一種（s）-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺的制備方法
【專利摘要】一種（S）-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺的制備方法，以甘氨酸乙酯鹽酸鹽與（S）-4-鹵-3-羥基-丁酸乙酯為原料在醇溶劑和堿性條件下反應(yīng)，用無機(jī)醇洗滌、濃縮再經(jīng)萃取、分離通入氨水制得粗品和粗品的純化處理；所述甘氨酸乙酯鹽酸鹽先要采用乙醚和氨氣游離成甘氨酸乙酯。本發(fā)明的主要原料為(S)-4-鹵-3-羥基丁酸乙酯和甘氨酸乙酯鹽酸鹽，原料價(jià)廉易得且環(huán)保、無污染；本發(fā)明首先將甘氨酸乙酯鹽酸鹽進(jìn)行所述的游離處理，有效減少了反應(yīng)中物料的用量、降低了成本，同時(shí)對(duì)反應(yīng)的收率也起到積極的作用。本發(fā)明制備(S)-奧拉西坦的成本低、收率高可高達(dá)36%，反應(yīng)條件溫和利于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，制得的(S)-奧拉西坦產(chǎn)品HPLC純度達(dá)98.5%以上。
【專利說明】—種(S) -4-羥基-2-氧代-1 -吡咯烷乙酰胺的制備方法
[0001]本發(fā)明申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)?01110024496.2、申請(qǐng)日2011年01月21日，發(fā)明名稱“ (S)-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺的制備方法”的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及(S)-4_羥基-2-氧代吡咯烷衍生物的制備，具體涉及(S)-4_羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺的制備方法，屬于化學(xué)合成領(lǐng)域。
[0003]【背景技術(shù)】
奧拉西坦(oxiracetam),是由意大利史克比切姆公司于1974年首次合成的促智藥,該藥于1987年在意大利上市,奧拉西坦是由兩種異構(gòu)體(S)-奧拉西坦((S)-oxiracetam)和(R)-奧拉西坦((R)-Oxiracetam)組成的消旋體。關(guān)于奧拉西坦的報(bào)道，公開其是一種合成的羥基氨基丁酸(GABOB)環(huán)狀衍生物，能促進(jìn)腦內(nèi)ATP，促進(jìn)乙酰膽堿合成并增強(qiáng)神經(jīng)興奮的傳導(dǎo)，對(duì)缺氧所致的逆行性健忘有改進(jìn)作用，可以增強(qiáng)記憶，提高學(xué)習(xí)能力，是治療阿爾茨海默型癡呆(AD)、腦血管性癡呆(VD)等病癥的有效藥物之一。
[0004]關(guān)于合成(S)-奧拉西坦的報(bào)道，美國(guó)專利4，797，496和WO 93/06826公開了制備
[5]-oxiracetam的方法，該文獻(xiàn)中公開的方法包括從手性β _羥基丁內(nèi)酯獲得手性3，4_環(huán)氧丁酸酯，使所得產(chǎn)物與N保護(hù)的甘氨酰胺反應(yīng)，并使所得產(chǎn)物進(jìn)行N脫保護(hù)，然后經(jīng)環(huán)化得到旋光純oxiracetam,該方法的步驟相對(duì)較少,但是由于手性3,4-環(huán)氧丁酸酯合成收率極低而造成該方法成本高。美國(guó)專利US4173569述及了另一種(s) _奧拉西坦的合成方法:以(s) - Y -氨基-β -羥基丁酸為 起始原料，經(jīng)硅烷化試劑保護(hù)羥基，環(huán)合后的產(chǎn)物與鹵代乙酸乙酯反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)脫保護(hù)基，氨解，最后得到目標(biāo)化合物；此種制備方法不適合于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，使用保護(hù)基對(duì)羥基進(jìn)行保護(hù)會(huì)增加反應(yīng)步驟，浪費(fèi)原料，耗時(shí)較長(zhǎng)，增加成本，使總收率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、收率高的(S)-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺的制備方法。
[0006]本發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
(S) -4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺的制備方法，其特征在于:采用甘氨酸乙酯鹽酸鹽與(S)-4-鹵-3-羥基-丁酸乙酯為原料在醇溶劑和加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)成的堿性條件下反應(yīng)，經(jīng)過濾、用無機(jī)醇洗滌、濃縮再經(jīng)萃取、分離通入氨水制得(S)-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺粗品和粗品的純化處理；所述甘氨酸乙酯鹽酸鹽先要加入乙醚中，在O~-10°C下通入氨氣，使甘氨酸乙酯鹽酸鹽游離成甘氨酸乙酯，所述甘氨酸乙酯鹽酸鹽、乙醚與氨氣的用量比例關(guān)系為Imol: 1000~1500ml:1~1.5mol ;所述各物料的用量比例以摩爾比計(jì)為甘氨酸乙酯:碳酸氫鈉:(S)-4-鹵-3-羥基-丁酸乙酯=1: 0.8~1.3: I~1.5，所述醇溶劑的用量為碳酸氫鈉的5~10倍，以重量份計(jì)。
[0007]本發(fā)明對(duì)甘氨酸乙酯鹽酸鹽的游離處理過程中，為了更進(jìn)一步充分地游離得到甘氨酸乙酯，其通入氨氣的溫度優(yōu)選為O~-5°c。
[0008]具體地說，本發(fā)明對(duì)甘氨酸乙酯鹽酸鹽的游離處理是將甘氨酸乙酯鹽酸鹽加入無水乙醚中，冰冷至-2 °C~-3 °C，通入氨氣，過濾、將濾液濃縮得甘氨酸乙酯，其中甘氨酸乙酯鹽酸鹽、乙醚與氨氣的用量比例關(guān)系為lmol: 1395ml: 1.3mol。
[0009]為了使得反應(yīng)物和產(chǎn)物易于溶解以及反應(yīng)完成后的處理方便，本發(fā)明醇溶劑優(yōu)選為無水甲醇或無水乙醇；本發(fā)明(S)-4-鹵-3-羥基-丁酸乙酯優(yōu)選采用(S)-4-氯-3-羥基-丁酸乙酯。
[0010]為了進(jìn)一步提高收率以及更利于純化處理，本發(fā)明各物料的用量比例以摩爾比計(jì)優(yōu)選為甘氨酸乙酯:碳酸氫鈉:(S)-4-氯-3-羥基-丁酸乙酯=1: I: 1.2，無水乙醇的用量為碳酸氫鈉的5.3倍。
[0011]更具體地說，本發(fā)明⑶-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺粗品的制備是先將甘氨酸乙酯鹽酸鹽加入無水乙醚中，冰冷至-2°C~-3°C，通入氨氣，過濾、將濾液濃縮得甘氨酸乙酯；然后加入無水乙醇，碳酸氫鈉和滴加入(S)-4-氯-3-羥基-丁酸乙酯，所述滴加(S) -4-氯-3-羥基-丁酸乙酯的時(shí)間為2~2.5小時(shí)，控制pH為8~9，反應(yīng)溫度為65~70°C，反應(yīng)15~30小時(shí)；過濾、將濾液用甲醇或乙醇充分洗滌、濃縮，濃縮物溶于水中，再加入4倍濾液重量的氯仿進(jìn)行萃取，水相濃縮后柱層析分離得(S) -4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酸乙酯；最后再加入濃氨水，在20~30°C下反應(yīng)5~8小時(shí)；所述甘氨酸乙酯:碳酸氫鈉:(S)-4-氯-3-羥基-丁酸乙酯=1: 0.8~1.3: I~1.5，所述無水乙醇的用量為碳酸氫鈉重量的5~10倍。
[0012]為了更進(jìn)一步提高本發(fā)明制備(S)-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺的收率，本發(fā)明(S)-4-羥基-2-氧 代-1-吡咯烷乙酰胺粗品的制備是先將甘氨酸乙酯鹽酸鹽加入無水乙醚中，冰冷至-2 V~-3 °C，通入氨氣，過濾、將濾液濃縮得甘氨酸乙酯，其中甘氨酸乙酯鹽酸鹽、乙醚與氨氣的用量比例關(guān)系為lmol: 1395ml: 1.3mol ;然后加入無水乙醇，碳酸氫鈉和滴加所述的⑶-4-氯-3-羥基-丁酸乙酯，滴加2小時(shí)，控制pH為8.2，反應(yīng)溫度為65°C，反應(yīng)26小時(shí)；過濾、用乙醇充分洗滌濾液、濃縮，再加入4倍濾液重量的氯仿進(jìn)行萃取、濃縮，柱層析分離；最后加入質(zhì)量百分濃度為25%的濃氨水，在25°C下反應(yīng)6小時(shí)；所述甘氨酸乙酯:碳酸氫鈉:(S)-4-氯-3-羥基-丁酸乙酯=1: I: 1.2，以摩爾比計(jì)，無水乙醇的用量為碳酸氫鈉重量的5.3倍；所述25%濃氨水的加入量為上述柱分離產(chǎn)物重量的4-15倍。
[0013]本發(fā)明粗產(chǎn)品的純化處理是將粗產(chǎn)品用水溶解后通過強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂并收集，再通過強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂中和收集的溶液，使所述收集的溶液的PH值為中性時(shí)完成；然后將中和收集的溶液濃縮后的粗產(chǎn)品進(jìn)行重結(jié)晶處理。
[0014]為了提高交換容量、交換速度，本發(fā)明強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂優(yōu)選為732#強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂；本發(fā)明強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂優(yōu)選為711#強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。
[0015]本發(fā)明重結(jié)晶處理是采用乙醇進(jìn)行第一次重結(jié)晶處理，采用甲醇/丙酮的混合溶劑進(jìn)行第二次重結(jié)晶處理。
[0016]為了進(jìn)一步提高本發(fā)明(S) -4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺產(chǎn)品的純度，本發(fā)明純化處理過程中，所述粗產(chǎn)品的水溶液按粗產(chǎn)品:水=1克:0.8毫升，所述強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂的用量為:所述粗產(chǎn)品:所述強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂=1克:7毫升；所述用乙醇進(jìn)行第一次重結(jié)晶處理的用量為:所述濃縮后的粗產(chǎn)品:乙醇=1克:3.2毫升；所述第二次重結(jié)晶處理中的用量為:第一次重結(jié)晶后的粗產(chǎn)品:甲醇=1克:3.5毫升，其中甲醇/丙酮的混合溶劑中甲醇與丙酮的體積比為1: 3。
[0017]本發(fā)明有如下的有益效果:
1、本發(fā)明使用的主要原料為(S)-4-鹵-3-羥基丁酸乙酯和甘氨酸乙酯鹽酸鹽，均為市售商品，原料價(jià)廉易得且環(huán)保、無污染；同時(shí)，本發(fā)明首先將甘氨酸乙酯鹽酸鹽進(jìn)行所述的游離處理，有效減少了反應(yīng)中物料的用量、降低了成本，同時(shí)對(duì)反應(yīng)的收率也起到了積極的作用。本發(fā)明制備的(S)-奧拉西坦的成本低、收率可高達(dá)36%，反應(yīng)條件溫和、周期短、操作簡(jiǎn)單，利于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，同時(shí)制得的(S)-奧拉西坦產(chǎn)品HPLC純度達(dá)98.5%以上。
[0018]2、本發(fā)明在純化最終產(chǎn)品(S)-奧拉西坦中采用了離子交換樹脂處理，與現(xiàn)有技術(shù)中采用硅膠柱層析方法相比，雖然處理效果相當(dāng)，但是，一方面離子交換樹脂可以多次再生重復(fù)使用，降低了成本，另一方面離子交換樹脂是使用純水來洗脫，避免了使用有機(jī)溶劑，無污染，同時(shí)更適宜用于規(guī)?；I(yè)大生產(chǎn)。本發(fā)明中使用的大部分有機(jī)溶劑毒性小、污染低，后處理過程中使用的水更是無污染無毒性的，所以本發(fā)明不僅宜于工業(yè)化生產(chǎn)，也符合國(guó)家環(huán)保要求。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本
【發(fā)明內(nèi)容】
對(duì)本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
[0020]實(shí)施例1
(S) -4-羥基-2-氧代-1-吡`咯烷乙酰胺的制備方法，按如下步驟進(jìn)行:
1、粗品的制備:
(a)將甘氨酸乙酯鹽酸鹽139.6g加入到無水乙醚1300ml中，冰冷至_2°C通入氨氣22.1g使甘氨酸乙酯鹽酸鹽游離成甘氨酸乙酯，其中甘氨酸乙酯鹽酸鹽:無水乙醚:氨氣為lmol: 1300ml: 1.3mol ；
(b)向上述產(chǎn)物中加入無水乙醇672ml，碳酸氫鈉84.0g、滴加(S)-4-氯-3-羥基-丁酸乙酯250.0g，所述滴加時(shí)間為2.5小時(shí)，在pH8.2、溫度為66°C下反應(yīng)28小時(shí)；
(c)過濾、用乙醇充分洗滌濾液、濃縮，濃縮物溶于水，再加入7倍濾液重量的乙酸乙酯進(jìn)行萃取、水相濃縮，柱層析分離；最后加入質(zhì)量百分濃度為26%的氨水，在30°C下反應(yīng)6小時(shí)制得(S)-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺粗品，其中25%氨水的用量為柱層析分離產(chǎn)物重量的13倍；
其中甘氨酸乙酯:碳酸氫鈉:(S)-4-氯-3-羥基-丁酸乙酯=1: I: 1.5，以摩爾比計(jì)，無水乙醇的用量為碳酸氫鈉重量的8倍；
2、粗品的純化:
(a)用水溶解上述制得的粗品，通過001X7強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂，然后通過201X7喊性本乙稀系陰尚子交換樹脂中和并收集溶液、濃縮；所述粗品:水=1克.1.2毫升，所述粗產(chǎn)品:所述強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂=1克:12毫升；
(b)然后將上述通過離子交換樹脂濃縮后的粗品進(jìn)行重結(jié)晶處理，將粗品溶于水，在-5°C下滴加入丙酮，攪拌5h，得到結(jié)晶產(chǎn)物，所述粗品與水的重量份為1: 0.6，水與丙酮的重量份比為1: 12。
[0021]最終制得的⑶-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺產(chǎn)品的HPLC純度達(dá)98.5%，收率高達(dá)36%。
[0022]實(shí)施例2
(S) -4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺的制備方法，按如下步驟進(jìn)行:
1、粗品的制備: (a)將甘氨酸乙酯鹽酸鹽加入到無水乙醚中，冰冷至I°C通入氨氣使甘氨酸乙酯鹽酸鹽游離成甘氨酸乙酯，其中甘氨酸乙酯鹽酸鹽:無水乙醚:氨氣為lmol: 1395ml: 1.5mol ；
(b)向上述產(chǎn)物中加入無水甲醇，碳酸鈉、(S)-4-碘-3-羥基-丁酸乙酯，在pH8、溫度為70°C下反應(yīng)30小時(shí)；
(c)過濾、用乙醇充分洗滌濾液、濃縮，濃縮物溶于水，再加入6倍濾液重量的二氯甲烷進(jìn)行萃取、水相濃縮，柱層析分離；最后加入質(zhì)量百分濃度為25%的氨水，在20°C下反應(yīng)5小時(shí)制得(S)-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺粗品，其中25%氨水的用量為柱層析分離產(chǎn)物重量的10倍；其中甘氨酸乙酯:碳酸鈉:(S)-4-碘-3-羥基-丁酸乙酯=1: 0.5: 1，以摩爾比計(jì)，無水甲醇的用量為碳酸鈉重量的6倍；
2、粗品的純化:
(a)用水溶解上述制得的粗品，通過732#強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，然后通過711#強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂中和并收集溶液、濃縮；所述粗品:水=1克:0.6毫升，所述粗產(chǎn)品:所述強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂=1克:10毫升；
(b)然后將上述通過離子交換樹脂濃縮后的粗品采用乙醇進(jìn)行第一次重結(jié)晶處理，采用甲醇/丙酮的混合溶劑進(jìn)行第二次重結(jié)晶處理制得(S)-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺產(chǎn)品；所述通過離子交換樹脂后濃縮的粗產(chǎn)品:乙醇=1克:1.5毫升；所述第一次重結(jié)晶后的粗產(chǎn)品:甲醇=1克:I毫升，其中甲醇/丙酮的混合溶劑中甲醇與丙酮的體積比為 1: 2。
[0023]最終制得的(S)-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺產(chǎn)品的HPLC純度達(dá)99.08%,收率達(dá)30%。
[0024]實(shí)施例3
(S)-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺的制備方法，按如下步驟進(jìn)行:
1、粗品的制備:
(a)將甘氨酸乙酯鹽酸鹽懸浮于化學(xué)純乙醚中，然后通入氨氣使甘氨酸乙酯鹽酸鹽游離成甘氨酸乙酯；
(b)向上述產(chǎn)物中加入無水乙醇，碳酸氫鈉、滴加(S)-4-溴-3-羥基-丁酸乙酯，所述滴加時(shí)間為3小時(shí)，在pH9、溫度為65°C下反應(yīng)15~26小時(shí)；
(c)然后過濾，用乙醇充分洗滌濾液、濃縮，濃縮物溶于水，再加入4倍濾液重量的氯仿進(jìn)行萃取、水相濃縮、分離；最后加入質(zhì)量百分濃度為25%的氨水，在25°C下反應(yīng)6小時(shí)制得(S) -4-羥基-2-氧代-1-吡咯燒乙酸胺粗品；
其中甘氨酸乙酯:碳酸氫鈉:(S)-4-溴一3-羥基-丁酸乙酯=1: 0.8: 1.5，以摩爾比計(jì)，無水乙醇的用量為碳酸氫鈉重量的5倍；
2、粗品的純化:
(a)用水溶解上述制得的粗品，通過732#強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，然后通過711#強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂中和并收集溶液、濃縮；所述粗品:水=1克:0.8毫升，所述粗產(chǎn)品:所述強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂=1克:7毫升；
(b)然后將上述通過離子交換樹脂濃縮后的粗品采用乙醇進(jìn)行第一次重結(jié)晶處理，采用甲醇/丙酮的混合溶劑進(jìn)行第二次重結(jié)晶處理制得(S) -4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺產(chǎn)品；所述通過離子交換樹脂后濃縮的粗產(chǎn)品:乙醇=1克:3.2毫升；所述第一次重結(jié)晶后的粗產(chǎn)品:甲醇=1克:3.5毫升，其中甲醇/丙酮的混合溶劑中甲醇與丙酮的體積比為1: 3。
[0025]最終制得的(S)-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺產(chǎn)品的HPLC純度達(dá)99.32%,收率高達(dá)28%。
[0026]實(shí)施例4~8:
一種(S) -4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺的制備方法，按以下物料及工藝參數(shù)進(jìn)行，其余同實(shí)施例1。
【權(quán)利要求】
1.一種(S)-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺的制備方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行: (1)、粗品的制備: (a)將甘氨酸乙酯鹽酸鹽加入到無水乙醚中，冰冷至1°C左右通入氨氣使甘氨酸乙酯鹽酸鹽游離成甘氨酸乙酯，其中甘氨酸乙酯鹽酸鹽:無水乙醚:氨氣大約為lmol:1395ml:1.5mol ； (b)向上述產(chǎn)物中加入無水甲醇，碳酸鈉、(S)-4-碘-3-羥基-丁酸乙酯，在pH8、溫度為70°C下反應(yīng)30小時(shí)； (c)過濾、用乙醇充分洗滌濾液、濃縮，濃縮物溶于水，再加入6倍濾液重量的二氯甲烷進(jìn)行萃取、水相濃縮，柱層析分離；最后加入質(zhì)量百分濃度為25%的氨水，在20°C下反應(yīng)5小時(shí)制得(S)-4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺粗品，其中25%氨水的用量為柱層析分離產(chǎn)物重量的10倍；其中甘氨酸乙酯:碳酸鈉:(S)-4-碘-3-羥基-丁酸乙酯=1:0.5:1，以摩爾比計(jì)，無水甲醇的用量為碳酸鈉重量的6倍； (2)、粗品的純化: Ca)用水溶解上述制得的粗品，通過732#強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，然后通過711#強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂中和并收集溶液、濃縮；所述粗品:水=1克:0.6毫升，所述粗產(chǎn)品:所述強(qiáng)酸性陽尚子交換樹脂=1克:10毫升； (b)然后將上述通過離子交換樹脂濃縮后的粗品采用乙醇進(jìn)行第一次重結(jié)晶處理，采用甲醇/丙酮的混合溶劑進(jìn)行第二次重結(jié)晶處理制得(S) -4-羥基-2-氧代-1-吡咯烷乙酰胺產(chǎn)品；所述通過離子交換樹`脂后濃縮的粗產(chǎn)品:乙醇=1克:1.5毫升；所述第一次重結(jié)晶后的粗產(chǎn)品:甲醇=1克:1毫升，其中甲醇/丙酮的混合溶劑中甲醇與丙酮的體積比為1:2。
【文檔編號(hào)】C07D207/273GK103724249SQ201310719133
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月21日
【發(fā)明者】葉雷 申請(qǐng)人:重慶潤(rùn)澤醫(yī)藥有限公司