本發(fā)明屬于化學(xué)合成領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種卡格列凈單晶及其制備方法和用途。

背景技術(shù)：

卡格列凈(式I所示化合物)是一種SGLT2(鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2)抑制劑，由強(qiáng)生公司開(kāi)發(fā)，并已于2013年3月被FDA批準(zhǔn)上市。用于治療成年患者的2型糖尿病。

鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2，在近端腎小管內(nèi)表達(dá)，其生理功能是負(fù)責(zé)對(duì)腎小管管腔過(guò)濾的葡萄糖進(jìn)行重吸收?？ǜ窳袃敉ㄟ^(guò)抑制SGLT2，減少被過(guò)濾葡萄糖的重吸收和降低腎葡萄糖閾值(RTG)，從而增加尿葡萄糖的排泄。目前的證據(jù)表明SGLT2抑制劑在血糖控制方面有一系列功效，包括減少體重、適度降低血壓。此外，還保存β-細(xì)胞功能、提高胰島素敏感性。由于降糖機(jī)制不同，SGLT2抑制劑能和其他類(lèi)型降糖藥物很好的聯(lián)合應(yīng)用。

然而，目前卡格列凈單晶及其制備方法仍有待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問(wèn)題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出了一種卡格列凈單晶及其制備方法，所得單晶未見(jiàn)報(bào)道，測(cè)定其晶體結(jié)構(gòu)屬斜方晶系，常溫下為無(wú)色針狀結(jié)晶，形態(tài)良好，純度高達(dá)99％；其制備方法使得卡格列凈與其他雜質(zhì)實(shí)現(xiàn)良好的分離，且重現(xiàn)性好。

合成卡格列凈的化學(xué)反應(yīng)路線(xiàn)為：

步驟1以D-葡萄糖酸-1,5-內(nèi)酯為原料在四氫呋喃為溶劑，N-甲基嗎啉為堿的條件下加入三甲基氯硅烷經(jīng)后處理得到中間體1，反應(yīng)體系簡(jiǎn)單，中間體的質(zhì)量能有效控制。步驟2選擇起始物料2-(4-氟苯基)-5-[(5-碘-2-甲基苯基)甲基]噻吩，經(jīng)在低溫下與正丁基鋰交換得到化合物2的鋰試劑，進(jìn)一步與中間體1進(jìn)行親核加成，并在加入甲磺酸甲醇溶液條件下脫掉三甲基硅并形成甲氧基醚。此步驟可得到中間體3的粗產(chǎn)品，反應(yīng)收率較高。步驟3以中間體3(1-C-[3-[[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲基]-4-甲苯基]-D-吡喃葡萄糖甲苷)為原料以乙酸酐為?；瘎┻M(jìn)行?；?，并得到中間體4(2,3,4,6-四-O-乙?；?1-C-[3-[[5-(4-氟苯基)-2- 噻吩基]甲基]-4-甲苯基]-D-吡喃葡萄糖甲苷)的粗品。中間體-4在三乙基硅烷和三氟化硼乙醚的作用下進(jìn)行還原脫甲氧基還原得到中間體-5，進(jìn)一步水解并結(jié)晶得到卡格列凈。

另外，對(duì)CCDC(Cambridge Crystallographic Data Centre)、Acta E(晶體學(xué)報(bào)E)進(jìn)行晶體數(shù)據(jù)檢索，未發(fā)現(xiàn)卡格列凈的單晶結(jié)構(gòu)描述信息。單晶結(jié)構(gòu)分析可以提供一個(gè)化合物在固態(tài)中所有原子的精確空間位置，包括原子的連接形式、分子構(gòu)象、準(zhǔn)確的鍵長(zhǎng)和鍵角等數(shù)據(jù)，從而為化學(xué)、材料科學(xué)和生命科學(xué)等研究提供廣泛而重要的信息。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種卡格列凈單晶。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，卡格列凈的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如式I所示，所述卡格列凈單晶的X射線(xiàn)粉末衍射在衍射角2θ＝7.95，10.92，13.94，15.46，15.94，18.82，20.27，22.72和26.78度處有特征峰；所述卡格列凈單晶晶體結(jié)構(gòu)為斜方晶系，空間群為P2(1)2(1)2(1)，晶包內(nèi)分子數(shù)Z＝4，常溫下是無(wú)色針狀結(jié)晶。

發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的卡格列凈單晶形態(tài)良好，純度可高達(dá)99％，并且可以通過(guò)X射線(xiàn)衍射分析確定卡格列凈單晶的絕對(duì)結(jié)構(gòu)，從而，保證含有該卡格列凈單晶的藥物的準(zhǔn)確性。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，將所述卡格列凈結(jié)晶碾成粉末，利用X射線(xiàn)衍射儀進(jìn)行X-射線(xiàn)衍射測(cè)試，具體如下：

儀器型號(hào)：荷蘭PANalytical EMPYREAN X-射線(xiàn)衍射儀；測(cè)定條件為管壓：40kV，管流：100mA，Cu Kα輻射。由計(jì)算機(jī)分析軟件將實(shí)驗(yàn)得到的X-射線(xiàn)衍射數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理、Kα2峰剝離、自動(dòng)尋峰定位，得到了卡格列凈的衍射角度(2θ)、晶面間距d(nm)、相對(duì)豐度(I/I₀)等晶體參數(shù)，圖1為其X-粉末衍射圖譜。數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 卡格列凈晶體粉末X-射線(xiàn)衍射測(cè)試結(jié)果

另外選取尺寸為0.20x 0.10x 0.10mm3的單晶，用Bruker Smart Apex CCD(JY/T008-1996)單晶衍射儀進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)量方法為f掃描，用石墨單色化的MoKa射線(xiàn)輻射，在298K溫度下，在θ＝0.90～30.00°，-11<＝h<＝11,-15<＝k<＝15,-63<＝l<＝63范圍內(nèi)以25個(gè)衍射點(diǎn)精確測(cè)定取向矩陣和晶胞參數(shù)。在θ＝0.90～30.00°掃描范圍內(nèi)共收集到44224個(gè)衍射點(diǎn)，其中，獨(dú)立衍射點(diǎn)12508個(gè)。分析結(jié)果表明:晶體屬斜方晶系，空間群：P2(1)2(1)2(1)，晶胞參數(shù)：晶包體積晶包內(nèi)分子數(shù)Z＝4。利用幾何計(jì)算法和差值Fourier法解析晶體結(jié)構(gòu)，最終收斂偏差因子R₁＝0.0408，wR₂＝0.1100，最終確定化學(xué)計(jì)量式為C₄₈H₅₂F₂O₁₁S₂，計(jì)算分子量為907.02，其中每?jī)煞肿涌ǜ窳袃艚Y(jié)合一分子水。計(jì)算晶體密度為值1.402克/厘米³化合物的分子結(jié)構(gòu)圖如式I所示，附圖2為所述分子立體結(jié)構(gòu)投影圖。原子坐標(biāo)參數(shù)及等價(jià)溫度因子見(jiàn)表2，成鍵原子的鍵長(zhǎng)和鍵角見(jiàn)表3。

表2 原子坐標(biāo)(x 10⁴)和等效各向同性位移參數(shù)

表3 成鍵原子的鍵長(zhǎng)和鍵角

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述卡格列凈單晶的X射線(xiàn)粉末衍射還在衍射角2θ＝13.02，17.32，18.25，19.11，19.38，20.89，21.07，23.38，25.09，25.67，27.27，31.48，31.77和33.25度處有特征峰。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述卡格列凈單晶具有如附圖1所示的X射線(xiàn)粉末衍射圖譜。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種制備上述實(shí)施例的卡格列凈單晶的方法，該方法包括：向卡格列凈粗品中加入結(jié)晶溶劑；在預(yù)定溫度下，緩慢揮發(fā)結(jié)晶溶劑，并進(jìn)行培養(yǎng)，得到結(jié)晶產(chǎn)品，所述結(jié)晶產(chǎn)品構(gòu)成所述卡格列凈單晶。

發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，利用本發(fā)明的方法得到的卡格列凈單晶形態(tài)良好，純度可高達(dá)99％，并且卡格列凈易于與其他雜質(zhì)分離，且方法的重現(xiàn)性好。利用本發(fā)明的方法得到的卡格列凈成品，易于通過(guò)單晶的X射線(xiàn)衍射分析確定產(chǎn)品的絕對(duì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而，保證含有卡格列凈單晶的藥物的準(zhǔn)確性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述結(jié)晶溶劑為選自乙酸乙酯或正庚烷的水溶液。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述結(jié)晶溶劑中正庚烷和水的體積比為5:3～5:1其中，水的當(dāng)量為卡格列凈的1.0～2.0當(dāng)量，優(yōu)選地，水的當(dāng)量為1.5當(dāng)量。由此，如果正庚烷體積比過(guò)高，揮發(fā)過(guò)快，形成單晶的可能性小。如果正庚烷體積比偏小，單晶成長(zhǎng)慢，耗時(shí)較長(zhǎng)。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述結(jié)晶溶劑中正庚烷和水的體積比為5：3，水的當(dāng)量為1.0～2.0當(dāng)量，優(yōu)選地，水的當(dāng)量為卡格列凈的1.5當(dāng)量。由此，易于形成單晶，且單晶成長(zhǎng)速度更快，耗時(shí)更短。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每1.0g所述卡格列凈粗品中，加入10～20毫升所述結(jié)晶溶劑。由此，按該比例得到的卡格列凈溶液尚未完全飽和，適合培養(yǎng)單晶。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述預(yù)定溫度為10～20攝氏度。由此，在此溫度下易于控制，揮發(fā)速度適合，利于晶體成長(zhǎng)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述培養(yǎng)的時(shí)間為20～40天。由此，根據(jù)每天觀(guān)察的結(jié)果，一般在20天到40天可以成長(zhǎng)為良好的單晶形態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明還提出了卡格列凈單晶在制備藥物中的用途，所述藥物用于預(yù)防和治療II型糖尿病。

本發(fā)明附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的卡格列凈單晶的X-射線(xiàn)粉末衍射圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的卡格列凈單晶的分子立體結(jié)構(gòu)投影圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，需要說(shuō)明的是下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。另外，如果沒(méi)有明確說(shuō)明，在下面的實(shí)施例中所采用的所有試劑均為市場(chǎng)上可以購(gòu)得的，或者可以按照文本或已知的方法合成的，對(duì)于沒(méi)有列出的反應(yīng)條件，也均為本領(lǐng)域技術(shù)人員容易獲得的。

實(shí)施例1 卡格列凈粗品的合成

按照下列3個(gè)步驟合成卡格列凈粗品，具體合成方法如下：

步驟1合成2,3,4,6-四-O-三甲基硅基-D-葡萄糖酸內(nèi)酯，具體方法如下：

(1)室溫下向反應(yīng)瓶加入四氫呋喃800克，葡萄糖酸內(nèi)酯100克，N-甲基嗎啉454克，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，開(kāi)始滴加三甲基氯硅烷366克，反應(yīng)完全，加入冰水淬滅反應(yīng)。

(2)向步驟(1)的反應(yīng)液中加入2.6千克純化水、500克正庚烷，攪拌，靜置分層，分離有機(jī)層。

(3)分別用5％磷酸二氫鈉水溶液1.5千克、1.5千克純化水和1.5千克氯化鈉溶液洗滌有機(jī)層。

(4)向洗滌后的有機(jī)層中加入無(wú)水硫酸鎂，干燥，過(guò)濾減壓濃縮至無(wú)餾分。得到無(wú)色油狀物236g2,3,4,6-四-O-三甲基硅基-D-葡萄糖酸內(nèi)酯，即中間體1，收率為90％，氣相純度為96％。

步驟2合成1-C-[3-[[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲基]-4-甲苯基]-D-吡喃葡萄糖甲苷，具體步驟如下：

(1)室溫下向反應(yīng)瓶中加入四氫呋喃125毫升，再加入中間體2(2-(4-氟苯基)-5-[(5-碘-2-甲基苯基)甲基]噻吩)40克，氮?dú)獗Ｗo(hù)環(huán)境下，將反應(yīng)液溫度降到-75℃左右。滴加2.5M正丁基鋰的正己烷溶液50毫升，控制反應(yīng)體系溫度小于-75℃，滴加完畢后控制反應(yīng)體系溫度在-70℃～-75℃反應(yīng)，1小時(shí)后取樣。

(2)反應(yīng)體系溫度降至-60℃左右，開(kāi)始滴加中間體1(2,3,4,6-四-O-三甲基硅基-D-葡萄糖酸內(nèi)酯)，保持溫度＜-60℃。滴加完畢后1小時(shí)開(kāi)始取樣，用170毫升甲醇甲磺酸(4.0當(dāng)量)溶液淬滅反應(yīng)，控制溫度＜-60℃。

(3)淬滅反應(yīng)后，反應(yīng)體系的溫度升至室溫20～30℃，攪拌8.0小時(shí)。

(4)滴加8％的飽和碳酸鈉溶液，調(diào)pH值到7～8。

(5)使用正庚烷萃取，下層液體濃縮去除甲醇和四氫呋喃。

(6)將上一步驟得到的去除甲醇和四氫呋喃的液體中，再加入300毫升乙酸乙酯攪拌10分鐘，靜置分層，分出下層水層。

(7)用150毫升乙酸乙酯萃取上一步驟的下層水層，合并乙酸乙酯相，水洗，將乙酸乙酯用無(wú)水硫酸鈉干燥2小時(shí)后，過(guò)濾，將濾液濃縮至無(wú)餾分，得到45克油狀物(1-C-[3-[[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲基]-4-甲苯基]-D-吡喃葡萄糖甲苷)。粗收率96％，液相粗純度80％，該產(chǎn)物的純度高，可不經(jīng)純化直接用于下一步。

步驟3合成2,3,4,6-四-O-乙?；?1-C-[3-[[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲基]-4-甲苯基]-D-吡喃葡萄糖甲苷，具體步驟如下：

(1)取步驟2得到的油狀物1-C-[3-[[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲基]-4-甲苯基]-D-吡喃葡萄糖甲苷40g溶于400毫升二氯甲烷中，攪拌下，加入N-甲基嗎啉85.1g克，乙酸酐85.9克，加完后冷卻反應(yīng)液到0--5℃，加入4-N，N-二甲基吡啶0.51g克。

(2)將反應(yīng)液升溫至20-30度，反應(yīng)1小時(shí)至完全后，冷卻反應(yīng)液至0--5℃，加入200毫升水進(jìn)行淬滅，分液得到有機(jī)層。

(2)分別用10％的鹽酸溶液，水和飽和食鹽水洗滌有機(jī)層。

(3)用無(wú)水硫酸鈉干燥洗滌后的有機(jī)層，過(guò)濾，將濾液濃縮至無(wú)餾分，得到53克油狀物(2,3,4,6-四-O-乙酰基-1-C-[3-[[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲基]-4-甲苯基]-D-吡喃葡萄糖甲苷)。產(chǎn)品的粗收率為90％，液相粗純度為80％，該產(chǎn)物的純度高，可不經(jīng)純化直接用于下一步。

步驟4合成2,3,4,6-四-O-乙?；?(1S)-1,5-脫水-1-[3-[[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲基]-4-甲苯基]-D-葡萄糖醇，具體方法如下：

(1)取步驟3的油狀物2,3,4,6-四-O-乙酰基-1-C-[3-[[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲基]-4-甲苯基]-D-吡喃葡萄糖甲苷28g，溶于200毫升乙腈中，攪拌，加入15g三乙基硅烷，冷卻到零度，滴加19g三氟化硼乙醚。

(2)反應(yīng)混合物在0-5℃條件下，攪拌4小時(shí)，然后用10％的碳酸鉀水溶液300毫升淬滅反應(yīng)。

(3)將反應(yīng)混合物升溫至室溫后，用乙酸乙酯萃取反應(yīng)液，合并有機(jī)相，將有機(jī)相水洗兩次，再飽和食鹽水洗滌。

(4)將洗滌后的有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，將濾液濃縮至無(wú)餾分，殘留物加入90毫升乙醇加熱到50℃，攪拌2小時(shí)后，冷卻到0℃，再攪拌2小時(shí)后，過(guò)濾，乙醇洗滌，干燥得到22g(2,3,4,6-四-O-乙酰基-(1S)-1,5-脫水-1-[3-[[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲基]-4-甲苯 基]-D-葡萄糖醇)，收率為60％，液相純度為99％。

步驟5合成卡格列凈，即(1S)-1,5-脫水-1-[3-[[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲基]-4-甲基苯基]-D-葡萄糖醇，具體方法如下；

(1)取上述固體2,3,4,6-四-O-乙?；?(1S)-1,5-脫水-1-[3-[[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲基]-4-甲苯基]-D-葡萄糖醇20g，于室溫下，溶于140毫升甲醇和100毫升四氫呋喃的混合溶液中。

(2)將上一步驟得到的混合液降溫到0-5℃，然后滴加一水氫氧化鋰溶液42ml(一水氫氧化鋰溶液濃度為800mg溶于40毫升的水)，然后室溫下反應(yīng)2小時(shí)。

(3)向反應(yīng)后的混合液中加入40毫升水稀釋反應(yīng)液，減壓濃縮去除反應(yīng)液中的溶劑，再乙酸乙酯萃取反應(yīng)液。

(4)將水洗兩次，飽和食鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，將濾液濃縮得到白色固體卡格列凈粗品，收率為80％，液相純度99％。

實(shí)施例2 卡格列凈單晶的制備

稱(chēng)取實(shí)施例1得到的卡格列凈粗品1.0克，加入結(jié)晶溶劑乙酸乙酯/正庚烷(10毫升/6毫升)混合液和61毫克水(約1.5當(dāng)量)，待產(chǎn)物完全溶解，利用溶劑緩慢揮發(fā)法，溫度設(shè)定為10～20℃，培養(yǎng)20天，有無(wú)色針狀結(jié)晶析出，經(jīng)顯微鏡觀(guān)測(cè)，該結(jié)晶即為卡格列凈單晶。

實(shí)施例3 卡格列凈單晶的制備

稱(chēng)取實(shí)施例1得到的卡格列凈粗品1.0克，加入結(jié)晶溶劑乙酸乙酯/正庚烷(15毫升/9毫升)混合液和61毫克水(約1.5當(dāng)量)，待產(chǎn)物完全溶解，利用溶劑緩慢揮發(fā)法，溫度設(shè)定為10～20℃，培養(yǎng)26天，有無(wú)色針狀結(jié)晶析出，經(jīng)顯微鏡觀(guān)測(cè)，該結(jié)晶即為卡格列凈單晶。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。