連續(xù)流技術(shù)在醫(yī)藥,、農(nóng)藥和精細(xì)化工的化學(xué)合成、工藝研發(fā)和制造中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,。
本文主要介紹藥品制造過(guò)程涉及的連續(xù)流硝化反應(yīng),。這些案例具有創(chuàng)新而且底物復(fù)雜,通過(guò)連續(xù)流可以解決釜式工藝下放大和高安全風(fēng)險(xiǎn)的難題,。
硝化反應(yīng)是一種強(qiáng)放熱反應(yīng),,尤其是在釜式方法生產(chǎn)中,極容易因?yàn)闇乜厥?,飛溫而導(dǎo)致安全事故,。此外,生成的硝化產(chǎn)物本身也可能由于過(guò)高的溫度而導(dǎo)致分解,。
因此,,微反應(yīng)器作為本質(zhì)安全,持液體積小且控溫精準(zhǔn),,非常適用于硝化反應(yīng)的研發(fā)和生產(chǎn),。本文會(huì)介紹3個(gè)使用微反應(yīng)器完成硝化反應(yīng)的案例。
1,、Copanlisib 中間體硝化
Copanlisib是一種用于復(fù)發(fā)性濾泡淋巴瘤治療的抗癌藥物,,該藥物為Bayer旗下的產(chǎn)品,商品名為Aliqopa,。
其中關(guān)鍵中間體36的傳統(tǒng)釜式硝化及水解工藝的總收率僅為36%,,且在生產(chǎn)過(guò)程中存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。
近期的一篇(U.S. Patent 10, 494, 372 B2, December 3, 2019.)中公開(kāi)了以連續(xù)流技術(shù)合成1.5kg化合物36的工藝方法,。
如Scheme 8所示,,原料34與硝硫混酸在5℃下于反應(yīng)器中反應(yīng)后,產(chǎn)物經(jīng)水解后得到化合物36,,總收率為62%,,其雜質(zhì)(37,38)含量與釜式工藝相仿,。
2,、甲硝唑(Metronidazole)中間體硝化
甲硝唑自20世紀(jì)60年代起就已經(jīng)作為抗生素在范圍內(nèi)使用。
其關(guān)鍵中間體40的合成因其反應(yīng)物(化合物39)活性不夠,,需要使用99%硝酸緩慢滴加,,且在較高溫度(130-132℃)下反應(yīng)4個(gè)小時(shí),但硝化收率僅能達(dá)到63-66%,。
釜式工藝安全風(fēng)險(xiǎn)高,,且放大困難,,重復(fù)性不夠好。
江蘇凱爾新材料有限公司等幾家公司近期申請(qǐng)了一篇中國(guó)磚利(中國(guó)磚利申請(qǐng)?zhí)?nbsp; CN110156694A, August 23, 2019),,利用SiC微通道反應(yīng)器進(jìn)行中間體40的硝化合成,。
如Scheme 9所示,獲得了74%的收率,,完成316kg的工藝生產(chǎn),,整體操作在連續(xù)流反應(yīng)器中,反應(yīng)安全可控,。
該磚利聲稱使用*酸催化劑硫酸化Fe3O4-Al2O3,,可以使反應(yīng)所需的酸量小化。
3,、厄洛替尼( Erlotinib)中間體硝化
厄洛替尼是Genentech/Roche產(chǎn)品,,商標(biāo)名Tarceva。
厄洛替尼是一種酪氨酸激酶抑制劑,,于2004年在美國(guó)被批準(zhǔn)用于治療非小細(xì)胞肺癌,,并于2005年獲批用于胰腺癌的治療。
其合成路徑中同樣涉及到酯43或腈44的硝化反應(yīng),。黑龍江鑫創(chuàng)生物技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司基于其關(guān)鍵中間體43和44,,開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)連續(xù)流合成工藝(中國(guó)磚利申請(qǐng)?zhí)? CN108358798, August 3, 2018),如Figure 7所示,。
原料41或42首先進(jìn)行預(yù)熱,,同時(shí)硝硫混酸也進(jìn)行預(yù)熱,兩股料進(jìn)入反應(yīng)器中,,在70℃下反應(yīng)1分鐘,,經(jīng)水洗等后處理后,可獲得91-93%的收率,,且產(chǎn)品純度高于98%,。
相比于釜式工藝,其收率明顯增加,,同時(shí)多硝基副產(chǎn)物含量也顯著降低了,。
總結(jié):
以上是三篇關(guān)于硝化反應(yīng)的連續(xù)流合成技術(shù)磚利及正在申請(qǐng)的磚利。
l 總體來(lái)講,,連續(xù)流合成技術(shù)相比于傳統(tǒng)間歇釜工藝,,其優(yōu)勢(shì)明顯;
l 連續(xù)流工藝在安全,,環(huán)保,,占地面積小,尤其是能顯著增加反應(yīng)收率和選擇性,,同時(shí)又易于放大生產(chǎn)等方面有著顯著優(yōu)勢(shì),;
l 在醫(yī)藥領(lǐng)域,,藥企企業(yè)加大了對(duì)連續(xù)流技術(shù)的投入,近年來(lái)對(duì)于連續(xù)流的關(guān)注也越發(fā)密切,。因?yàn)獒t(yī)藥公司內(nèi)部的保密性等原因,,能看到的相關(guān)報(bào)道主要集中在早期的研發(fā)文章和已發(fā)表的磚利中。
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