專利名稱：一種10－羥基喜樹堿的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種10-羥基喜樹堿的生產方法。
背景技術：
喜樹堿(Camptothecin)是從生長在中國的喜樹和原生于印度的Nothapodytes foetida提取的水溶性細胞毒性生物堿，可作為局部異構酶抑制劑。
但由于缺乏臨床效果和具有較大的毒性，喜樹堿沒有能夠開發為一種抗腫瘤藥物。10-羥基喜樹堿(10-Hydrocamptothecin)以及10-羥基喜樹堿的衍生物依第替康和拓撲替康顯示出較好的抗腫瘤活性和低毒性，成為被廣泛看好的抗腫瘤藥物。在1977年10-羥基喜樹堿作為抗腫瘤臨床藥通過國內鑒定，用于治療肝癌、胃癌、頭頸部癌癥和白血病等。
10-羥基喜樹堿最初也是從喜樹提取物中得到，其在天然喜樹中的含量約為十萬分之二。采用直接提取的方法從生物中得到羥基喜樹堿的方法由于含量過低，耗費大量有毒有害的有機溶劑，并不經濟科學。從八十年代開始國外陸續有關于喜樹堿和10-羥基喜樹堿全合成和半合成的專利和論文發表，其中還是從喜樹堿轉化為10-羥基喜樹堿較為經濟合理。
整個反應方法分為兩步，第一步將喜樹堿轉化為1，2，6，7-四氫喜樹堿(以后簡稱四氫喜樹堿)，第二步將四氫喜樹堿氧化為10-羥基喜樹堿。
Miyasaka等人的美國專利No.4,473,692(1984年9月25日批準)，美國專利4,545,880(1985年10月8日批準)和歐洲專利No.0074,256均公開了一種10-羥基喜樹堿的半合成方法。其方法為，在乙酸體系中，在貴金屬催化劑存在下，在常壓下將喜樹堿催化加氫制備1，2，6，7-四氫喜樹堿。所得四氫喜樹堿經過氧化得到十硝基喜樹堿，再由十硝基喜樹堿轉化為10-羥基喜樹堿。公開的另一種方法是由喜樹堿的氮氧化物紫外光條件下光解來制備10-羥基喜樹堿。
Miyasaka等人的日本專利JP59005188(1984年)公開了從1，2，6，7-四氫喜樹堿制備10-羥基喜樹堿的方法。該方法為，常溫常壓下，用鉑催化劑在乙酸中氫化喜樹堿得到1，2，6，7-四氫喜樹堿。用四醋酸鉛、CAN(硝酸鈰(IV)銨)、Fremy鹽(亞硝酸二磺酸鉀)等氧化劑氧化四氫喜樹堿得到10-羥基喜樹堿。
J.M.Tumnake等人在中國專利91110656.1(1992年批準)中公開了氧化1，2，6，7-四氫喜樹堿得到10-羥基喜樹堿的方法。其中四氫喜樹堿由DMSO毒化后的鉑催化劑，在冰醋酸中高壓氫化喜樹堿得到的。在冰醋酸-水體系中采用乙酸碘代苯脂或雙三氟乙酸碘代苯脂氧化四氫喜樹堿得到10-羥基喜樹堿。
以上方法中Miyasaka的先硝化再還原方法步驟過多，成本太高，缺乏生產實際意義。而氧化-光解法在上世紀八九十年代被廣泛采用作為生產10-羥基喜樹堿的方法。但這種方法也存在著需要大功率紫外光源、反應轉化率不穩定，成本較高和無法用于大規模生產的缺陷。Miyasaka的還原-氧化法具有轉化率穩定，便于大規模生產的優點，而J.M.Tumnake等人進一步改進了這種方法，他們采用了加入催化劑毒化劑的方法解決了氫化喜樹堿時的過氫化問題，又找到了更加具有選擇性的氧化劑來氧化四氫喜樹堿。但是，J.M.Tumnake等人進一步改進的方法依然存在貴重金屬催化劑沒有回收利用、羥基喜樹堿缺乏高效環保的純化方法的缺陷。
關于喜樹堿和10-羥基喜樹堿的純化過程，以往專利公開了幾種方法，主要如下1、高效液相色譜柱分離。該方法采用3∶1的甲醇和氯仿作為流動相，一次分離出純度大于98％的羥基喜樹堿。該方法的缺點在于，10-羥基喜樹堿在流動相中的溶解性較差，通常溶解一克的10-羥基喜樹堿需要甲醇和氯仿的混合溶液300ml，所以生產效率較低。2、冰醋酸重結晶。該方法的優點在于10-羥基喜樹堿在冰醋酸中的溶解性相對來說比較好，重結晶的規模容易放大。但重結晶的損耗較大，而冰醋酸對環境的污染和設備的腐蝕也很嚴重，所以該方法也不是一個理想的方法。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是公開一種10-羥基喜樹堿的生產方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。
本發明的方法包括如下步驟(1)采用常規的方法，在5％鉑碳催化劑存在下將喜樹堿加氫生成四氫喜樹堿，然后過濾分離四氫喜樹堿與催化劑，獲得四氫喜樹堿；所述方法在日本專利No.595188和中國專利91110656.1中都有報道，本發明不再贅述；但是，發明人發現，過濾回收的鉑碳催化劑仍然具有很好的催化活性，將立即投入下一次加氫反應中，催化效果沒有明顯下降。如若將回收的催化劑暴露在空氣中放置一段時間，其催化活性下降很大。催化劑在回收使用三次后，催化效果緩慢下降，即可停止使用，可重復使用三次；(2)采用常規的方法將四氫喜樹堿氧化為10-羥基喜樹堿，所述方法在前述及的專利中均有公開的報道，本發明不再贅述，所獲得的產物中10-羥基喜樹堿的純度約為93％；(3)將步驟(2)的10-羥基喜樹堿溶解于流動相，10～30℃的條件下進樣上高壓液相色譜柱，流速為250～350ml/min，檢測器設定紫外檢測波長254nm；喜樹堿和10-羥基喜樹堿出峰疊加，保留時間10～20分鐘，至主峰起峰至1/3處收集產物；然后蒸餾除去流動相，加熱至75～85℃，加入活性炭，攪拌0.5～2小時，熱過濾，濾液加熱到75～85℃，加入55～65℃的水，直到有固體析出，冷卻，避光放置12～24小時，過濾，用甲醇淋洗，干燥，得到10-羥基喜樹堿固體，10-羥基喜樹堿重量含量為98～99.5％，收率為60％以上；所說的流動相為助溶劑與二甲亞砜或二甲基甲酰胺的混合溶液，所說的助溶劑選自正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、乙醚或甲基叔丁基醚中的一種；體積比為二甲亞砜或二甲基甲酰胺∶助溶劑＝1∶1.01～2；優選的比例為二甲亞砜或二甲基甲酰胺∶助溶劑＝51∶49；色譜柱選用小顆粒球形硅膠填料，先將小顆粒球形硅膠于正己烷或環己烷按1∶2～4的比例制成勻漿，倒入色譜柱管內，用水泵抽吸液體直到硅膠表面剛好沒有液體為止，蓋上法蘭后用活塞進行分步加壓至50Bar再用高流速的洗脫液沖洗柱子直至等速活化；小顆粒球形硅膠的粒徑為10um～16um，孔徑為50A～80A；色譜柱內填裝球形硅膠的高度為28cm～35cm，洗脫液組分的重量百分比為50％～53％的正己烷、47％～51％的二甲亞砜；色譜柱柱效降低以后，用甲醇溶液進行清洗，將硅膠置于110℃下烘干，并在室溫下放置一天，直至再生硅膠；色譜柱長20～60cm，柱直徑為2cm～20cm，這里指的高壓液相色譜制備羥基喜樹堿的方法中的高壓指的是50bar，50bar后即成高壓狀態。其中，大直徑制備色譜柱為德國(Merck)進口可自填裝高壓色譜柱，高壓等度洗脫液泵為德國進口(Knauer)，制備用紫外檢測器為德國進口(Knauer)。
流動相中，10-羥基喜樹堿的濃度為40～60克/升；活性炭的加入量為除去流動相后的產物的重量的5～15％。
本發明將加氫使用的鉑碳催化劑回收利用，降低了成本，同時本發明采用了效率更高，得率更高的10-羥基喜樹堿的純化方法，相對于以往多次重結晶或者采用大量溶劑進行過柱的純化方法，本方法采用極性非質子溶劑過柱結合雙相重結晶的方法，具有過柱效率高，損耗小，節約溶劑，減少生產步驟的優點。本發明的方法，相比于以往的生產工藝具有以下優點1、良好的得率和產品純度。整個從喜樹堿得到羥基喜樹堿的過程總得率超過60％，得到羥基喜樹堿的純度大于99％。高純度保證產品可以滿足各種醫療用藥要求，而高產率大大降低了產品的成本。
2、節約大量溶劑，安全環保。以往純化方法采用冰醋酸重結晶或甲醇氯仿過柱，耗費大量溶劑，且溶劑揮發性強，污染環境，對操作人員的健康有損害。本發明中純化過程中只使用了較少量的二甲亞砜和水，沒有溶劑揮發，減少對環境污染和對操作人員的傷害。
3、減少生產步驟，縮短生產周期。本發明的純化過程只需要一次高效過柱、一次脫色和一次重結晶即可得到最終產品，將生產周期縮短至一周左右。
具體實施例方式
實施例11，2，6，7-四氫喜樹堿的合成5升不銹鋼高壓攪拌釜裝入200克喜樹堿和100克5％的鉑碳，再加入3升的冰醋酸和10ml的DMSO。封閉反應器，用氫氣洗滌反應容器后，再反應器中充入5Kg壓力的氫氣，并在以后的反應過程中保持這個壓力。反應容器逐漸加熱到65℃，開始反應6小時內反應吸收氫氣較為迅速，12小時后基本上沒有氫氣的吸收，保持反應24小時。反應冷卻到30℃以下，放去氫氣壓力后，將反應溶液導出，并用500ml冰醋酸洗滌反應容器。濾出反應的催化劑，活化后直接投入下一次加氫反應，可重復使用三次，溶液立即如下描述直接氧化。
實施例210-羥基喜樹堿的合成將以上所得四氫喜樹堿溶液(3.6升)轉移到20升的硬塑料反應容器中，加入等量的水(3.6升)，并在室溫下(約20℃)劇烈攪拌，得到淡綠色澄清溶液。劇烈攪拌下，在溶液中勻速加入320克二醋酸基碘苯(1.75當量)，并在一分鐘內加完。并在每隔一小時后，先后加入80克(0.44當量)和60克(0.33當量)二醋酸基碘苯。氧化劑加完后，繼續攪拌12小時，得到黃色懸濁液，抽濾，得到產物后烘干，稱重約171克(產率85％，HPLC分析含有93％10-羥基喜樹堿和5％喜樹堿)。
實施例3羥基喜樹堿的純化將100克實施例2得到的93％羥基喜樹堿和2升正己烷-二甲亞砜(51∶49)溶液置于進樣罐中，加熱至40℃并攪拌使其完全溶解，冷卻至30℃以下后開始進樣上柱，每次進100ml溶液，流動相為正己烷-二甲亞砜(51∶49)溶液，流速為300ml/min，檢測器設定紫外檢測波長254nm。喜樹堿和羥基喜樹堿出峰疊加，保留時間約15分鐘。主峰起峰至1/3處接為組分A，20次共得到1000ml，之后至下一次進樣峰結束接為組分B，20次共得到2000ml。HPLC檢測組分A為0.096mol/L，其中羥基喜樹堿的含量為80％，喜樹堿為15％。組分B為0.089mol/L，其中羥基喜樹堿含量為98％，喜樹堿含量為0.5％。將組分B蒸餾除去正己烷(剩余體積為1000ml)，加熱至80℃，加入五克活性炭，攪拌一小時，熱過濾得到溶液。溶液加熱到80℃，攪拌下緩慢加入60℃的水，直到有大量固體析出。冷卻至常溫，避光放置16小時，過濾并用甲醇淋洗(30ml*4)，得到羥基喜樹堿固體55克(99.5％)。組分A同樣處理，得到固體28克，其中羥基喜樹堿90％，喜樹堿9％。并將固體再次過柱，重結晶，約可得到羥基喜樹堿19克(99％以上)。以上純化過程共可得到羥基喜樹堿78克(99％以上)。
色譜柱選用小顆粒球形硅膠填料，粒徑為10um～16um，孔徑為50A～80A；色譜柱內填裝球形硅膠的高度為32cm；色譜柱長40cm，柱直徑為11cm，這里指的高壓液相色譜制備羥基喜樹堿的方法中的高壓指的是50bar，50bar后即成高壓狀態。其中，大直徑制備色譜柱為德國(Merck)進口可自填裝高壓色譜柱，高壓等度洗脫液泵為德國進口(Knauer)，制備用紫外檢測器為德國進口(Knauer)。
權利要求
1.一種10-羥基喜樹堿的生產方法，包括如下步驟(1)采用常規的方法，在鉑碳催化劑存在下將喜樹堿加氫生成四氫喜樹堿，然后過濾分離四氫喜樹堿與催化劑；(2)采用常規的方法將四氫喜樹堿氧化為10-羥基喜樹堿；其特征在于(3)將步驟(2)的10-羥基喜樹堿溶解于流動相，10～30℃的條件下進樣上柱，流速為250～350ml/min，檢測器設定紫外檢測波長254nm；喜樹堿和10-羥基喜樹堿出峰疊加，保留時間10～20分鐘，至主峰起峰至1/3處收集產物；然后蒸餾除去流動相，加熱至75～85℃，加入活性炭，攪拌0.5～2小時，熱過濾，濾液加熱到75～85℃，加入55～65℃的水，直到有固體析出，冷卻，避光放置12～24小時，過濾，用甲醇淋洗，干燥，得到10-羥基喜樹堿固體；所說的流動相為助溶劑與二甲亞砜或二甲基甲酰胺的混合溶液；色譜柱選用小顆粒球形硅膠填料，粒徑為10um～16um，孔徑為50A～80A；色譜柱內填裝球形硅膠的高度為28cm～35cm；色譜柱長20～60cm，柱直徑為2cm～20cm。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所說的助溶劑選自正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、乙醚或甲基叔丁基醚中的一種；體積比為二甲亞砜或二甲基甲酰胺∶助溶劑＝1∶1.01～2。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，二甲亞砜或二甲基甲酰胺∶助溶劑＝51∶49。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，流動相中，10-羥基喜樹堿的濃度為40～60克/升。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，活性炭的加入量為除去流動相后的產物的重量的5～15％。
6.根據權利要求1～5任一項所述的方法，其特征在于，過濾回收的鉑碳催化劑用于下一次加氫反應中。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，過濾回收的鉑碳催化劑重復使用三次。
全文摘要
本發明公開了一種10－羥基喜樹堿的生產方法，以喜樹堿為原料，采用高壓催化加氫和氧化的步驟將喜樹堿轉化為10－羥基喜樹堿，其特征在于，本發明對其中催化劑循環利用等環節進行了改進，同時采用高壓液相制備柱與重結晶相結合純化產品。改變以往采用的大劑量、低效的柱分離方法或冰醋酸反復重結晶的方法，采用溶解度更好的混合溶劑作為流動相，高壓液相柱分離，得到的組分經活性炭脫色后，加入不良溶劑重結晶。與以往純化方法相比，具有得率高、污染小、步驟簡單、節約溶劑的優點。整個生產過程可以以百分之六十以上的得率得到純度大于99％的羥基喜樹堿，適合大規模工業生產。
文檔編號C07D209/00GK1834097SQ20051002448
公開日2006年9月20日 申請日期2005年3月18日 優先權日2005年3月18日
發明者徐寧, 陶鳳崗, 張黎, 王全瑞, 康立濤, 蔣文泉 申請人:上海駿杰生物技術有限公司