close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5755

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5755
(13) C1
(19)
7
(51) C 07C 227/16, 229/36
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ L-ТИРОКСИНА
(21) Номер заявки: 970735
(22) 1997.12.30
(46) 2003.12.30
(71) Заявители: Совместное Общество
с ограниченной ответственностью
"БЕЛОРИС"; Открытое акционерное общество "Белмедпрепараты"
(BY)
(72) Авторы: Ермоленко Михаил Никифорович; Мартинович Вера Павловна;
Петров Петр Тимофеевич; Царенков
Валерий Минович; Свиридов Олег Васильевич; Чащин Вадим Леонидович;
Стрельченок Олег Анатольевич (BY)
(73) Патентообладатели: Совместное Общество с ограниченной ответственностью
"БЕЛОРИС"; Открытое акционерное
общество "Белмедпрепараты" (BY)
(57)
Способ получения L-тироксина, включающий окислительную конденсацию 3,5-дийод-Lтирозина и 4-окси-3,5-дийодфенилпировиноградной кислоты в присутствии инициатора
окисления и выделение целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве инициатора
используют персульфат аммония и тетраметилендиамин, процесс конденсации проводят в
водно-ацетоновой смеси при рН раствора 7,0-7,6, а целевой продукт выделяют путем растворения образовавшегося в результате конденсации продукта в водно-щелочном растворе
и последующего осаждения.
BY 5755 C1
(56)
MELTZER R.I. et al. J. Org. Chem., 1961. - V. 26. - P. 1977-1979.
РОДИОНОВ В.М. и др. Журнал общей химии. - 1957. - Т. 27. - № 8. - С. 2234-2238.
DE 1064529, 1959.
US 2889363, 1959.
EP 0785921 B1, 1996.
Изобретение относится к области химии и медицины, а именно к способу получения
гормона щитовидной железы L-тироксина (3,3',5'5-тетрайод-L-тиронин; общепринятое
обозначение - Т4).
Т4 является распространенным биохимическим реагентом и субстанцией лекарственных препаратов. Этот гормон входит в состав наборов реактивов для иммуноанализа, которые используются в сфере клинической лабораторной диагностики. Лекарственные
препараты на основе Т4 находят широкое применение при лечении гипотиреозов различной этимологии, в том числе кретинизма, микседемы, первичного гипотиреоза (связанного с функциональной недостаточностью, первичной атрофией, частичным или полным
отсутствием щитовидной железы), а также вторичного (гипофизарного) и третичного (ги-
BY 5755 C1
поталамического) гипотиреозов. Кроме того, Т4 применяется в онкологии для предотвращения образования и лечения различных типов опухолей, в том числе при раке щитовидной железы.
Известны несколько способов синтеза Т4 [1-3]. В схеме синтеза Т4, состоящей из девяти стадий [1], исходными веществами являются 4-метоксифенол и 1,2,3-трийод-5нитробензол. Из этих соединений на первой стадии получают 2,5-дийод-4-нитро-4'метоксидифениловый эфир, который далее путем ряда химических реакций превращают в
рацемический Т4. Для промышленного получения Т4 этот способ мало применим, так как
предполагает использование дорогостоящих и труднодоступных веществ и реагентов,
многостадиен и приводит к рацемическому продукту, разделение которого на антиподы
является затруднительным.
Схема получения Т4 из L-тирозина, описанная в работе [2], включает восемь стадий, и
общий выход Т4 составляет 26 %. Ключевой стадией этой схемы является синтез производного дифенилового эфира при взаимодействии п-метоксифенола и этилового эфира Nацетил-3,5-динитротирозина в присутствии п-толуолсульфохлорида и пиридина. Этот
способ имеет ряд недостатков: многостадийность, большие затраты реагентов, использование взрывоопасных соединений.
Известна семистадийная схема синтеза Т4 [3], согласно которой получение производного дифенилового эфира осуществляют при взаимодействии 4,4'-диметоксидийодоний
йодида (или бромида) с этиловым эфиром N-ацетил-3,5-дийодтирозина. Следует отметить, что 4,4'-диметоксидийодоний йодид, как и другие йодониевые соединения, может
быть взрывоопасным, а его получение протекает с невысоким выходом (12-47 %). Другие
стадии в данной схеме также характеризуются низкими выходами и длительностью протекания процессов.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ, описанный в работе [4].
Главной стадией этой схемы является окислительная конденсация 3,5-дийод-L-тирозина
(одно из общепринятых обозначений - I2Туr) и 4-окси-3,5-дийодфенилпировиноградной
кислоты (наше обозначение - (I2ОФ)-ПВК) с образованием Т4. (I2ОФ)-ПВК получают кислотным гидролизом 4-(4-ацетокси-3,5-дийодбензаль)-2-метил-5-азлактона, который в
свою очередь получают двумя вариантами способа. В первом варианте используют в качестве базового соединения I2Туr, который превращают в N-хлорацетильное производное,
а затем обрабатывают уксусным ангидридом и пиридином с получением азлактона. Во
втором варианте исходным соединением служит 4-окси-3,5-дийодбензальдегид, который
переводят в азлактон конденсацией с N-ацетилглицином. Конденсация (I2ОФ)-ПВК и
I2Туr протекает при участии кислорода и включает элиминирование остатка пировиноградной кислоты (-СН2СОСООН), очевидно, через промежуточное образование дийодоксифенильного радикала. Ниже приведены два примера конкретного выполнения способапрототипа.
К суспензии 2,17 г (4,64 ммоль) I2Туr дигидрата в смеси 50 мл 0,2 М боратного буфера
(рН 7,6), 17,5 мл насыщенного раствора I2О и 17,5 мл 0,1 н. NaOH добавляют 4 н. НСl до
установления рН 7,6, а затем приливают 25 мл хлороформа. Через смесь интенсивно пропускают кислород и одновременно прибавляют 1,8 г (4,16 ммоль) (I2ОФ)-ПВК порциями
по 80 мг с интервалами 5 мин в течение 1,75 ч, поддерживая рН в диапазоне 7,4-7,8. После
завершения прибавления (I2ОФ)-ПВК смесь продолжают перемешивать в течение 10-15 мин.
Хлороформ удаляют в вакууме. Из остатка отфильтровывают 750 мг сырого целевого
продукта. Выход - 23 % (в расчете на взятое количество (I2ОФ)-ПВК).
Во втором примере используют инициатор окислительной конденсации, хлороформ в
реакционной смеси заменяют на н-бутанол, в котором растворяется и вносится (I2ОФ)ПВК в избытке по отношению к I2Туr. Конкретно, смесь 2,17 г (4,64 ммоль) I2Туr дигидрата,
50 мл 0,2 М боратного буфера (рН 7,6), 17,5 мл насыщенного раствора Na2SO4 и 17,5 мл
0,1 н. NaOH подкисляют 4 н. НСl до рН 7,6. В реакционный сосуд вносят 0,1 г гидропере2
BY 5755 C1
киси третбутила (содержит около 10 % активного кислорода) в 10 мл н-бутанола, начинают пропускать кислород через интенсивно перемешиваемую смесь и одновременно прикапывают раствор 2,8 г (6,5 ммоль) (I2ОФ)-ПВК в 50 мл н-бутанола в течение 90 мин,
поддерживая рН реакционной смеси в диапазоне 7,4-7,8 прибавлением 2 н. NaOH. После
внесения (I2ОФ)-ПВК смесь перемешивают еще 10 мин. Бутанол удаляют в вакууме и восстанавливают первоначальный объем реакционной смеси добавлением воды. Выпавший
осадок фильтруют и промывают водой. Затем осадок растирают с 4 н. НСl, фильтруют,
промывают водой и сушат. Получено 1,05 г сырого целевого продукта. Выход - 29 % (в
расчете на взятое количество I2Туr).
Недостатками способа-прототипа являются сложность процесса, невысокий выход и
низкая чистота целевого продукта. Действительно, окислительную конденсацию I2Туr и
(I2ОФ)-ПВК проводят, используя сложную по составу двухфазную реакционную смесь,
которая содержит неорганические компоненты (Na2B4O7, Na2SO4, NaOH) в воде и не смешивающиеся с ней органические растворители (до 30 % объема смеси). При выделении
целевого продукта из этой реакционной смеси обязательной является стадия отгонки органических растворителей в вакууме. Усложняет процесс и длительная процедура прибавления (I2ОФ)-ПВК малыми порциями. Использованием гидроперекиси трет-бутила в
качестве инициатора реакции не достигается существенное повышение выхода, который
составляет максимум 29 %. Описанная в способе-прототипе стадия выделения Т4 из реакционной среды не дает чистый целевой продукт.
Задачей настоящего изобретения является упрощение процесса получения Т4, увеличение выхода и повышение чистоты целевого продукта.
В соответствии с указанной задачей разработан способ получения Т4, заключающийся
в окислительной конденсации I2Туr и (I2ОФ)-ПВК в водно-ацетоновой смеси в присутствии персульфата аммония и тетраметилендиамина с последующим выделением целевого
продукта путем растворения его в водно-щелочном растворе и последующего осаждения.
Предпочтительное значение рН водно-ацетоновой смеси равно 7,0-7,6.
Выделение и очистку целевого продукта проводят путем растворения образовавшегося в результате реакции осадка при рН выше 12, осаждения при рН 7,0-7,6 и промывки
при рН 7,0-7,6 или путем растворения его при кипячении в 2 н. растворе Na2CO3, имеющем значение рН 10,5-11,0, и последующего осаждения продукта при кипячении раствора.
Способ отличается от прототипа использованием в качестве инициатора окисления
персульфата аммония и тетраметилендиамина, проведением процесса в водно-ацетоновой
смеси и выделением целевого продукта путем его осаждения из водно-щелочных растворов.
Исходный реагент, I2Туr, является продажным реактивом ("Chemapol", Чехия), а
(I2ОФ)-ПВК получают трехстадийным синтезом [4-6].
Описание заявляемого способа дано ниже.
Стадию окислительной конденсации проводят при рН 7,0-7,6, используя для регулирования кислотности среды боратную, фосфатную или иные буферные смеси с указанным
интервалом рН. (I2ОФ)-ПВК вводят в реакцию в виде водно-ацетонового раствора. Реагенты смешивают непосредственно перед началом реакции, которую инициируют добавлением каталитических количеств (NH4)2S2O8 и тетраметилендиамина. Реакцию проводят
при постоянном перемешивании, интенсивно пропуская кислород и поддерживая рН в интервале 7,0-7,6. Постепенно в ходе реакции образуется Т4, который выпадает в осадок.
После окончания реакции продукт отделяют фильтрованием и промывают водой.
Для его очистки используют осаждение из водно-щелочных растворов по одному из
двух способов. По первому из них осадок растворяют в 0,1 н. NaOH, избирательно осаждают Т4 подкислением раствора до рН 7,0-7,6, осадок промывают буфером (рН 7,0-7,6).
При необходимости стадию очистки повторяют. Белый осадок высушивают из замороженного состояния (лиофилизуют). Получают белый или светлосерый порошок, который
по свойствам соответствует чистому Т4.
3
BY 5755 C1
По второму способу осадок растворяют при кипячении в 2 н. щелочном растворе
Nа2СО3, полученный раствор охлаждают, при этом выпадает осадок целевого продукта,
который отделяют фильтрованием, промывают на фильтре водой и сушат в вакууме.
Изобретение иллюстрируется следующим примером конкретного выполнения, не ограничивающим объема изобретения.
Пример 1.
Получение L-тироксина путем окислительной конденсации 3,5-дийод-L-тирозина и 4окси-3,5-дийодфенилпировиноградной кислоты.
В стакан емкостью 0,5 л вносили 650 мг (1,5 ммоль) I2Туr, а затем последовательно
прибавляли 15 мл 0,1 н. NaOH, 40 мл 0,2 М боратного буфера (рН 7,6) и при перемешивании на магнитной мешалке - несколько капель 0,5 н. НСl до установления рН 7,4. К полученному мутноватому раствору добавляли раствор 650 мг (1,5 ммоль) (I2ОФ)-ПВК в смеси
15 мл ацетона и 20 мл боратного буфера, вносили около 50 мг персульфата аммония,
0,05 мл тетраметилендиамина и тут же начинали пропускать кислород, осуществляя перемешивание на магнитной мешалке. В ходе реакции периодически измеряли рН реакционной среды и поддерживали рН на уровне 7,4 прибавлением по каплям 0,1 н. NaOH.
Продолжительность пропускания кислорода - 50 мин, последующее перемешивание реакционной среды - 10 мин. Выпавший осадок отфильтровывали и промывали на фильтре
тремя порциями воды по 3 мл. Влажный осадок растворяли в 20 мл 0,1 М NaOH и полученный раствор с рН~12,5 титровали 1 М НСl до рН 7,0. Выпавший осадок отделяли центрифугированием при 3000 g в течение 5 мин. Влажный осадок суспендировали в 20 мл
0,05 М натрий-фосфатного буфера (рН 7,0) и центрифугировали суспензию в тех же условиях. Осадок растворяли в 0,1 М NaOH (рН~12,5), титровали 1,0 М НСl до рН 7,3, центрифугировали образовавшуюся суспензию в тех же условиях, промывали осадок 20 мл
0,05 М натрий-фосфатного буфера (рН 7,3) путем суспендирования и центрифугирования.
Осадок белого цвета высушивали в вакууме из замороженного состояния. Масса полученного белого или сероватого порошка составила 550 мг (выход 47 %).
Для очистки по второму способу осадок, выпавший из реакционной смеси, отделяли
фильтрованием, сушили в течение 30 мин в вакууме и небольшими порциями добавляли к
45 мл кипящего 2 н. раствора Na2CO3. Нагревание продолжали до полного растворения
осадка, после чего раствор медленно охлаждали до комнатной температуры, помещали
его в холодильную камеру и выдерживают при температуре +2…+6° в течение 2-3 часов.
Выпавший осадок отделяли фильтрованием и промывали на фильтре водой (2 × 4 мл). Целевой продукт лиофилизовали.
По данным ТСХ (изопропанол-5 % аммиак 4:1) порошок целевого продукта, полученный после очистки с использованием обоих способов, содержит только один компонент,
который по хроматографической подвижности соответствует Т4. Раствор порошка в 0,1 н.
NaOH имеет УФ-спектр с максимумом при 325 нм, характерный для Т4. Радиоиммуноанализ этого раствора показал, что поглощающее в области 315-335 нм вещество на 99 % состоит из иммунореактивного Т4. Продукт дает единственный пик при высокоэффективной
жидкостной хроматографии.
Физико-химические константы синтезированного Т4 в сравнении с литературными
данными для эталонного Т4 [7] приведены в табл. 1. Структурную идентичность синтезированного Т4 и природного гормонально активного Т4 доказывает их одинаковое
взаимодействие с моноклональными антителами к Т4 и с природным Т4-связывающим
глобулином из плазмы крови человека [8].
В табл. 2 приведены основные характеристики заявляемого способа и способапрототипа.
4
BY 5755 C1
Таблица 1
Физико-химические характеристики
синтезированного продукта и эталонного Т4
Параметр
1. Температура плавления, °С
2. Удельное оптическое вращение, [α]D, °
(с = 0,5; 1 М NaOH - EtOH 1:2 по объему)
3. Хроматографическая подвижность,
Rf (ТСХ; i-ProOH-5 % NH3 3:1)
4. Время удерживания, с (офВЭЖХ, колонка 6 см с
силикагелем MN-C-18; вода-ацетонитрил (45:55), рН 5,5)
5. Максимум УФ-поглощения, λmах,
нм (раствор в 0,1 н. NaOH)
6. Коэффициент экстинкции при 325 нм,
А (0,1 %, 1 см), лг-1см-1
7. Константа ассоциации
с моноклональными антителами к Т4, М-1 10-8
8. Константа ассоциации с природным Т4связывающим глобулином, M-110-8
Продукт
235 (разл.)
Эталон
236 (разл.)
-5,5
-4,7...-5,7
0,63
0,63
492
492
325
325
7,5
7,6
84
76
40 ± 20
48 ± 17
Таблица 2
Основные характеристики заявляемого способа и способа-прототипа
№
1
2
3
Характеристика
Изобретение
Прототип
Время реакции, мин
50-60
100-120
Выход Т4, %
47
23-29
Чистота Т4, %
99
Сырой продукт (~80 %)
Применение в реакции окислительной конденсации персульфата аммония и тетраметилендиамина позволяет более эффективно по сравнению с используемыми в способепрототипе перекисью водорода и гидроперекисью третбутила инициировать радикальное
расщепление (I2ОФ)-ПВК именно в водной среде и при комнатной температуре, сократить
время протекания реакции и повысить выход Т4.
Использование ацетона, растворителя недорогого и доступного по сравнению с приведенными в прототипе хлороформом, н-бутанолом и толуолом, позволяет проводить реакцию в гомогенной среде и устранить стадию отгонки растворителя, что особенно важно
для промышленного синтеза.
В соответствии с изобретением предлагается очистка Т4 осаждением его из воднощелочных растворов, которая позволяет выделить целевой продукт, содержащий 99 % основного вещества по данным двух независимых высокочувствительных и точных методов. В способе-прототипе Т4 выделяют в виде "сырого" продукта, чистота которого (около
80 %) контролируется бумажной хроматографией.
Таким образом, сравнение основных характеристик заявляемого способа и способапрототипа подтверждает достижение цели изобретения.
Источники информации:
1. Harington C.R., Barger G. Chemistry of thyroxine. III. Constitution and synthesis of thyroxine//Biochem. J.-1927.-V. 21. - № 1.-P. 169-181.
2. Chalmers J.R., Dickson G.Т., Elks J., Hems B.A. The synthesis of thyroxine and related
substances. Part V. Synthesis of L-thyroxine from L-tyrosine // J. Chem. Soc. - 1949. - № 12. P. 3424-3433.
5
BY 5755 C1
3. Патент ФРГ 1064529, 1960.
4. Meltzer R.I., Stanaback R.J. Reaction of 4-hydroxy-3,5-diiodophenylpyruvic acid with
3,5-diiodotyrosine // J. Org. Chem. - 1961. - V. 26. - P. 1977-1979.
5. Ronwin E. Direct acylation of α-amino acids and dipeptides // J. Org. Chem. - 1953. V. 18, № II. - P. 1546-1553.
6. Ronwin E. Direct acylation of (α-amino acids and α-hydroxy acid derivatives // J. Org.
Chem. - 1953. - V.18. - № 2. - P. 127-132.
7. Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. Справочник биохимика. - М.: Мир. 1991. С. 33.
8. Свиридов О.В. Автореф. дис. д-ра хим. наук. - Мн., 1994.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
146 Кб
Теги
патент, by5755
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа