丙谷二肽小试及中试研究总结20160709
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丙谷二肽项目小试及中试研究总结
20160709
我们以N -苄氧羰基-L -丙氨酸钠作为起始物料,在DCC 和HOSU 的作用下与谷氨酰胺缩合制得N -苄氧羰基-L -丙氨酰-L -谷氨酰胺(IV),中间体(IV)经乙醇重结晶后在Pd/C 的催化作用下,与氢气作用制得丙谷二肽(I )粗品,最后经甲醇水精制得丙谷二肽原料。反应路线如下:
O N H
O OH O
+
H 2N
OH
O
NH 2
O
O N H
O H N O OH
O
NH 2
O H 2N
H
N O
OH O
NH 2
O (II)(III)
(IV)(I)
步骤 1)
步骤 2精制丙谷二肽原料
我们于2016年01月到2016年5月相继完成了完成了路线打通以及工艺优化方面的研究,之后进行了三批(G0720160326,G0720160419,G0720160422))小试工艺确认,实验结果表明,氢解粗品各项检测指标合格、工艺稳定。以G0720160422批为代表,工艺描述如下:
步骤1):N -苄氧羰基-L -丙氨酰-L -谷氨酰胺(IV )的合成
O N
H
O OH O
+
H 2N
OH
O
NH 2
O
O N H
O H N O OH
O
NH 2
O (II)(III)(IV)
向1L 三口瓶中加入300ml 1,4-二氧六环(水分0.1%)、50.0g (0.22mol )苄氧羰基-L -丙氨酸、28.36g (0.25mol)N -羟基丁二酰亚胺,室温下搅拌溶解,在15~25°C 下向酯化罐中滴加二环己基碳二亚胺的1,4-二氧六环的溶液(50ml 1,4-二氧六环加入至溶解罐中溶解二环己基碳二亚胺50.84g),滴加过程放热,控制温度不超过25°C 滴加完毕,在20±3°C 下继续反应4小时。过滤固体,少量二氧六环淋洗滤饼。
配制1.4mol/L 氢氧化钠溶液352ml(即向 19.7g 氢氧化钠中加入纯化水180ml ,搅拌均匀并冷却至15°C 以下),将36.0g L -谷氨酰胺加入至上述配制的176ml 氢氧化钠溶液中,搅拌溶解澄清,然后将二氧六环反应液滴加至上述L -谷氨酰胺溶液中,滴加过程放热但升温不剧烈,控制温度不超过20±3°C ,缩合过程中逐滴补加1.4mol/L 氢氧化钠溶液,保持反应液体系PH 在8~9 ,滴加活化酯完毕继续在20±3°C 反应1小时,析出少量固体,经过滤除去固体,滤液减压蒸馏(压强-0.1MPa ,温度45°C )浓缩至体积约至780ml 。向浓缩液加入纯化水160ml 温室搅拌,用3mol/L 的盐酸调节PH=3,析出大量白色固体,室温下搅拌0.5h ,盐酸(总用量约200ml ),过滤固体,用少量纯化水洗涤滤饼,得中间体湿粉181.6g ,含量约35%,产率约82.3%。
向1L 三口瓶中加入无水乙醇105ml ,加入中间体湿粉170g (含量:35%),加热至回流,体系澄清,然后缓慢降至室温,析出大量固体,进一步降温至0~10°C 下保温搅拌1h ,过滤固体,无水乙醇20ml (温度0~5°C )淋洗滤饼,得白色固体湿品,经60°C 干燥过夜得白色固体56.1g ,含量76.5%,纯品收率约55.6% 。(HPLC 纯度>95%)
步骤2):N -(2)-L -丙氨酰-L -谷氨酰胺(I )的合成
O
N
H
O H N O OH
O
NH 2
O
H 2N
H N O
OH
O NH 2
O
(IV)
(I)
取苄氧羰基-L -丙氨酰-L -谷氨酰胺精制品50.0g ,加入1L 反应瓶中,加入200ml 水,600ml 甲醇,抽真空,置换氢气3次,常压反应约2~3小时,反应过程有白色固体析出,HPLC 监控反应原料剩余小于0.1%时停止通氢气,加140ml 纯化水搅拌使析出固体完全
溶解,抽滤回收催化剂,滤液减压浓缩(压强-0.08MPa ,温度45°C ),浓缩反应液至二肽含量为250~300mg/ml 时,向滤液中加入活性炭3.4g ,室温下搅拌0.5h ,过滤除去活性炭,将滤液加热至40℃,向滤液中滴加水当开始有固体析出时,养晶30min ,然后加入剩余甲醇(总体积为250ml ),滴加完毕,40°C 继续搅拌1h ,然后冷却至室温,过滤固体,75°C 真空干燥5小时,得丙谷二肽粗粉约18.6g ,HPLC 纯度99.72%,收率约85.7%。
为了进一步证明工艺的稳定性和各项工艺参数的合理性,按相应放大规模调整参数后进行中试放大,于2016年05月到2016年6月完成了连续生产3批(Y321605004,Y321605005,Y321605006)中试研究,并对中试三批反应进行全程跟踪监测。
以Y321605004批为例代表,工艺描述如下:
步骤1):N -苄氧羰基-L -丙氨酰-L -谷氨酰胺(IV )的合成
O N
H
O OH O
+
H 2N
OH
O
NH 2
O
O N H
O H N O OH
O
NH 2
O (II)(III)(IV)
向2000L 的酯化罐中加入600±10L 1,4-二氧六环(水分0.1%)、100±0.5k g (44.8mol )苄氧羰基-L -丙氨酸、57±0.5kg (49.5mol)N -羟基丁二酰亚胺,搅拌溶解将料液降至15°C 以下,在15~25°C 下向酯化罐中滴加二环己基碳二亚胺的1,4-二氧六环的溶液(100±10L 1,4-二氧六环加入至溶解罐中溶解二环己基碳二亚胺102±0.5kg),滴加过程放热,控制温度不超过25°C 滴加完毕,在20±2°C 下继续反应4小时。将料液经过离心过滤后压转移至周转罐,50L*2二氧六环淋洗滤饼,将二氧六环溶液转移至高位槽中待用。
配制1.4mol/L 氢氧化钠溶液700L(即向40±1kg 氢氧化钠中加入纯化水700±10L ,中搅拌均匀并冷却至15°C 以下),取上述配制的氢氧化钠溶液350L 和 72±0.5kg L -谷氨酰胺加入至1000L 缩合罐,搅拌溶解澄清,然后将二氧六环反应液滴加至上述L -谷氨