專(zhuān)利名稱(chēng)：噻托溴銨無(wú)水物制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噻托溴銨無(wú)水物制備方法，其特征在于是以氫溴酸東莨菪堿為起始原料合成噻托溴銨無(wú)水物的方法。
背景技術(shù)：
噻托溴銨(Tiotropium Bromide)于2001年11月在荷蘭獲準(zhǔn)上市，用于治療慢性阻塞性肺病(COPD)，其基本專(zhuān)利是EP418716，它是由德國(guó)BoehringerIngelheim公司于1990年9月12日提出的，其發(fā)明名稱(chēng)為“Thienylcarboxylicacid ester of aminoalcohols，their quaternary products，their preparationand use of the compounds”，該專(zhuān)利要求保護(hù)的是噻托溴銨一水合物及其以溴代噻吩為起始原料的合成路線和治療COPD的用途等。經(jīng)聯(lián)網(wǎng)檢索中國(guó)專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)(1985年～2005年)、中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)(1989年～2005年)、數(shù)字化期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(萬(wàn)方)(1997年～2005年)、中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(清華同方)(1993年～2005年)、全國(guó)科技成果交易數(shù)據(jù)庫(kù)(1987年～2005年)、中國(guó)適用技術(shù)成果庫(kù)(2005年版)、中國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文數(shù)據(jù)庫(kù)(1991年～2005年)、國(guó)家科技成果數(shù)據(jù)庫(kù)(1990年～2005年)、中國(guó)科技經(jīng)濟(jì)新聞數(shù)據(jù)庫(kù)(1992年～2005年)、PCT國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)據(jù)庫(kù)(1980年～2005年)、歐洲專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)(1980年～2005年)、美國(guó)專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)(1978年～2005年)、美國(guó)化學(xué)文摘等，結(jié)果表明，尚沒(méi)有以氫溴酸東莨菪堿為起始原料制得噻托溴銨無(wú)水物的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種以氫溴酸東莨菪堿為起始原料合成噻托溴銨無(wú)水物的方法，該方法制備的噻托溴銨無(wú)水物的結(jié)構(gòu)式為 分子式為C19H22BrNO4S2，分子量為472.42。其合成路線見(jiàn)圖1、工藝流程見(jiàn)圖2。
具體實(shí)施例方式
1.東莨菪醇(中間體一)的制備取氫溴酸東莨菪堿，加甲醇、碳酸鉀，加熱攪拌，減壓蒸干，加二氯甲烷，過(guò)濾，濾餅用二氯甲烷洗三次，合并濾液，無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸干，得東莨菪醇油狀物(中間體一)，備用。
2.雙(2-噻吩基)乙醇酸甲酯(中間體二)的制備取溴代噻吩溶于鈉干燥過(guò)的乙醚溶液中，滴加到鎂屑與鈉干燥過(guò)的乙醚溶液中，滴畢，回流，冷卻備用。
取草酸二甲酯溶于乙醚中的溶液，滴加入上述格氏溶液，滴畢，回流反應(yīng)，冷卻，滴加稀硫酸，分出醚層，用碳酸鈉水溶液洗，水洗，無(wú)水硫酸鈉干燥，蒸干，用甲苯重結(jié)晶得結(jié)晶物(中間體二)，m.p.94-95℃。
3.雙(2-噻吩基)乙醇酸東莨菪酯(中間體三)的制備取等摩爾分子比的中間體二和中間體一混合，加入鈉，加熱，攪拌反應(yīng)，同時(shí)減壓抽真空，加入甲苯，繼續(xù)反應(yīng)，冷卻，加乙酸乙酯稀釋?zhuān)礈煊袡C(jī)層2次，無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，蒸干，乙腈重結(jié)晶，得固體(中間體三)，m.p.148-149℃。
4.噻托溴銨產(chǎn)品粗品的制備取中間體三溶于無(wú)水二氯甲烷和無(wú)水乙腈的溶液，冷卻。取冷的乙腈加入到冷至同樣溫度的溴甲烷中，加入到盛有無(wú)水二氯甲烷和無(wú)水乙腈的溶液中，密閉，升至室溫反應(yīng)，過(guò)濾，即得噻托溴銨粗品。
5.噻托溴銨的精制取噻托溴銨粗品、乙腈-甲醇溶液、活性炭重結(jié)晶兩次，重結(jié)晶液中加入乙醚析出結(jié)晶，過(guò)濾，真空干燥，得到噻托溴銨無(wú)水物精制品。
工業(yè)實(shí)用性采用本發(fā)明方法制備的噻托溴銨無(wú)水物，進(jìn)行以下試驗(yàn)研究一、確證化學(xué)結(jié)構(gòu)1.元素分析①儀器型號(hào)CARLO-ERBA 1106元素分析儀
②測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
表1.元素分析數(shù)據(jù)列表

樣品的元素分析測(cè)定值與理論值基本一致。硫和溴的含量測(cè)定由半微量滴定法測(cè)得。
2.紫外光譜①儀器型號(hào)HP-8452A紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)②測(cè)試條件C2H5OH 0.1mol/L HCl 0.1mol/L NaOH樣品濃度(μg/ml) 21.4721.4721.47③測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。
表2.紫外光譜數(shù)據(jù)列表

④解析樣品紫外光譜的主要吸收歸屬為雙鍵。
3.紅外光譜①儀器型號(hào)Nicolet FTIR-670紅外光譜儀②儀器校正聚苯乙烯薄膜③測(cè)試條件KBr壓片法④測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。
表3.紅外光譜數(shù)據(jù)列表 ⑤解析a、3441，1069cm-1為羥基的伸縮振動(dòng)和碳-氧單鍵伸縮振動(dòng)。
b、3142，3055，712cm-1為噻吩環(huán)、三元環(huán)的碳?xì)渖炜s振動(dòng)和噻吩環(huán)的碳?xì)鋼u擺振動(dòng)。
c、2968，1434cm-1為飽和碳?xì)?甲基、亞甲基等)的伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)。
d、1737，1202cm-1為酯羰基伸縮振動(dòng)和碳氧單鍵伸縮振動(dòng)。
e、1251，922，859cm-1為三元環(huán)氧的碳氧伸縮振動(dòng)和骨架振動(dòng)。
f、紅外光譜數(shù)據(jù)說(shuō)明結(jié)構(gòu)中存在羥基、噻吩、三元環(huán)氧、甲基、亞甲基和酯等。
4.核磁共振譜①儀器型號(hào)Varian INOVA-400核磁共振儀②測(cè)試條件溶劑DMSO-d61H、13C、DEPT、COSY、HMQC、HMBC譜③測(cè)試結(jié)果
表4.核磁共振1H、COSY譜數(shù)據(jù)列表

④解析a、結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)甲基。兩個(gè)甲基均為氮甲基，單峰；季銨鹽的氮與不對(duì)稱(chēng)碳原子有相似性，故兩個(gè)甲基不等價(jià)，有兩個(gè)化學(xué)位移值。
b、結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)亞甲基。4，4’位兩個(gè)亞甲基的質(zhì)子表現(xiàn)為不等價(jià)，既有鄰位偶合，又有同碳偶合，具有不同的化學(xué)位移值。
c、結(jié)構(gòu)中有五個(gè)次甲基。2，2’位兩個(gè)次甲基重疊，在圖譜上未顯示偶合，呈一個(gè)單峰；雖然其與氧相鄰，但三元環(huán)的張力影響甚大，其化學(xué)位移值于δ3.5左右。3，3’位質(zhì)子的化學(xué)位移值為δ4.20，4.21。上述四個(gè)質(zhì)子的偶合裂分不明顯，可能因所處的化學(xué)環(huán)境使其偶合能力減弱，COSY譜顯示的相關(guān)點(diǎn)亦很弱。5位質(zhì)子鄰氧，化學(xué)位移較低場(chǎng)，三重峰。
d、結(jié)構(gòu)中有雙鍵質(zhì)子六個(gè)。兩個(gè)噻吩環(huán)上的六個(gè)質(zhì)子一一對(duì)應(yīng)，重疊；既有鄰位偶合，又有遠(yuǎn)程偶合。10，10’位質(zhì)子分別與兩個(gè)相鄰的質(zhì)子偶合，dd峰，均為鄰位偶合，偶合常數(shù)稍大。9，9’位質(zhì)子的dd峰為鄰位偶合和間位偶合。11，11’位質(zhì)子的峰形亦為鄰位偶合和間位偶合，因鄰硫，化學(xué)位移最低場(chǎng)。結(jié)構(gòu)中有一個(gè)羥基質(zhì)子，單峰，加重水后消失。
e、樣品的核磁共振氫譜給出了氮甲基、兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的噻吩環(huán)、羥基、亞甲基和次甲基的信息。
表5.核磁共振13C、DEPT、HMQC、HMBC譜數(shù)據(jù)列表

⑤解析a、結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)氮甲基，DEPT譜示↑。它們有兩個(gè)化學(xué)位移值的原因與氫譜類(lèi)似，HMQC譜示與它們的質(zhì)子相關(guān)。
b、結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)亞甲基，DEPT譜示↓。4，4’位的兩個(gè)碳重疊，HMQC譜示與它們的質(zhì)子相關(guān)。
c、結(jié)構(gòu)中有五個(gè)次甲基。2，2’，3，3’位的四個(gè)次甲基兩兩重疊。5位次甲基歸屬為δ63.84。
d、結(jié)構(gòu)中有雙鍵CH碳六個(gè)。兩個(gè)噻吩環(huán)對(duì)稱(chēng)，其六個(gè)CH碳兩兩重疊，HMQC譜示與它們的質(zhì)子相關(guān)。
e、結(jié)構(gòu)中有三個(gè)季碳。全譜最低場(chǎng)δ169.83的碳，由HMBC譜顯示與5位和OH質(zhì)子相關(guān)，故歸屬為6位酯羰基碳。次低場(chǎng)δ146.74的碳，歸屬為8，8’位噻吩環(huán)季碳，鄰硫且由HMBC譜示與9，9’位質(zhì)子和OH質(zhì)子相關(guān)。δ76.44的飽和季碳，由HMBC譜顯示與OH質(zhì)子相關(guān)，歸屬為7位碳。
f、樣品碳譜的碳原子數(shù)和類(lèi)型與該化學(xué)結(jié)構(gòu)相符，證明了羰基、兩個(gè)噻吩環(huán)、氮甲基、亞甲基、次甲基等的存在，相關(guān)譜均有合理對(duì)應(yīng)點(diǎn)。
5.質(zhì)譜①儀器型號(hào)Q-Tof micro質(zhì)譜儀②測(cè)試條件ESI源③解析該化合物C19H22BrNO4S2＝472，扣除溴其M＝392。由ESI法得到離子簇m/z392[M]+；m/z393[M+1]+；m/z394[M+2]+，符合ESI規(guī)律，與該化合物分子量相符。
6.熱分析①儀器型號(hào)P-E DSC-7差示掃描量熱儀 P-E TG-7熱重儀②測(cè)試條件③解析DSC譜得到熔融峰的Onset值為229.15℃。
7.粉末X-射線衍射分析①儀器型號(hào)Bruker D8 Advance X-射線衍射儀②測(cè)試條件TargetCu 40kv 40mA scanspeed 0.2③測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表6。
表6.X-衍射數(shù)據(jù)列表

8.綜合解析①元素分析測(cè)定值與該化合物理論值基本一致。
②結(jié)構(gòu)中

的特征表現(xiàn)IR譜顯示羥基，雙鍵的吸收峰。1HNMR和13CNMR(DEPT)譜低場(chǎng)區(qū)域顯示對(duì)稱(chēng)的三組共六個(gè)質(zhì)子和六個(gè)碳；13CNMR譜低場(chǎng)顯示兩個(gè)季碳重疊的峰；說(shuō)明了兩個(gè)噻吩環(huán)對(duì)稱(chēng)。1HNMR譜低場(chǎng)有一個(gè)活潑氫；13CNMR譜中場(chǎng)有一鄰氧季碳。這些信息均支持該片段的存在。
③結(jié)構(gòu)中

的特征表現(xiàn)IR譜中顯示酯羰基，三元環(huán)醚，甲基的吸收峰。1HNMR和13CNMR譜高場(chǎng)區(qū)域顯示兩組氮甲基，化學(xué)位移值相差一定距離，為季銨鹽氮的不對(duì)稱(chēng)性所致，即說(shuō)明季銨鹽的存在。1HNMR和13CNMR(DEPT)譜高、中場(chǎng)區(qū)域顯示的亞甲基、次甲基，對(duì)稱(chēng)或重疊。13CNMR譜最低場(chǎng)的羰基峰。這些信息均支持該片段的存在。
④樣品NMR譜質(zhì)子數(shù)、碳原子數(shù)、碳的類(lèi)型均符合該化學(xué)結(jié)構(gòu)的要求。
⑤樣品ESI質(zhì)譜圖，得到的離子簇[M]+與該化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)相符。
⑥綜上所述，樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)可以確證為噻托溴銨。
二、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)本品為6β，7β-環(huán)氧-3α-[2-羥基-2，2-雙(2-噻吩基)乙酰氧基]-8，8-二甲基-1αH，5αH-托烷基溴化物。按干燥品計(jì)算，含C19H22BrNO4S2不得少于98.0％。
性狀本品為白色或類(lèi)白色結(jié)晶性粉末；無(wú)臭或幾乎無(wú)臭。
本品在水中溶解，在甲醇中溶解，在乙醇中略溶，在氯仿或乙醚中不溶。
熔點(diǎn) 照熔點(diǎn)測(cè)定法(按照中國(guó)藥典2005年版二部附錄VI C)，本品的熔點(diǎn)為213～219℃，熔融時(shí)分解。
鑒別(1)取本品，加水制成每1ml中含15μg的溶液，照分光光度法(中國(guó)藥典2005年版二部附錄IV A)測(cè)定，在238nm的波長(zhǎng)處有最大吸收。
(2)本品的紅外光吸收?qǐng)D譜應(yīng)與對(duì)照品圖譜一致。
(3)本品顯托烷生物堿類(lèi)的鑒別反應(yīng)(中國(guó)藥典2005年版二部附錄III)。
(4)本品的水溶液顯溴化物的鑒別反應(yīng)(中國(guó)藥典2005年版二部附錄III)。
檢查有關(guān)物質(zhì) 取本品適量，加含量測(cè)定項(xiàng)下的流動(dòng)相制成每1ml中分別含0.004mg與0.4mg的溶液，分別作為對(duì)照溶液和供試品溶液。照含量測(cè)定下的方法試驗(yàn)，取對(duì)照溶液20μl注入液相色譜儀，調(diào)節(jié)儀器檢測(cè)靈敏度，使主成分色譜峰高約為記錄儀滿(mǎn)量程的10％-20％；再取供試品溶液和對(duì)照溶液各20μl，分別注入液相色譜儀，記錄色譜圖至主成分峰保留時(shí)間的4倍，供試品溶液的色譜圖中如顯示雜質(zhì)峰，各雜質(zhì)峰面積總和不得大于對(duì)照溶液主峰面積(1.0％)。
硫酸鹽 取本品0.1g，依法檢查(中國(guó)藥典2005年版二部附錄VIII B)，與標(biāo)準(zhǔn)硫酸鉀溶液0.5ml制成的對(duì)照液比較，不得更濃(0.05％)。
干燥失重 取本品，在105℃干燥至恒重，減失重量不得過(guò)1.0％(中國(guó)藥典2005年版二部附錄VIII L)。
熾灼殘?jiān)? 不得過(guò)0.1％(中國(guó)藥典2005年版二部附錄VIII N)。
重金屬 取熾灼殘?jiān)?xiàng)下遺留的殘?jiān)?，依法檢查(中國(guó)藥典2005年版二部附錄VIII H第二法)，含重金屬不得過(guò)百萬(wàn)分之十。
有機(jī)溶劑殘留 取本品適量，精密稱(chēng)定，加水使溶解并制成每1ml中含100mg的溶液，依法檢查(中國(guó)藥典2005年版附錄VIII P)，甲醇、乙腈、二氯甲烷及甲苯均不得過(guò)0.03％。
含量測(cè)定照高效液相色譜法(中國(guó)藥典2005年版附錄V D)測(cè)定。
色譜條件與系統(tǒng)適用性試驗(yàn) 用十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；以磷酸溶液(磷酸5.5，加水至1000ml，三乙胺調(diào)節(jié)pH為3.2)-乙腈(80∶20)為流動(dòng)相；檢測(cè)波長(zhǎng)為238nm。理論板數(shù)按噻托溴銨峰計(jì)算應(yīng)不低于2000，噻托溴銨峰與相鄰峰的分離度應(yīng)符合要求。
測(cè)定法 取本品約20mg，精密稱(chēng)定，置50ml量瓶中，加流動(dòng)相使溶解并稀釋至刻度，搖勻，精密量取5ml，置50ml量瓶中，加流動(dòng)相稀釋至刻度，搖勻，取20μl注入液相色譜儀，記錄色譜圖；另取經(jīng)105℃干燥至恒重的噻托溴銨對(duì)照品約20mg，同法測(cè)定。按外標(biāo)法以峰面積計(jì)算，即得。
三、穩(wěn)定性研究本品經(jīng)影響因素(強(qiáng)光、高溫、高濕)試驗(yàn)10天、加速試驗(yàn)6個(gè)月、長(zhǎng)期試驗(yàn)9個(gè)月，結(jié)果表明，光照10天，本品除外觀變?yōu)槲ⅫS色外，其它指標(biāo)均未見(jiàn)明顯變化；高溫和高濕試驗(yàn)10天，本品各項(xiàng)考察指標(biāo)未見(jiàn)明顯改變，吸濕性很小。
四、急性毒性試驗(yàn)本品小鼠灌胃給藥LD50為1279.38mg/kg，小鼠靜脈注射給藥LD50為33.84mg/kg。
五、藥代動(dòng)力學(xué)研究本品吸收迅速，吸入5分鐘后即達(dá)血藥濃度峰值，60分鐘后回復(fù)到穩(wěn)態(tài)濃度。半衰期約為6天。絕對(duì)生物利用度為20％。食物不影響其吸收。血漿蛋白結(jié)合率為70％。8％以藥物原形從尿中排出。持續(xù)用藥未見(jiàn)藥物蓄積現(xiàn)象發(fā)生。
六、臨床研究200余例中至重度COPD患者經(jīng)12周臨床試驗(yàn)，結(jié)果表明，每天1次吸入本品18微克較每天4次吸入異丙托溴銨40微克其FEV1與FVC的谷值、峰值及均值均有顯著升高，患者的呼吸困難癥狀明顯改善，療效明顯優(yōu)于異丙托溴銨和沙美特羅。本品的不良反應(yīng)很少，最常見(jiàn)的不良反應(yīng)是口干和咳嗽，多數(shù)患者繼續(xù)治療癥狀消失，不必中斷治療，不良反應(yīng)發(fā)生率和嚴(yán)重程度并不呈劑量依賴(lài)性變化。
說(shuō)明書(shū)


圖1.噻托溴銨無(wú)水物合成路線2.噻托溴銨無(wú)水物合成工藝流程2a.水解反應(yīng)工藝路線2b.雙(2-噻吩基)乙醇酸甲酯(中間體二)制備工藝流程2c.雙(2-噻吩基)乙醇酸東莨菪酯(中間體三)制備工藝流程2d.噻托溴銨粗品制備工藝路線2e.噻托溴銨精制工藝路線圖
權(quán)利要求
1.噻托溴銨無(wú)水物制備方法，其特征在于是以氫溴酸東莨菪堿為起始原料合成噻托溴銨無(wú)水物的方法。
2.權(quán)利要求1所述的噻托溴銨無(wú)水物，其分子式為C19H22BrNO4S2，分子量為472.42，結(jié)構(gòu)式為
3.權(quán)利要求1所述的噻托溴銨無(wú)水物制備方法，其特征在于取氫溴酸東莨菪堿，加甲醇、碳酸鉀，加熱攪拌，減壓蒸干，加二氯甲烷，過(guò)濾，濾餅用二氯甲烷洗三次，合并濾液，無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓蒸干，制得東莨菪醇油狀物(中間體一)。
4.權(quán)利要求1所述的噻托溴銨無(wú)水物制備方法，其特征在于取溴代噻吩溶于鈉干燥過(guò)的乙醚溶液中，滴加到鎂屑與鈉干燥過(guò)的乙醚溶液中，滴畢，回流，冷卻備用。取草酸二甲酯溶于乙醚中的溶液，滴加入上述格氏溶液，滴畢，回流反應(yīng)，冷卻，滴加稀硫酸，分出醚層，用碳酸鈉水溶液洗，水洗，無(wú)水硫酸鈉干燥，蒸干，用甲苯重結(jié)晶得結(jié)晶物(中間體二)。
5.權(quán)利要求1所述的噻托溴銨無(wú)水物制備方法，其特征在于取等摩爾分子比的中間體二和中間體一混合，加入鈉，加熱，攪拌反應(yīng)，同時(shí)減壓抽真空，加入甲苯，繼續(xù)反應(yīng)，冷卻，加乙酸乙酯稀釋?zhuān)礈煊袡C(jī)層2次，無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，蒸干，乙腈重結(jié)晶，得固體(中間體三)。
6.權(quán)利要求1所述的噻托溴銨無(wú)水物制備方法，其特征在于取中間體三溶于無(wú)水二氯甲烷和無(wú)水乙腈的溶液，冷卻。取冷的乙腈加入到冷至同樣溫度的溴甲烷中，加入到盛有無(wú)水二氯甲烷和無(wú)水乙腈的溶液中，密閉，升至室溫反應(yīng)，過(guò)濾，即得噻托溴銨粗品。
7.權(quán)利要求1所述的噻托溴銨無(wú)水物制備方法，其特征在于取噻托溴銨粗品、乙腈-甲醇溶液、活性炭重結(jié)晶兩次，重結(jié)晶液中加入乙醚析出結(jié)晶，過(guò)濾，真空干燥，得到噻托溴銨無(wú)水物精制品。
全文摘要
本發(fā)明涉及以氫溴酸東莨菪堿為起始原料制備噻托溴銨無(wú)水物的方法。采用該方法制備的樣品，經(jīng)化學(xué)結(jié)構(gòu)分析試驗(yàn)確證為噻托溴銨無(wú)水物。質(zhì)量、穩(wěn)定性和臨床研究結(jié)果表明，該噻托溴銨無(wú)水物質(zhì)量穩(wěn)定可控，安全有效。
文檔編號(hào)C07D491/00GK1861598SQ20061005486
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月7日
發(fā)明者陶騰峰, 呂良忠, 許軍, 錢(qián)進(jìn), 彭紅, 李平, 劉孝樂(lè) 申請(qǐng)人:南昌弘益科技有限公司