入NaOH/H2O (39g/18ml),二氧六环240ml,回流水解6h,于45-60℃减压蒸除二氧六环至干,残留物倒入水150ml中,搅拌,析晶, 抽滤,滤饼用甲基异丁基甲酮150ml重结晶,于55℃真空干燥12h,得34g,收率68.7%。
3、Ia的合成
IIIa 90g溶于300ml吡啶中,降温至5℃,搅拌下滴加甲基磺酰氯38g,滴毕,室温搅拌12h。于45-60℃减压蒸除吡啶,残留物倒入冰水300ml中,搅拌,析晶,抽滤,滤饼用苯500ml重结晶,得Ia 95g,收率85%。
4、IIb的合成
1-(4-甲氧基苯基)哌嗪氢溴酸盐45.9g,对氯硝基苯22.7g,K2CO3 33.8g,TEBA 1g,DMF 250ml,搅拌下回流24h,于55-70℃减压蒸除DMF至干,倒入水300ml中,搅拌,抽滤,热水200ml淋洗,于55℃真空干燥12h,得45.5g,收率86.5%。
5、IIIb的合成
IIb 18.8g,正丁醇600ml,加入活性Ni 4.0g(可由氯化镍和水合肼制备),水合肼15ml,于80℃下搅拌2h,趁热过滤,冷却至0℃,析晶,抽滤,于55℃真空干燥12h,得13.8g,收率81.3%。
6、IVb的合成
将三光气14.0g溶于DCM 450ml,降温冷却至-5℃以下,分批缓慢加入IIIb 28.3g,同时滴加吡啶11.2g,控温5℃以下,滴毕,搅拌2h;冷却至-10℃,滴加水合肼29g,约半小时滴毕(控温-3℃),继续搅拌4h,抽滤,水250ml洗,乙醇100ml洗,抽干,滤饼用DMF 20ml重结晶,得23g,67.4%。
7、Vb的合成
IVb 56g,醋酸甲脒69g,DMSO 390ml,于130℃下搅拌6.5h,冷却到室温,析晶过滤,抽滤,水300ml洗,乙醇100洗,滤饼于55℃真空干燥12h,得44.5g,收率77.4%。
8、VIb的合成
Vb 36g,KOH 9.5g,DMSO 720ml,于60℃下搅拌半小时,加入2-溴丁烷21g,搅拌2h;再加入KOH 9.5g,搅拌半小时后,加入2-溴丁烷21g,再搅2h。于55-90℃减压蒸除DMSO,冷却至室温,倒入水350ml中,氯仿200ml萃取,有机相于45-55℃减压蒸除氯仿。甲苯200ml重结晶,滤饼于55℃真空干燥12h,得34.3g,收率81.8%。
9、Ib的合成
VIb 33g,48% HBr 330ml,于140-150℃下搅拌,同时缓慢蒸出HBr 5h,减压蒸干,用甲醇100ml溶解,加水200ml稀释,NaHCO3饱和溶液中和,氯仿300ml萃取,于45-55℃减压蒸除氯仿。甲苯180ml重结晶,滤饼于55℃真空干燥12h,得26.1g,收率82%。
10、伊曲康唑(I)的合成
Ia 3g,Ib 3.9g,DMF 42ml,KOH 1.26g,TEBA 0.002g,于80℃下搅拌5h后,于55-70℃减压蒸除DMF至干,氯仿20ml提取,水100ml洗涤,于45-55℃减压蒸除氯仿。甲苯10ml重结晶,滤饼于55℃真空干燥12h,得伊曲康唑4.3g,产率80.3%。
你对上述工艺的优劣是如何考虑的,感兴趣的话,可以讨论交流。
采星说一说对上述工艺的一些观点:
1、这个项目,合成步骤挺长的,有10步之多,上述合成工艺,各步收率都还不错。以2,4-二氯苯乙酮为起始原料,合成母体IIa,6步反应总收率达27.74%;以1-(4-甲氧基苯基)哌嗪氢溴酸盐为起始原料,7步反应总收率为24.6%;母体与侧链对接产率达80.3%以上。整条工艺路线总收率为22.28%(以2,4-二氯苯乙酮为起始原料计);
2、很多步骤采用了毒性比较大的溶剂,特别是苯、二氧六环和氯仿,这是工艺的最大的不足,最好看看能否替换,比如苯用甲苯替换,二氧六环用THF或环戊烯基甲醚替换;
3、多个步骤使用了吡啶这个又贵又臭的溶剂,还有用到甲基异丁基甲酮,这些溶剂都不是太友好;
4、HBr用减压蒸馏的方式,对设备来讲,是一个挑战。脱甲基的方法有很多,最常用的包括HBr、BBr3、AlCl3,但大多并不环保。从经济性说,HBr会便宜些;
5、IIb和伊曲康唑这2步反应,都采用相转移催化的方法来合成,相转移催化剂常用的有TEBA、TBAB、TBAI等。在成醚或者N-烷基化反应上,相转移催化法有一定的优势;
6、DMSO在3步反应中使用、DMF在2步反应中使用,如果能统一为一种溶剂,对生产就会更加方便;
7、第二步IIIa的氯仿要蒸干,后面用到NaOH回流水解;
8、VIb的合成,也可以看看添加相转移催化剂的效果有没有可能改善,分批加碱和卤代烃的方式,对于控制副反应,还是有一定效果。类似的方式在《说说项目工艺优化之一——月桂氮酮水溶液法生产工艺》中也有和大家分享。