專利名稱：甲基鈷胺素的生產(chǎn)方法
技術領域：
甲基鈷胺素是一種存在于血液和腦脊髓液中的輔酶型維生素B12，與其它類似的B12相比，它具有更優(yōu)異的向神經(jīng)組織遷移的能力。從生物化學上說，甲基鈷胺素顯示出通過甲基基團重排從而恢復受損神經(jīng)組織以加速核酸、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)代謝的藥物作用?；谶@些性質(zhì)，甲基鈷胺素在臨床上用于預防、治療或改善外周性神經(jīng)病，如糖尿病性神經(jīng)病和多神經(jīng)炎，特別是麻木、疼痛和麻痹，也可有效地用于由于缺乏維生素B12而造成的巨成紅細胞性貧血，因此，它是一種重要的維生素。
因此，本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)用作藥物的甲基鈷胺素的工業(yè)上優(yōu)異的新方法。
但是，用于方法(1)和(2)中的二羧酸單甲基酯如草酸單甲基酯不能進行工業(yè)化生產(chǎn)，因此，必須在使用時進行制備，從而不可能利用它們實現(xiàn)工業(yè)化。進而，用作金屬粉末的鋅粉是一種重金屬，必須采取措施以防止其污染產(chǎn)品并保護環(huán)境，從而粉末在工業(yè)上并非優(yōu)選的。
此外，用于(3)中的甲基碘化汞是一種污染物，因此不能用于工業(yè)化生產(chǎn)中。另外，甲基六氟硅酸銨也不能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，必須在使用時制備，所以不可能實現(xiàn)工業(yè)化。
另一方面，從收率和產(chǎn)品純度的角度考慮，合成方法(4)是一種非常優(yōu)異的方法，但是，作為工業(yè)化方法來說也是不能令人滿意的，這是因為，甲基碘的沸點非常低(41-43℃)，并且難于進行處理。此外，從保護工作環(huán)境或自然環(huán)境的角度出發(fā)，基于工廠工人的健康，最好不使用指定的特殊化學物質(zhì)甲基碘，因其具有毒性，如產(chǎn)生類癌瘤。另外，為了通過采用甲基碘的方法獲得高純度的甲基鈷胺素，通常必須通過一種或多種柱色譜進行純化，從操作的角度和生產(chǎn)成本的角度來說也是一個嚴重的問題。此外，用于柱色譜純化中的有機溶劑的數(shù)量很大，因此，廢液量也會很大。
因此，目前還未能完全開發(fā)出生產(chǎn)甲基鈷胺素的優(yōu)異的工業(yè)化方法，因此，希望找到這樣一種新的優(yōu)異的方法。
因此，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)甲基鈷胺素的優(yōu)異的工業(yè)化方法，特別是一種不使用甲基碘和不進行柱色譜純化的新方法。
以下詳細解釋本發(fā)明。
本發(fā)明涉及一種由以下化學反應式表示的甲基鈷胺素(V)的生產(chǎn)方法鈷胺素-CN或鈷胺素-OH→鈷胺素-CH3按照本發(fā)明，氰鈷胺素(I)、羥鈷胺素(II)和甲基鈷胺素(V)是公知的天然化合物，分別由以下的化學式表示氰鈷胺素，CAS登記號68-19-9羥鈷胺素，CAS登記號13422-51-0
甲基鈷胺素，CAS登記號13422-55-4 R2＝CN氰鈷胺素(I)R2＝OH羥鈷胺素(II)R2＝CH3甲基鈷胺素(V)本發(fā)明的特征在于，高純甲基鈷胺素等于或優(yōu)于通過柱色譜純化的產(chǎn)品，可方便地以高收率獲得，其中僅僅通過將氰鈷胺素(I)或羥鈷胺素(II)在還原劑(III)和水溶性甲基化試劑(IV)存在下，通常在水溶液中或含水有機溶劑中進行甲基化處理，如果需要的話，將難溶于水的反應產(chǎn)物以晶體或沉淀物的形式沉淀出來，然后分離和對其處理。
本發(fā)明中，水溶性的甲基化試劑(IV)并不限于其水溶解度為2％或更大，特別是包括由下式表示的三甲基硫衍生物(VI)， 其中，X表示鹵原子或甲氧基磺酰氧基；n表示0或1。
三甲基硫衍生物(VI)的實例包括但不限于下述化合物(1)三甲基氧化锍碘化物，CAS登記號1774-47-6(2)三甲基碘化锍，CAS登記號2181-42-2
(3)三甲基氧化锍氯化物，CAS登記號5034-06-0(4)三甲基氯化锍，CAS登記號3086-29-1(5)三甲基氧化锍溴化物，CAS登記號3084-53-5(6)三甲基溴化锍，CAS登記號25596-24-1(7)甲基硫酸三甲基锍，CAS號2181-44-4所有這些化合物均為公知產(chǎn)品，特別是三甲基氧化锍碘化物、三甲基碘化锍、三甲基氧化锍氯化物、三甲基氧化锍溴化物和三甲基溴化锍均是較便易且可商購的工業(yè)原料。進而，三甲基氯化锍易于按照下述文獻所述方法合成和得到Tetrahedron Lett.，27，1233(1986)(B.Byrne等)。
在三甲基硫衍生物(VI)中，三甲基氧化锍溴化物、三甲基溴化锍、三甲基氧化锍氯化物和三甲基氯化锍在水中的溶解度特別高，并具有少量使用即可提供高收率的高純度甲基鈷胺素的特性。
對三甲基硫衍生物(VI)的用量并無特殊限制，但其用量通常為1.0-5當量，優(yōu)選1.1-4.5當量，更優(yōu)選1.2-4當量，以氰鈷胺素(I)或羥鈷胺素(II)計。
對本發(fā)明的還原劑(III)并無特殊限制，只要其在合成氰鈷胺素(I)或羥鈷胺素(II)中可用作還原劑。更具體地，其實例包括硼氫化鈉。
對還原劑(III)的用量并無特殊限制，但其用量通常為5-30當量，優(yōu)選8-25當量，更優(yōu)選10-20當量，以氰鈷胺素(I)或羥鈷胺素(II)計。
本發(fā)明的方法能夠高收率地生產(chǎn)高純度甲基鈷胺素，生產(chǎn)過程中不采用金屬離子或僅采用少量金屬離子作為氰離子-捕集劑(cyanion-trapping agent)，該方法顯示出極優(yōu)異的作用，即不會存在在脫除金屬離子產(chǎn)物時引起的問題，所述金屬離子產(chǎn)物難于從體系中濾除。
通常，當甲基碘用作甲基化試劑時，硫酸亞鐵用作氰離子-捕集劑，與在大多數(shù)情形下所用的其它試劑結合使用，硫酸亞鐵的用量必須至少為30重量％或更多，以氰鈷胺素(I)或羥鈷胺素(II)計。
但是，在本發(fā)明中，因為即使在不使用硫酸亞鐵作為氰離子-捕集劑時也能進行甲基化處理，所以也可高收率地獲得高純度甲基鈷胺素。
此外，在硫酸亞鐵少量用作氰離子-捕集劑時，反應更迅速，通過與不使用硫酸亞鐵的情形相同的后處理過程可高收率地獲得高純度甲基鈷胺素。另外，在氯化鈷少量使用時，也可高收率地獲得高純度甲基鈷胺素，因為甲基化過程可以高選擇性進行，從而抑制了雜質(zhì)產(chǎn)生。
因此，本發(fā)明也涉及一種生產(chǎn)甲基鈷胺素(V)的方法，該方法包括下述步驟在氰離子-捕集劑、還原劑(III)和水溶性甲基化試劑(IV)存在下，在水溶液中或在含水有機溶劑中，使氰鈷胺素(I)或羥鈷胺素(II)甲基化；將反應產(chǎn)物以晶體或沉淀物的形式沉淀出來。
在本發(fā)明中，在使用氰離子-捕集劑時，氰離子-捕集劑的實例包括金屬或金屬鹽，如硫酸亞鐵、鐵粉、莫爾鹽、氯化亞鐵、氯化鈷、氯化鎳和氯化鋅，特別優(yōu)選硫酸亞鐵和/或氯化鈷。這些金屬或金屬鹽可單獨使用或組合使用。
氰離子-捕集劑可以少量使用，其用量通常為1-30重量％，更優(yōu)選1-10重量％，以氰鈷胺素(I)或羥鈷胺素(II)計。
最后，對反應溶劑的使用并無特殊限制，在使用溶劑時，對溶劑并無特殊限制，只要其對氰鈷胺素(I)、羥鈷胺素(II)、三甲基硫衍生物(VI)或甲基鈷胺素(V)呈惰性即可。反應溶劑通常為水溶液或含水有機溶劑。作為有機溶劑，通常優(yōu)選水溶性溶劑，其實例包括低級醇，如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、仲丁醇和叔丁醇；各種酯，如甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸異丙酯；各種酮，如丙酮、2-丁酮和3-甲基-2-丁酮；環(huán)醚，如THF和二氧六環(huán)；乙腈、DMF、DMSO、吡啶等；和它們一種或多種的混合物。
對本發(fā)明中的反應溫度也無特殊限制，但是反應溫度通常為0-90℃，優(yōu)選10-70℃，更優(yōu)選15-50℃。
更優(yōu)選的結果是在惰性氣流如氮氣下和/或在暗處(在紅外線下)進行反應時獲得的。
為了更具體地解釋本發(fā)明，以下描述具體的實施例，但本發(fā)明并不受實施例的限制。實施例實施例1 甲基鈷胺素的合成本實施例是在暗處(紅外線下)進行的。
向260ml的離子交換水中加入20g的氰鈷胺素、6.02g的三甲基碘化锍和800mg的硫酸亞鐵(II)七水合物。將混合物在水浴中加熱，在用氮氣代替體系的氣氛后，在攪拌下，在內(nèi)溫度為40℃下，在20分鐘內(nèi)，分別向其中滴加入硼氫化鈉(8g)/2N氫氧化鈉(0.2ml)/水(40ml)的溶液和15ml的2-丁酮。在攪拌15分鐘后，將混合物冷卻至15℃。進而，加入15ml的2-丁酮，再攪拌過夜。過濾收集沉淀物，干燥，得到21.4g的標題化合物的粗產(chǎn)物。向粗產(chǎn)物中加入200ml的50％丙酮水溶液，將混合物加熱，并用濃鹽酸調(diào)節(jié)混合物的pH值至6.5，再過濾。在用40ml的50％丙酮水溶液洗滌后，向濾液中滴加入630ml的丙酮，再在15℃下攪拌過夜。通過過濾收集沉淀出的晶體，并干燥，得到17g的標題化合物(收率86％)。獲得的甲基鈷胺素的物理性質(zhì)氯化氫緩沖液(pH2.0)在264-266，303-307和459-462nm下檢測UVmax。
磷酸鹽緩沖液(pH7.0)在266-269、341-344和520-524nm下檢測UVmax。
UVmax的參考值(Merck指數(shù)，第12版)實施例2 甲基鈷胺素的合成本實施例是在暗處(紅外線下)進行的。
向1.3升的離子交換水中加入100g的氰鈷胺素和32.46g的三甲基氧化锍碘化物。在用氮氣代替系統(tǒng)的氣氛后，將混合物在水浴中加熱，在攪拌下，在內(nèi)溫度為40℃下，在30分鐘內(nèi)，向其中滴加入硼氫化鈉(40g)/2N氫氧化鈉(2ml)/水(200ml)的溶液。在攪拌1小時后，將混合物冷卻至室溫并攪拌過夜。過濾收集沉淀物，干燥，得到標題化合物的粗產(chǎn)物。向粗產(chǎn)物中加入1升的50％丙酮水溶液，將混合物加熱，并用濃鹽酸調(diào)節(jié)混合物的pH值至6.5，再過濾。在用400ml的50％丙酮水溶液洗滌后，向濾液中滴加入2.8L的丙酮，再在17℃下攪拌該混合物過夜。通過過濾收集沉淀出的晶體，并干燥，得到90g的標題化合物(收率91％)。實施例3 甲基鈷胺素的合成本實施例是在暗處(紅外線下)進行的。
向1.3升的離子交換水中加入100g的氰鈷胺素和32.46g的三甲基氧化锍碘化物、4g的硫酸亞鐵(II)七水合物和100ml的2-丁酮。在氮氣流下，將混合物在水浴中加熱，在攪拌下，在內(nèi)溫度為40℃下，在30分鐘內(nèi)，向其中滴加入硼氫化鈉(40g)/2N氫氧化鈉(1ml)/水(200ml)的溶液。在攪拌30分鐘后，將混合物冷卻至室溫并攪拌過夜。過濾收集沉淀，干燥，得到123g的標題化合物的粗產(chǎn)物。向粗產(chǎn)物中加入1升的50％丙酮水溶液，將混合物加熱至35℃，并用濃鹽酸調(diào)節(jié)混合物的pH值至7.0，再過濾。向其中滴加入2.8升的丙酮，再攪拌過夜。通過過濾收集沉淀出的晶體，并干燥，得到93.2g的標題化合物(收率94％)。實施例4 甲基鈷胺素的合成本實施例是在暗處(紅外線下)進行的。
向390ml的離子交換水中加入30g的氰鈷胺素、14.61g的三甲基氧化锍碘化物、900mg的硫酸亞鐵(II)七水合物、900mg的氯化鈷六水合物和22.5ml的2-丁酮。在用氮氣代替系統(tǒng)的氣氛后，將混合物在水浴中加熱，在攪拌下，在內(nèi)溫度為20℃，向其中滴加入硼氫化鈉(12g)/2N氫氧化鈉(1ml)/水(60ml)的溶液。在攪拌3小時后，將混合物冷卻至10℃并攪拌過夜。向其中加入24ml的3-甲基-2-丁酮，再攪拌2小時。然后，過濾收集沉淀物，干燥，得到35g的標題化合物的粗產(chǎn)物。向其中加入300ml 50％的甲醇水溶液，再將混合物加熱至35℃，過濾，用120ml的50％甲醇水溶液洗滌。在用濃鹽酸調(diào)節(jié)混合物的pH值至7.0后，滴加入1365ml的丙酮，再將混合物在10℃下攪拌過夜。通過過濾收集沉淀出的晶體，并干燥，得到25.9g的標題化合物(收率86.3％)。實施例5 甲基鈷胺素的合成本實施例是在暗處(紅外線下)進行的。
向130ml的離子交換水中加入10g的氰鈷胺素、3.83g的三甲基氧化锍溴化物、700mg的硫酸亞鐵(II)七水合物和7.5ml的2-丁酮。在用氮氣代替系統(tǒng)的氣氛后，將混合物在水浴中加熱，在攪拌下，在內(nèi)溫度為35℃下，向其中滴加入硼氫化鈉(4g)/2N氫氧化鈉(0.2ml)/水(20ml)的溶液。在攪拌3小時后，將混合物冷卻至15℃并攪拌過夜。向其中加入7.5ml的2-丁酮，隨后攪拌2小時。然后，過濾收集沉淀物，干燥，得到標題化合物的粗產(chǎn)物。向其中加入140ml 50％的丙酮水溶液，再將混合物加熱至45℃，過濾，用60ml的50％丙酮水溶液洗滌。在用濃鹽酸調(diào)節(jié)混合物的pH值至6.5后，滴加入475ml的丙酮，再將混合物在20℃下攪拌過夜。通過過濾收集沉淀出的晶體，并干燥，得到8.86g的標題化合物(收率89.3％)。實施例6 甲基鈷胺素的合成本實施例是在暗處(紅外線下)進行的。
向650ml的離子交換水中加入50g的氰鈷胺素、19.51g的三甲基氧化锍溴化物、3.5g的氯化鈷六水合物和37.5ml的2-丁酮。在用氮氣代替系統(tǒng)的氣氛后，將混合物在水浴中加熱，在攪拌下，在內(nèi)溫度為35℃下，向其中滴加入硼氫化鈉(20g)/2N氫氧化鈉(1ml)/水(100ml)的溶液。在攪拌2小時后，將混合物冷卻至15℃并攪拌過夜。向其中加入37.5ml的2-丁酮，再攪拌1小時。然后，過濾收集沉淀物，干燥，得到標題化合物的粗產(chǎn)物。向其中加入700ml 50％的甲醇水溶液，再將混合物加熱至40℃，過濾，用300ml的50％丙酮水溶液洗滌。在用濃鹽酸調(diào)節(jié)混合物的pH值至6.5后，蒸發(fā)甲醇。向殘余物中滴加入2250ml的丙酮，再在20℃下攪拌過夜。通過過濾收集沉淀出的晶體，并干燥，得到45.0g的標題化合物(收率90.7％)。實施例7 甲基鈷胺素的合成本實施例在暗處(紅外線下)進行。
向130ml的離子交換水中加入10g的氰鈷胺素、3.48g的三甲基溴化锍、700mg的氯化鈷六水合物和7.5ml的2-丁酮。在用氮氣代替系統(tǒng)的氣氛后，將混合物在水浴中加熱，在攪拌下，在內(nèi)溫度為35℃下，向其中滴加入硼氫化鈉(4g)/2N氫氧化鈉(0.2ml)/水(20ml)的溶液。在攪拌3小時后，將混合物冷卻至15℃并攪拌過夜。再加入7.5ml的丁酮，再攪拌2小時。然后，過濾收集沉淀物，干燥，得到標題化合物的粗產(chǎn)物。向其中加入140ml 50％的丙酮水溶液，再將混合物加熱至45℃，過濾，用60ml的50％丙酮水溶液洗滌。在用濃鹽酸調(diào)節(jié)混合物的pH值至6.5后，滴加入475ml的丙酮，再將混合物在20℃下攪拌過夜。通過過濾收集沉淀出的晶體，并干燥，得到8.94g的標題化合物(收率90.1％)。實施例8 甲基鈷胺素的合成本實施例在暗處(紅外線下)進行。
向130ml的離子交換水中加入10g的氰鈷胺素、2.85g的三甲基氧化锍氯化物、700mg的硫酸亞鐵(II)七水合物和7.5ml的2-丁酮。在用氮氣代替系統(tǒng)的氣氛后，將混合物在水浴中加熱。在攪拌下，在內(nèi)溫度為35℃下，向其中滴加入硼氫化鈉(4g)/2N氫氧化鈉(0.5ml)/水(20ml)的溶液。在攪拌3小時后，將混合物冷卻至15℃并攪拌過夜。向其中加入7.5ml的丁酮，再攪拌2小時。然后，過濾收集沉淀物，干燥，得到35g的標題化合物的粗產(chǎn)物。向其中加入140ml 50％的丙酮水溶液，再將混合物加熱至45℃，過濾，用60ml的50％丙酮水溶液洗滌。在用濃鹽酸調(diào)節(jié)混合物的pH值至6.5后，滴加入475ml的丙酮，再將混合物在20℃下攪拌過夜。通過過濾收集沉淀出的晶體，并干燥，得到8.92g的標題化合物(收率89.9％)。
權利要求
1.一種甲基鈷胺素(V)的生產(chǎn)方法，該方法包括，在還原劑(III)和水溶性甲基化試劑(IV)存在下，對由下式表示的氰鈷胺素(I)或羥鈷胺素(II)進行甲基化處理 R2＝CN氰鈷胺素(I)R2＝OH羥鈷胺素(II)R2＝CH3甲基鈷胺素(V)。
2.一種甲基鈷胺素(V)的生產(chǎn)方法，包括在還原劑(III)和水溶性甲基化試劑(IV)存在下，在水溶液或含水有機溶劑中，對氰鈷胺素(I)或羥鈷胺素(II)進行甲基化處理的步驟。
3.一種甲基鈷胺素(V)的生產(chǎn)方法，包括在還原劑(III)和水溶性甲基化試劑(IV)存在下，在水溶液或含水有機溶劑中，對氰鈷胺素(I)或羥鈷胺素(II)進行甲基化處理，然后以晶體或沉淀的形式將反應產(chǎn)物沉淀出來。
4.一種甲基鈷胺素(V)的生產(chǎn)方法，包括在氰離子-捕集劑、還原劑(III)和水溶性甲基化試劑(IV)存在下，在水溶液或含水有機溶劑中，對氰鈷胺素(I)或羥鈷胺素(II)進行甲基化處理，然后以晶體或沉淀的形式將反應產(chǎn)物沉淀出來。
5.根據(jù)權利要求1-4任一項的甲基鈷胺素(V)的生產(chǎn)方法，其中水溶性甲基化試劑(IV)是由下式表示的三甲基硫衍生物(VI) 其中，X為鹵原子或甲氧基磺酰氧基；n為0或1.
6.根據(jù)權利要求5的甲基鈷胺素(V)的生產(chǎn)方法，其中三甲基硫衍生物(VI)是選自下列物質(zhì)中的至少一種三甲基氧化锍碘化物、三甲基碘化锍、三甲基氧化锍溴化物、三甲基溴化锍、三甲基氧化锍氯化物和三甲基氯化锍。
7.根據(jù)權利要求1-4任一項的甲基鈷胺素(V)的生產(chǎn)方法，其中還原劑(III)為硼氫化鈉。
8.根據(jù)權利要求4的甲基鈷胺素(V)的生產(chǎn)方法，其中氰離子-捕集劑是選自硫酸亞鐵和氯化鈷中的至少一種。
9.根據(jù)權利要求4或8的甲基鈷胺素(V)的生產(chǎn)方法，其中氰離子-捕集劑的用量為1-30重量％，以氰鈷胺素(I)或羥鈷胺素(II)計。
10.根據(jù)權利要求1-4任一項的甲基鈷胺素(V)的生產(chǎn)方法，其中三甲基硫衍生物(VI)是選自下列物質(zhì)中的至少一種三甲基氧化锍碘化物、三甲基碘化锍、三甲基氧化锍溴化物、三甲基溴化锍、三甲基氧化锍氯化物和三甲基氯化锍；還原劑(III)為硼氫化鈉。
11.根據(jù)權利要求4的甲基鈷胺素(V)的生產(chǎn)方法，其中，三甲基硫衍生物(VI)是選自下列物質(zhì)中的至少一種三甲基氧化锍碘化物、三甲基碘化锍、三甲基氧化锍溴化物、三甲基溴化锍、三甲基氧化锍氯化物和三甲基氯化锍；還原劑(III)為硼氫化鈉；氰離子-捕集劑是選自硫酸亞鐵和氯化鈷中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種工業(yè)上優(yōu)異的生產(chǎn)用作藥物等的甲基鈷胺素的新方法，其特征在于在還原劑和水溶性甲基化試劑存在下對氰鈷胺素或羥鈷胺素進行甲基化處理。
文檔編號C07H23/00GK1409723SQ00816885
公開日2003年4月9日 申請日期2000年12月7日 優(yōu)先權日1999年12月9日
發(fā)明者久武義彥, 黑田浩史 申請人:衛(wèi)材株式會社