一种磺达肝癸钠及磺达肝癸钠单糖中间体的制备方法

本发明是申请日为2018年11月16日、申请号为2018113655419、名称为“一种磺达肝癸钠单糖中间体的制备方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于糖化学合成领域，具体涉及一种磺达肝癸钠及磺达肝癸钠单糖中间体的制备方法。

背景技术

磺达肝癸钠(Fondaparinux sodium)是一种人工合成的肝素五糖类药物，是由法国Sanofi Winthrop Industrie研制生产的第一个抗凝血酶依赖性的Xa因子的间接抑制剂。化学结构式如下式(用D、E、F、G、H分别代表从左至右的5个单糖片段)。

磺达肝癸钠全合成路线较长，反应步数由50步到超过70步不等。目前主要的构建策略为(D+EF)+GH和D+(EF+GH)两种，其中，如下结构(式1)是引入H单糖片段的一个重要中间体，中文名称为甲基3-O-苄基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(英文名称为methyl3-O-benzyl-2-(benzyloxycarbonyl)amino-2-deoxy-α-D-glucopyranoside)：

式1的中间体主要通过以下各种对接，形成磺达肝癸钠分子结构：式1结构首先与AcCl反应，得到C6位上-OH的保护：-OAc；式1的C4位上-OH，与G单糖片段的一个中间体C1位上-OH对接，形成GH二糖片段的中间体；GH二糖片段的中间体与EF二糖片段的中间体对接，形成EF+GH四糖片段的中间体；EF+GH四糖片段的中间体与D单糖片段的中间体对接，形成D+(EF+GH)五糖的中间体；最后经过一系列的脱保护和磺酸化等反应，制备磺达肝癸钠。

现有技术中对中间体式1的合成方法的相关报道中，主要是通过以D-氨基葡萄糖盐酸盐为原料的合成方法，如美国专利US20130005954公开的制备方法如下所示：

而专利US20170015695报道的有关合成路线中，对于C4、C6位上的双羟基保护是使用苯甲醛二甲缩醛和樟脑磺酸来反应得到。国内文献“中国医药工业杂志，2016年，47(10)，pp.1235～1238”提出一条新的合成路线，主要的不同在于，先用MeOH在C1位上的羟基上甲基，然后氨基上Cbz基团保护，尽管C4、C6位上的双羟基保护所用试剂由苯甲醛、苯甲醛二甲缩醛改为2,2-二甲氧基丙烷，但仍然避免不了起始原料反应带来的诸多副反应，由于起始原料结构中各位点的微小差异而产生各类副反应，使整个制备过程产生副反应较多、生成各种复杂的杂质，带到往下各步的中间体和产品，从而影响产品的质量纯度和收率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的磺达肝癸钠单糖中间体甲基3-O-苄基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷的制备方法，其能够得到较为理想的产物收率，且三废较少，适于工业化大规模生产。

本发明同时还提供了一种磺达肝癸钠的制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案如下：

一种式(2)所示的甲基3-O-苄基-4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(ⅰ)使式(5)所示的化合物与甲醇在酸性催化剂存在下发生甲基化反应，生成式(4)所示的化合物；

(ⅱ)使式(4)所示的化合物和氯甲酸苄酯在碱性试剂存在下、在有机溶剂和水的混合体系中发生酰胺化反应，生成式(3)所示的化合物；

(ⅲ)使式(3)所示的化合物和卤化苄在碱性试剂存在下、在溶剂中发生苄基化反应，生成式(2)所示的化合物；

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅰ)中，所述酸性催化剂为选自盐酸、浓硫酸、乙酸、三氟乙酸、三氯乙酸、磷酸、甲酸和氢溴酸中的一种或多种的组合。根据本发明的一些具体方面，“浓硫酸”是指质量百分含量为70-98％的硫酸水溶液。

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅰ)中，所述式(5)所示的化合物、所述甲醇和所述酸性催化剂的投料摩尔比为1∶1.5-50∶0.5-10。

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅰ)中，控制所述甲基化反应在温度55-65℃下进行。

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅰ)中，控制所述甲基化反应的反应时间为24-48h。

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅱ)中，所述碱性试剂为选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸铯、碳酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的一种或多种的组合。

根据本发明的一些优选方面，所述有机溶剂为非质子卤代烃类溶剂和酮类溶剂中的一种或多种，其中，所述非质子卤代烃类溶剂为选自二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷和氯苯中的一种或多种的组合，所述酮类溶剂为丙酮和/或环己酮。

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅱ)中，所述式(4)所示的化合物、所述氯甲酸苄酯和所述碱性试剂的投料摩尔比为1∶1.2-2.0∶1.2-2.5。

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅱ)中，控制所述酰胺化反应在温度20-40℃下进行。

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅱ)中，控制所述酰胺化反应的反应时间为12-24h。

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅲ)中，所述卤化苄为溴化苄和/或氯化苄。

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅲ)中，所述碱性试剂为选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化钡、氢化钠、氢化钾、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、异丙醇钠、叔丁醇锂、叔丁醇镁、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠和碳酸铯中的一种或多种的组合。

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅲ)中，所述溶剂为选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、1,4-二氧六环和甲基叔丁基醚中的一种或多种的组合。

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅲ)中，控制所述苄基化反应的温度为20-40℃。

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅲ)中，控制所述苄基化反应的反应时间为12-24h。

根据本发明的一些优选方面，步骤(ⅲ)中，所述式(3)所示的化合物、所述卤化苄和所述碱性试剂的投料摩尔比为1∶2.0-4.0∶2.0-5.5。

本发明提供的又一技术方案：一种式(1)所示的甲基3-O-苄基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(a)按照上述所述的制备方法制备式(2)所示的化合物；

(b)使式(2)所示的化合物在酸性水溶液中发生羟基脱保护基反应，生成式(1)所述的甲基3-O-苄基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷；

根据本发明的一些具体方面，步骤(b)为本领域此类反应的常规方法和条件。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明采用D-氨基葡萄糖的C4、C6位进行苄亚基保护反应得到中间体并作为起始原料，一方面可以使得往下的各步反应减少副反应产生，且能够简化和优化反应步骤，各步反应的杂质较少、可控，无污染物产生，收率和纯度较高，体现绿色环保效果；另一方面，起始原料和所用的试剂易得，成本较低，适用于工艺放大制备以满足磺达肝癸钠工业化生产。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

下述中，如无特殊说明，所有的原料均来自于商购或者通过本领域的常规方法制备而得。起始原料4,6-O-苄亚基-2-氨基葡萄糖可通过由D-氨基葡萄糖盐酸盐(CAS1078691-95-8)与苯甲醛二甲缩醛(CAS 1125-88-8)反应制备得到，参见专利CN103588825对相同化合物的制备方法。下述中，浓硫酸是指质量百分数为98％的硫酸水溶液。

下述实施例中磺达肝癸钠单糖中间体甲基3-O-苄基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷的合成路线如下：

实施例1

A)制备甲基4,6-O-苄亚基-2-氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(式(4)所示的化合物)：

4,6-O-苄亚基-2-氨基葡萄糖(25g，式(5)所示的化合物)与甲醇(75mL)混合溶解，加入盐酸(300mL，质量分数为30％)，升至60℃反应36h至反应完全，降至室温，用碳酸钾溶液调至pH值至为8～9，冷却至0℃析晶6h，抽滤，滤饼用甲醇重结晶，得甲基4,6-O-苄亚基-2-氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷，白色固体23.7g，收率90％，纯度为98.5％。

B)制备甲基4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(式(3)所示的化合物)：

甲基4,6-O-苄亚基-2-氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(22.5g)溶于氯仿(300mL)，加水300ml，加碳酸钾(22.1g)，滴加氯甲酸苄酯(20.5g)，保温40℃反应18h至反应完全，冷却至10℃析晶6h，抽滤，真空干燥，得甲基4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷，白色固体30.6g，收率92％，纯度为98.6％。

C)制备甲基3-O-苄基-4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(式(2)所示的化合物)：

甲基4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(30g)溶于N,N-二甲基甲酰胺(280mL)，加入氢氧化钠(5.8g)，滴加溴化苄(24.7g)的N,N-二甲基甲酰胺溶液，保温40℃反应12h至反应完全，经后处理和纯化，真空干燥，得甲基3-O-苄基-4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷，白色固体34.7g，收率95％，纯度为99.2％。

D)制备甲基3-O-苄基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(式(1)所示的化合物)：

反应瓶中加入甲基3-O-苄基-4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(32g)、水(63g)和乙酸(95g)，保温100℃反应5h至反应完全，经后处理和纯化，真空干燥，得甲基3-O-苄基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷，白色固体25.4g，收率96％，纯度为98.8％。

实施例2

A)制备甲基4,6-O-苄亚基-2-氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(式(4)所示的化合物)：

4,6-O-苄亚基-2-氨基葡萄糖(44g，式(5)所示的化合物)与甲醇(7.9g)混合，加热溶解，加入浓硫酸(8.1g)，升至55℃反应48h至反应完全，降至室温，用碳酸钾溶液调至pH值至为8～9，冷却至0℃析晶6h，抽滤，滤饼用甲醇重结晶，得甲基4,6-O-苄亚基-2-氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷，白色固体39.8g，收率86％，纯度为97.7％。

B)制备甲基4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(式(3)所示的化合物)：

甲基4,6-O-苄亚基-2-氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(35g)溶于丙酮(500mL)，滴加碳酸钠(15.8g)的水溶液和氯甲酸苄酯(25.5g)，保温20℃反应24h至反应完全，冷却至10℃析晶6h，抽滤，真空干燥，得甲基4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷，白色固体46.5g，收率90％，纯度为98.1％。

C)制备甲基3-O-苄基-4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(式(2)所示的化合物)：

甲基4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(45.5g)溶于1,4-二氧六环(450mL)，加入氢氧化钾(24.6g)，滴加溴化苄(56.2g)的1,4-二氧六环溶液，保温30℃反应16h至反应完全，经后处理和纯化，真空干燥，得甲基3-O-苄基-4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷，白色固体51.5g，收率93％，纯度为98.7％。

D)制备甲基3-O-苄基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(式(1)所示的化合物)：

反应瓶中加入甲基3-O-苄基-4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(50g)、水(150g)和乙酸(240g)，保温100℃反应3.5h至反应完全，经后处理和纯化，真空干燥，得甲基3-O-苄基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷，白色固体39.2g，收率95％，纯度为98.6％。

实施例3

A)制备甲基4,6-O-苄亚基-2-氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(式(4)所示的化合物)：

4,6-O-苄亚基-2-氨基葡萄糖(96g，式(5)所示的化合物)与甲醇(575.4g)混合溶解，加入乙酸(215.7g)，升至65℃反应24h至反应完全，降至室温，用碳酸钾溶液调至pH至为8～9，冷却至0℃析晶6h，抽滤，滤饼用甲醇重结晶，得甲基4,6-O-苄亚基-2-氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷，白色固体89.9g，收率89％，纯度为97.9％。

B)制备甲基4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(式(3)所示的化合物)：

甲基4,6-O-苄亚基-2-氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(88g)溶于1.2-二氯乙烷(1L)，滴加碳酸氢钾(78.3g)的水溶液和氯甲酸苄酯(106.7g)，保温30℃反应12h至反应完全，冷却至10℃析晶6h，抽滤，真空干燥，得甲基4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷，白色固体120.9g，收率93％，纯度为98.0％。

C)制备甲基3-O-苄基-4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(式(2)所示的化合物)：

甲基4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(120g)溶于甲基叔丁基醚(1L)，加入氢氧化钡(272.2g)，滴加溴化苄(197.6g)的甲基叔丁基醚溶液，保温20℃反应24h至反应完全，经后处理和纯化，真空干燥，得甲基3-O-苄基-4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷，白色固体131.4g，收率90％，纯度为98.5％。

D)制备甲基3-O-苄基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(式(1)所示的化合物)：

反应瓶中加入甲基3-O-苄基-4,6-O-苄亚基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷(130g)、水(325g)和乙酸(552g)，保温95℃反应4h至反应完全，经后处理和纯化，真空干燥，得甲基3-O-苄基-2-(苄氧基羰基)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖苷，白色固体104.1g，收率97％，纯度为98.5％。

对比例1

基本同实施例1，其区别仅在于：将第一步甲基化反应(步骤(A))与第二步酰胺化反应(步骤(B))调换顺序，也即先进行酰胺化反应，再进行甲基化反应，然后再进行苄基化反应与脱羟基保护基反应，路线如下：

测得此合成路线中两步反应的收率分别为74.5％(纯度96.7％)、91％(纯度98.4％)。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。