匹多莫德的合成工藝改進

葉連寶，歐小敏，羅艷（1.廣東藥學(xué)院藥物化學(xué)教研室，廣州510006；.廣州康臣藥物研究所，廣州510530）

匹多莫德（Pidotimod）化學(xué)名為（R）-3-[（S）-（5-氧-2-吡咯烷基）羰基]-噻唑烷基-4-甲酸，是一種全新的化學(xué)合成免疫促進劑，其結(jié)構(gòu)類似于二肽。20世紀(jì)80年代后期由意大利Poli化學(xué)工業(yè)公司研制開發(fā)，1993年上市并進入臨床作為口服制劑使用，主要用于防治兒童反復(fù)發(fā)作的呼吸道感染（RRI）、慢性支氣管炎、反復(fù)發(fā)作的泌尿道感染及輔助治療惡性腫瘤[1，2]。該化合物的合成方法有多種[3～8]，但有的方法成本高，操作不便，中間體毒性較大，穩(wěn)定性差；有的方法條件較嚴(yán)苛，不易操作，總收率低；有的雖然操作簡單，收率較高，但反應(yīng)過程需進行三廢處理。筆者通過對以上各種合成工藝進行分析，同時結(jié)合工業(yè)化的生產(chǎn)設(shè)備及條件，根據(jù)文獻[9]方法改進并設(shè)計了新的合成方法，結(jié)果表明新方法優(yōu)于文獻方法，并適合工業(yè)化生產(chǎn)，且尚未見文獻報道。

1 試藥與儀器

L-半胱氨酸（批號：20100320，純度：＞98.5%）、L-焦谷氨酸（批號：20100511，純度：≥98.5%）均由武漢圣天宇科技有限公司提供；732、D61、D001CC、D72、NKC9型強酸性陽離子交換樹脂（天津南開大學(xué)離子交換樹脂廠）；N，N-二甲基甲酰胺（DMF）等試劑均為分析純。

X-4數(shù)字顯微熔點測定儀（北京泰克儀器有限公司）；WGX-4圓盤旋光儀（上海精密儀器儀表有限公司）；500MHz核磁共振儀（1H-NMR，瑞士Bruker公司）；質(zhì)譜儀（美國安捷倫公司）。

2 方法與結(jié)果

2.1 各合成路線的比較分析

已有的部分合成路線與本試驗合成路線的比較情況如下。

2.1.1 路線1[3]：用L-半胱氨酸與甲醛反應(yīng)生成L-4-噻唑烷甲酸，然后與L-焦谷氨酸的活性酯在縛酸劑三乙胺作用下反應(yīng)得到匹多莫德，詳見圖1。

圖1 匹多莫德的合成路線（1）Fig 1 Synthesis routeof pidotimod（1）

該方法制備活性酯時用到五氯苯酚，成本高、使用不便，制得的活性酯毒性較大、穩(wěn)定性差。

2.1.2 路線2[4～6]：L-半胱氨酸與甲醛反應(yīng)生成L-4-噻唑烷甲酸，成酯后與L-焦谷氨酸反應(yīng)生成匹多莫德甲酯，再經(jīng)水解得到匹多莫德，詳見圖2。

該方法制備匹多莫德甲酯時須在N，N-二環(huán)己基碳二亞胺（DCC）作用下反應(yīng)，條件較嚴(yán)苛，總收率不到40%。

圖2 匹多莫德的合成路線（2）Fig 2 Synthesis routeof pidotimod（2）

2.1.3 路線3：文獻[7]采用L-4-噻唑烷甲酸與L-焦谷氨酰氯在氫氧化鈉作用下反應(yīng)得到匹多莫德。此法中L-焦谷氨酰氯與氫氧化鈉溶液同時加入，且需嚴(yán)格控制pH 7.5～8.5，不易操作；文獻[8]改用DMF為溶劑，三乙胺為縛酸劑，L-4-噻唑烷甲酸與L-焦谷氨酰氯于室溫反應(yīng)即可制得匹多莫德，此法雖操作簡單，收率能達到55%，但制備L-焦谷氨酰氯的反應(yīng)收率不高，反應(yīng)過程需進行三廢處理，詳見圖3。

圖3 匹多莫德的合成路線（3）Fig 3 Synthesis routeof pidotimod（3）

2.1.4 本試驗選擇路線：先制備L-4-噻唑烷甲酸，然后在NKC9型強酸性陽離子交換樹脂催化下[10]與L-焦谷氨酸反應(yīng)得到匹多莫德，反應(yīng)總共2步，詳見圖4。

圖4 改進后的匹多莫德的合成路線Fig 4 Im proved synthesis routeof pidotimod

2.2 改進后的合成方法

2.2.1 L-4-噻唑烷甲酸的制備。在500m L三頸燒瓶中加入L-半胱氨酸（12.1 g，0.1mol）、蒸餾水（250m L），攪拌溶解后，加入37%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）甲醛水溶液（13m L，0.15mol），于室溫攪拌12 h，過濾得無色針狀結(jié)晶，粗品用蒸餾水重結(jié)晶，過濾，干燥得無色針狀結(jié)晶9.7 g，產(chǎn)率為73%，熔點（mp）：194～195℃（分解），[α]20D＝－142 °（文獻[9]值：196～197 ℃），[α]20D＝－141 °）。質(zhì)譜（m/z）：134.02[M+H]+。

2.2.2 匹多莫德的制備。在250m L三頸燒瓶中加入L-4-噻唑烷甲酸（9.7 g，0.073mol）、L-焦谷氨酸（9.4 g，0.073mol）及經(jīng)處理后的NKC9型強酸性陽離子交換樹脂2 g、DMF 200m L，室溫攪拌6 h，過濾，濾液60℃下減壓蒸餾至干，用200m L蒸餾水提取，水溶液用37%鹽酸（25m L，0.3mol）酸化，于10℃靜置結(jié)晶，過濾，用蒸餾水重結(jié)晶得無色針狀晶體13.5 g，產(chǎn)率為76%。mp：191～193 ℃，[α]25D＝－150 °（文獻[7]值mp：192～194 ℃，[α]25D＝－150 °）?？偸章蕿?5.48%。1H-NMR（DMSO-d6）：δ13.2（s，1H），δ8.6（s，1H），δ5.1～5.8（m，4H），δ3.7～4.4（m，2H），δ2.1～2.5（m，4H）。質(zhì)譜（m/z）：245.06[M+H]+。根據(jù)文獻[11]方法采用高效液相色譜（HPLC）法測定其含量為98.5%～100.5%。

3 討論

試驗中考察了732、D61、D001CC、D72、NKC9幾種離子交換樹脂的催化結(jié)果，發(fā)現(xiàn)5種樹脂的全交換量分別為：≥4.5、≥4.2、≥4.1、≥4.2、≥4.7，催化合成產(chǎn)率分別為：10%、42%、40%、41%、55.48%，表明 D61、D001CC、D72型離子交換樹脂催化產(chǎn)率相當(dāng)，732型離子交換樹脂催化效果較差，而以NKC9型離子交換樹脂催化效果最好。根據(jù)文獻[10]，NKC9、D61、D001CC及D72樹脂為大孔樹脂，內(nèi)部系網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，多空隙，反應(yīng)物易于進入，而離子樹脂的內(nèi)孔道結(jié)構(gòu)對提高催化性能起決定性作用；732型離子交換樹脂為共聚交聯(lián)結(jié)構(gòu)，沒有內(nèi)孔道，因此NKC9、D61、D001CC及D72這幾種樹脂的催化活性遠遠超過732型。雖然同為大孔強酸性陽離子交換樹脂，但NKC9型催化活性要高于其他3種，這主要是由于NKC9、D61、D001CC及D72這4種磺酸性離子交換樹脂主要是磺酸基上的氫起催化作用，而在催化量相同的條件下，NKC9的全交換量較大，提供的H+最多，因而催化活性最高。

綜上所述，改進后的合成工藝操作比較簡便，路線反應(yīng)步驟少，反應(yīng)條件較溫和，原料易得，所使用的樹脂類催化劑一般可以回收重復(fù)利用；所得目標(biāo)產(chǎn)物總收率達到55.48%，適合工業(yè)化生產(chǎn)；產(chǎn)物結(jié)晶性好，所得產(chǎn)品含量大于98.5%，達到藥用要求。

[1]田新平，曾小峰.新型合成免疫調(diào)節(jié)劑——匹多莫德[J].中國新藥雜志，2005，14（1）：111.

[2]楊莉萍，傅得興.新型免疫調(diào)節(jié)劑匹多莫德[J].中國新藥雜志，2004，13（4）：300.

[3]單世明，余書勤，安魯凡.免疫促進劑匹多莫德的合成[J].中國新藥雜志，2000，9（11）：764.

[5]FlouretG.Synthesis of pyroglutamylhistidylprolineam ide by classical and solid phase methods[J].J Med Chem，1970，13（5）：843.

[6]Poli S，Del Corona L.Process for the preparation of3-（ipyroglutamyl）-L-thiazolidine-4-carboxylic acid derivatives[P].US5110936，1992-05-05.

[7]Poli S.Derivative of thiazolidine-4-carboxylic acid，its preparation and pharmaceutical compositions containing it[P].US 4839387，1989-06-13.

[8]胡 昆，王振山，任 杰.匹多莫德的合成[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志，2009，40（12）：883.

[9]Ratner S，Clarke HT.The action of formaldehyde upon cysteine[J].JAm Chem Soc，1937，59（1）：200.

[10]劉平樂，李國兵，焦飛鵬，等.離子交換樹脂非均相催化乙?；铣梢阴＜装妨譡J].農(nóng)藥，2003，42（3）：19.

[11]劉 宏，茆 玲.高效液相色譜法測定注射用匹多莫德中匹多莫德的含量[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)報，2010，7（10）：88.