麝香草酚中杂质5-甲基-2-(2,4,4,7-四甲基苯并二氢吡喃基)苯酚的合成

2018-11-09杨谣谣王永广禹玉洪1

山西医科大学学报 2018年10期

杨谣谣,于凯,王永广,禹玉洪1,

(1山西医科大学药学院药剂教研室,太原 030001;2北京鑫开元医药科技有限公司;*通讯作者,E-mail:2425220523@qq.com)

麝香草酚是一种最初发现于牛至、薄荷类芳香植物和陈皮中的精油,亦称百里香酚[1,2],化学名称为5-甲基-2-异丙基苯酚,具有较强的防腐杀菌性能及抗氧化性,在药效上具有杀菌、抗菌、消毒和促进创伤愈合等多种活性[3],特别对痢疾杆菌和肠炎常见菌有明显的抗菌效果[4],其在临床上的应用广泛。但是对麝香草酚制备过程发现某中间体杂质会影响其收率和纯度。为了更好地实现工艺过程中质量控制，本实验将对某一特定杂质进行高纯度合成。

1 试剂与仪器

1.1 仪器

高效液相色谱仪waters2695-2487;CPA225D,电子分析天平(精度1/10万,赛多利斯公司);TCS-100电子天平台秤(德清科杰电器有限公司);Waters Symmetry C18(150 mm×4.6 mm,5 μm);布鲁克AVANCE Ⅲ HD系列核磁共振波谱仪;NBL-214e电子分析天平(英国埃德姆衡器武汉仪器有限公司);FE28pH计(梅特勒-托利多仪器有限公司);RE-2000A旋转蒸发仪(巩义市予华仪器有限公司);DHG-907013鼓风干燥箱(上海琅轩实验设备);DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器(郑州恒岩仪器有限公司);SHZ-958循环水式多用真空泵(巩义市予华仪器有限公司);10 ml注射器(江苏市南泉高分子科技有限公司)。

1.2 试剂

THY204-1802280116(北京鑫开元医药有限公司合成实验室优化方法所得杂质C);I物质(THY-1-18012201北京鑫开元医药有限公司合成实验室)、甲醇为色谱纯(016953,迈瑞达),氢氧化钾(20171214,天津光复科技发展有限公司)、二氯甲烷(20170520,天津福晨化学试剂厂)、乙二醇(20170113,北京化工厂)、浓盐酸(20170826,北京化工厂)、正庚烷(20170506,北京化工厂)。

2 方法与结果

2.1 麝香草酚合成路线设计

本课题开发了一条以间甲酚为起始物料,经傅克反应、水解反应、还原反应、精制得到高纯度麝香草酚的工艺路线(见图1),由于中间体5-甲基-2-(1-丙烯-2-基)苯酚在工艺生产中稳定性较差,容易发生分子间的关环反应而得到化合物5-甲基-2-(2,4,4,7-四甲基苯并二氢吡喃基)苯酚(杂质C),该杂质的存在对工艺的收率和纯度等有重要影响,为了更好地对麝香草酚合成工艺进行控制,本实验定向合成了高纯度杂质C供药学质量研究使用。

图1 麝香草酚的合成路线Figure 1 Synthetic route of thymol

2.2 杂质C反应机理及合成路线

杂质C(熔点为76 ℃)结构为5-甲基-2-(2,4,4,7-四甲基苯并二氢吡喃基)苯酚,它是麝香草酚合成的工艺副产物,推测其可能形成机制是中间体在酸性条件下得到过渡态2,接着另一分子双键上的电子进攻过渡态2上的碳正离子得到过渡态3,最后酚羟基氧上的电子进攻碳正离子得到杂质C(见图2)。

文献[5]报道的合成路线是以4,7-甲基香豆素为原料,乙二醇为溶剂,在氢氧化钠作用下于210 ℃回流持续,冷却,乙醚萃取,有机相搅拌下加入稀盐酸,干燥,浓缩,柱层析分离得到。通过对其专利文献[6]进行方法重现,未能得到杂质C,对其合成方法优化改进将其在稀盐酸条件过夜处理,能够得到杂质C,但存在反应温度过高、纯度低、收率低等缺点。杂质C液相图见图3(液相方法同2.3实验方法)。

图2 杂质C形成机制Figure 2 Formation of impurity C

图3 文献方法杂质C液相图谱Figure 3 Literature Method Impurity C Liquid Chromatogram

基于上述实验和反应机制分析,我们重新优化设计了杂质C的合成路线:首先,4,7-二甲基-香豆素(化合物Ⅰ)在氢氧化钾的作用下水解得到5-甲基-2-(1-丙烯-2-基)苯酚(化合物Ⅱ),经纯化后在盐酸作用下得到杂质C(见图4)。

图4 优化后杂质C合成路线Figure 4 Optimized synthesis route of impurity C

2.3 实验方法

将80 ml乙二醇加至250 ml的三口圆底烧瓶中,进行搅拌,依次加入10 g化合物Ⅰ,17 g氢氧化钾,加热升温至90 ℃全部溶解;继续加热至150 ℃保温反应4 h(a≤0.4%反应完成)降温至60 ℃,加入160 ml纯化水,40 ml正庚烷,用12 mol/ml盐酸调pH=3.00分液得到有机相,用40 ml正庚烷再萃取水相一次合并两次有机相;用40 ml纯化水洗有机相一次,无水硫酸钠干燥有机相,有机相减压浓缩至干燥,得到8.21 g红棕色油状物化合物Ⅱ。

浓缩物减压蒸馏[(-0.08)-(-0.1)mPa],收集115-130 ℃馏分,得馏分4.36 g,收率为60%,加入到50 ml三口瓶中,搅拌,加入2 ml 1 mol/ml盐酸,升温至60 ℃保温4 h,搅拌10 min,分离水相,用10 ml纯化水洗有机相取反应液样品完成后处理。然后加入20 ml二氯甲烷,10 ml纯化水,萃取,得有机相,用10 ml纯化水洗有机相,Na2SO4干燥,过滤除去干燥剂,滤液减压至干燥,将残余物加入5 ml正庚烷,5 ℃搅拌析晶2 h,有浅黄色固体析出4.70 g(THY204-1802280116),收率(以化合物Ⅰ计)为55.2%。

取合成中间体THY204-1802280116,加甲醇并稀释制成每1 ml中约含2.0 mg的溶液,作为供试品溶液;用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂Waters Symmetry C18(150 mm×4.6 mm,5 μm);流动相A:甲醇;流动相B:纯化水;按表1梯度程序进行洗脱;进样量为20 μl;柱温为25 ℃;样品临用新制;检测波长为210 nm;流速0.8 ml/min,精密量取供试品溶液与对照溶液各20 μl,分别注入液相色谱仪,记录色谱见图5。