化学制药工艺-卡托普利的生产工艺

卡托普利的生产工艺

一、概述

卡托普利

英文名称：Captopril 又称：巯甲丙脯酸

化学名：1-［（2S）-2-甲基-3-巯基-1-氧化丙基］-L-脯氨酸

分子式：C9H15NO3S

分子量：217.28

卡托普利化学结构式为：

卡托普利为血管紧张素转换酶抑制剂(ACEl)，能抑制血管紧张素转化酶活性，降低血管紧张素Ⅱ水平，减少缓激肽的失活，血管张力降低，血管扩张(包括舒张小动脉)，从而使血压下降，进而可降低心脏负荷，改善心排血量。增加肾血流量，但不影响肾小球滤过率。

卡托普利为白色结晶或结晶性粉末，熔点为103～104℃（从乙酸乙酯和正己烷中析出白色结晶），该化合物存在同质多晶现象，稳定晶型熔点为106℃，而不稳定晶型的熔点为86℃，卡托普利易溶于水、甲醇、乙醇、氯仿、二氯甲烷、丙酮、难溶于乙醚，不溶于环己烷。

卡托普利用于治疗各种类型的高血压症，尤对其他降压药治疗无效的顽固性高血压，与利尿剂合用可增强疗效，对血浆肾素活性高者疗效较好。也用于急、慢性充血性心衰，与强心剂或利尿剂合用效果更佳。

二、合成路线以及选择

卡托普利的合成方法可分为两类：一类是先形成酰胺碳—氮键，后完成2S 与2R构型化合物分离的方法；另一类是先制备2S构型的侧链，后形成酰胺碳—氮键的方法。

（一）先形成酰胺碳—氮键，后完成2S与2R构型化合物分离的路线【1】.合成路线：

将L—脯氨酸与氯甲酸苄酯反应保护胺基，再与异丁烯在浓硫酸催化下加成形成叔丁酯保护羧基。在Pd/C催化下氢解除去胺基保护基，所得化合物与3—乙酰基流代—2—甲基丙酸的外消旋混合物反应得到胺基酰化产物。经水解除去羧基保护基后，得到卡托普利。

优点：

在合成初期阶段要对L—脯氨酸胺基和羧基进行保护，待相应反应结束后再

去除保护基，此法是多肽合成的常用方法。由于保护基的引入，减少副反应发生的可能性，有利于得到高纯度的目标产物。

缺点;

增加了反应的步骤，使总收率降低。

【2】.合成路线;

用2—甲基丙烯酸为原料，与硫代乙酸进行加成反应，制备3—乙酰基硫代—2—甲基丙酸的外消旋混合物，经二氯亚砜氯化得到3—乙酰基硫代—2—甲基丙酰氯的外消旋混合物，再与L—脯氨酸反应制得（2S）—1—（3—乙酰硫代—2—甲基—1—氧代—丙基）—L—脯氨酸和（2R）—1—（3—乙酰硫代—2—甲基—1—氧代—丙基）—L—脯氨酸的混合物，该混合物与二环己基胺成盐，分离得到2S构型的异构体的二环己基胺盐，再经脱盐、水解、去乙酰基，得到卡托普利。

优点：

原料廉价易得、反应收率较高及2S和2R差向异构体成盐分离效果较好

缺点：

1、原料硫代乙酸通常学要用硫化氢来制备，对环境造成一定的影响；

2、使用3—乙酰基硫代—2—甲基丙酰氯的外消旋体与L—脯氨酸反应得到1—（3—乙酰硫代—2—甲基—1—氧代—丙基）—L—脯氨酸的2位差向异构体。需经成盐分离可得2S体用于下一步反应，而作为副产物的2R体并无合适的方法进行异构化或消旋转化为2S体，只能将它水解回收L—脯氨酸。

（二）先制备2S构型的侧链，后形成酰胺碳—氮键的路线

【3】.合成路线：

以手性化合物2S—甲基—3—羟基丙酸为原料在DMF中使用二氯亚砜为氯化剂同时氯化羟基和羧基制得2S—甲基—3—氯—丙酰氯，在于L—脯氨酸进行酰化，所得的氯化物与NaHS反应便可制得卡托普利。

优点：

1、选用手性化合物为原料，避免了2R异构体的生产，从而大幅度地降低了L—脯氨酸的消耗；

2、最后一步中硫氢化钠，无需使用硫化氢，减少了对环境的污染

【4】.合成路线：

以3—乙酰基硫代—2—甲基丙酸甲酯的外消旋混合物为底料，使用特定的假单胞菌（Pseudomonas）专一性的催化水解外消旋中的2S体，同时对2R体毫无影响，从而实现两种旋光异构体的拆分，（2S）—3—乙酰基硫代—2—甲基丙酸的化学收率为46%，光学纯度达到98%。

优点：

立体专一性强，反应条件温和，化学收率较高，产物化学纯度好，对环境污染小。

对以上4种化学合成路线的评价及选择:

1路线：

反应步骤略多、原料价格适中，纯度较高，收率不太理想

2路线:

原料廉价、反应收率较高、2S和2R差向异构体成盐分离效果较好、硫化氢来制备，对环境造成一定的影响、副产物无法转化利用

3路线：

原料价格高于同类、纯度较高、无硫化氢减少环境污染

4路线：

反应条件温和，化学收率较高，产物化学纯度好，对环境污染小

选择：

2路线在生产效率上达到最高，收益最大，虽对环境产生影响但可以通过不断改进“三废”处理工艺来使对环境的污染达到最小。

三、生产工艺原理及其过程

（一）、3—乙酰基硫代—2—甲基丙酸的外消旋混合物的制备

（一）工艺原理

2—甲基丙烯酸为原料，与硫代乙酸进行加成反应制备3—乙酰基硫代—2—甲基丙酸的外消旋混合物，该反应是亲核试剂硫代乙酸对不饱和羰基化合物2—甲基丙酸的碳—碳双键的亲核加成反应。

主反应：

主要副反应：

加成反应为放热反应，初始滴加硫代乙酸时，需将反应体系温度严格控制在0～5℃。防止副反应大量发生。在0～5℃下搅拌30分钟，待放热过程结束后，将反应液温度缓慢升至90℃，保持微沸状态，约4小时反应即可完成。

原料的质量和配比对反应也有明显的影响。本反应中使用的硫代乙酸的含量应在70%以上，2—甲基丙烯酸为市售的工业原料，在16℃以上不得有固体存在。2—甲基丙烯酸与硫代乙酸的摩尔比为1：1.3，重量配比为1：0.87（折纯）。

工艺过程：

将硫代乙酸抽至反应罐中．开启搅拌，夹层通入冰盐水将冷却至3℃。将计量罐中的2—甲基丙烯酸滴加到反应罐中，搅拌控温0—5℃，30分钟左右加毕。在0—5℃继续搅拌反应30分钟。在30分钟内将反应液的温度提高至90℃，保持微沸状态4小时，完成反应。将反应液的温度降至30℃，转移到氯化罐中。

启动搅拌，开真空泵，调节真空度至0.05~0.06MPa (蒸馏前期真空度可控制在0..05MPa，后期升到0.06MPa)，蒸汽加热(气压控制在0.1MPa左右)，蒸除低沸点的馏分。至无馏分馏出时，停止加热，关闭真空．停搅拌。在蒸馏期间要随时注意真空情况，严防真空管内液体倒流。反应罐中所剩余的产物为3—乙酰巯基—2—甲基丙酸。

（二）、3—乙酰基硫代—2—甲基—丙酰氯的制备

（一）工艺原理

3—乙酰基硫代—2—甲基丙酸，经二氯亚砜氯化反应可制备3—乙酰基硫代—2—甲基丙酰氯。

此反应中反应温度和反应时间对收率存在显著的影响。在反应的过程中，需将反应温度严格的控制在20～30℃，搅拌36小时，收率可在90%以上。反应温