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盐酸西替利嗪的合成与应用

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化 与生物Z程2009。VoI.26 No.1 开发应用国 Chemistry&Bioengineering 盐酸西替利嗪的合成与应用 谢正平 ,李忠铭 ,尤庆亮 ,喻宗沅 (1.湖北省化学研究院,湖北武汉430074;2.江汉大学化学与环境工程学院,湖北武汉430056) 摘 要:盐酸西替利嗪是第二代HI受体拮抗剂,是目前国际上最畅销的抗过敏药物之一。介绍了盐酸西替利嗪的 安全性、疗效、最新的临床应用;重点评述了盐酸西替利嗪由四个起始反应原料出发的合成路线及其优缺点。 关键词:盐酸西替利嗪;合成与应用;抗过敏 中图分类号:TQ 460.31 TQ 463.5 文献标识码:A 文章编号:1672—5425(2009)01—0053—05 1 盐酸西替利嗪的安全性、疗效及应用 赵丽敏等 ]通过对昔利(盐酸西替利嗪片)、迪皿 (盐酸左西替利嗪)和仙特明(二盐酸西替利嗪)这三 盐酸西替利嗪(Cetirizine dmydrochloride,化合物 种盐酸西替利嗪制剂的疗效、不良反应的观察和成本 1)是羟嗪在人体内的活性代谢产物,化学名为(±)2一 效益分析,并进行药物经济学评价指出:虽然仙特明成 [2一[4一[(4一氯苯基)苯甲基]一1一哌嗪基]乙氧基]乙酸二 本/效果比最高,但痊愈率最高,不良反应发生率也最 盐酸盐,由比利时UCB公司开发,于1987年以商品名 低。 Zyrtec首次在比利时上市。盐酸西替利嗪为第二代 在同类产品中,盐酸西替利嗪对H1受体的选择 HI受体拮抗剂,具有对H1受体选择性高、半衰期长、 性比特非那丁高,起效比阿司咪唑快l8]。 无明显镇静作用、中枢神经系统不良反应少等优点,临 因此,盐酸西替利嗪作为第二代H1受体拮抗剂, 床上用于治疗呼吸系统、皮肤和眼的过敏性疾病,包 克服了第一代抗组胺药半衰期短、需多次给药、有嗜 括荨麻疹、特应性皮炎、过敏性鼻炎、非季节变应性鼻 睡及抗胆碱能作用等缺点,且疗效确定、副作用轻、 炎、枯草热、过敏性哮喘、气道反应性增高性咽喉炎以 应用方便,又较其它第二代抗组胺药起效快、经济适 及有眼痒症状的结膜炎,疗效肯定,副作用少。1996 用,目前广泛应用于临床。随着其新用途的发现及联 年获美国FDA批准,欧洲药典(1997版)收载,目前国 合用药方案的拟订并经临床验证和肯定 ],有望掀起 内已有多家单位生产。 新一轮的抗过敏药畅销热潮。 1998年5月,美国FDA批准西替利嗪可用于2~ 5岁儿童,现国内也已应用于12岁以下儿童『1],FDA 2盐酸西替利嗪的合成路线(图1) 将其划为妊娠妇女用药的B类(较安全),中国国家食 2.1 以1-[(4一氯苯基)苯甲基]哌嗪为起始物合成 品药品监督管理局于2008年1月11日将盐酸西替利 2.1.1用卤代乙氧基乙酸酯合成 嗪片由处方药转换为非处方药。 2.1.1.1 用2一氯乙氧基乙酸甲酯合成_1 盐酸西替利嗪不经肝脏代谢,适合肝病患者使 1一[(4一氯苯基)苯甲基]哌嗪(化合物2)首先与2一 用[2],但是文献[3]报道肝病患者服用盐酸西替利嗪可 氯乙氧基乙酸甲酯缩合,生成2一[2一[4一[(4-氯苯基)苯 导致血药浓度升高,从而增加心脏毒性,文献I-4]报道 甲基]一l一哌嗪基]乙氧基]乙酸甲酯(化合物3),化合物 口服赛特赞(印产西替利嗪二盐酸盐)致急性重症药物 3经碱解,生成2一[2一[4一[(4-氯苯基)苯甲基]一1一哌嗪 性肝炎1例。最新研究报告称盐酸西替利嗪和H3受 基]乙氧基]乙酸钾(化合物4),化合物4经酸化、成盐 体拮抗剂联合可用作抗抑郁药[5j。盐酸西替利嗪治疗 得化合物1l】 。其缺点是总收率很低(约1O ),缩合 糖尿病并发的皮肤瘙痒症、荨麻疹和过敏性鼻炎也都 产物需要用硅胶柱提纯,故一般不采用l_J 。 获得良好的效果[ 。 2.1.1.2用2一氯乙氧基乙酸乙酯合成 收稿日期:2008—09—02 作者简介:谢正平(1980一),男,江西吉安人,硕士研究生,研究方向:应用化学药物合成;通讯联系人:喻宗沅,研究员。E—mail: hxyxiezhp@163.com。 圈 正平等:盐酸西替利嗪的合成与应用/2009年囊1期 图1盐酸西替利嗪合成路线 Fig.1 Synthetic routes of cetirizine dihydrochloride 谢正平等:盐酸西替利嗪的合成与应用/2009年囊1期 文献[12]对路线2.1.1.1中第1步缩合反应进行 了改进,收率由原来的27.8 提高到9O.8 ,在操作 中遵循以下几点:用2一氯乙氧基乙酸乙酯替代2一氯乙 氧基乙酸甲酯,且用量为理论用量的1.5~1.6倍;用 三乙胺作缩合剂;用碘化钾或四丁基碘化铵作催化剂; 反应必须在封管中进行。缺点:产物也需要用硅胶柱 分离提纯;三乙胺可使哌嗪环生成红色氮氧化物,此红 色杂质难以去除 。 2.1.1I 3用2一碘乙氧基乙酸乙酯合成 谭转云等 。 进一步优化了上述缩合反应的条件, 使缩合反应的收率提高到91.6 。该反应过程为:先 用2一氯乙氧基乙酸乙酯和碘化钠反应得到2一碘乙氧 基乙酸乙酯,再与化合物2反应生成2一[2一[4一[(4一氯苯 基)苯甲基]一1一哌嗪基]乙氧基]乙酸乙酯(化合物5), 化合物5经NaOH水解得2一[2一[4一[(4一氯苯基)苯甲 基]一1一哌嗪基]乙氧基]乙酸(化合物6),化合物6经酸 化成盐得化合物1。优化后,2一氯乙氧基乙酸乙酯的 用量不需过量;将2一氯乙氧基乙酸乙酯生成2一碘乙氧 基乙酸乙酯,使反应活性大大提高;用溶剂DMF代替 文献使用的苯或甲苯,使反应混合物呈均相,同时提高 反应温度,有利于反应顺利进行,收率明显提高,且不 生成红色氮氧化物;反应不在封管中进行;后处理简 化,产品纯度高,避免了剧毒物、进口试剂的使用,所得 产品达到药用标准,总收率达6o ;避开了减压蒸馏 过程,适合工业化生产。 2.1.1.4用2一氯乙氧基乙酸叔丁基酯合成口 ] ‘ 首先用2一氯乙醇和溴代乙酸叔丁基酯反应生成 2一氯乙氧基乙酸叔丁基酯,收率66 ,所得产物与化 合物2缩合得2一[2一[4一[(4-氯苯基)苯甲基]一1一哌嗪 基]乙氧基]乙酸叔丁基酯(化合物7),化合物7再水 解酸化成盐得化合物1,反应总收率为57 。优点:化 合物2与2一氯乙氧基乙酸叔丁基酯缩合反应最大收率 可达96%;缺点:化合物7水解酸化成盐步骤繁多、费 时,结晶时需外加晶种。 2.1.2用其它卤代物合成 2.1.2.1用2一氯乙氧基乙腈合成 化合物2首先与2一氯乙氧基乙腈发生缩合反应生 成2一[2一[4一[(4一氯苯基)苯甲基]一1一哌嗪基]一乙氧基] 乙腈(化合物8),化合物8经碱性水解、成盐得化合物 1。这条路线的总收率为65.6 [1 53。其优点是收率 高。缺点:2一氯乙氧基乙腈没有市售,制备时要用到氰 化亚铜,反应后过量的氰化亚铜很难处理 。 ;反应中 2一氯乙氧基乙腈要求过量;反应时间长;缩合产物需要 用硅胶柱分离提纯,不适合大规模生产 引。 困 鞠波等口 ]将上述路线中的缩合反应用碳酸钾代 替碳酸钠,并加人少量的溴化四丁基铵作为相转移催 化剂,可使反应温度由1l0℃降至6O℃、反应时间由 11 h缩短到5 h,简化了操作,总收率为66%,与文献 [15]相当。这种方法使成本大幅降低,极具经济价 值 。 2.1.2.2用2一氯乙氧基乙酸合成_1 化合物2与2一氯乙氧基乙酸缩合直接生成化合物 6,化合物6成盐得化合物1。这条路线的优点是反应 步骤少、操作简便,但是文献上没有提及该路线的收率 和产品的纯度,而且2一氯乙氧基乙酸在工业化生产上 不易使用。 2.2以2-[4一[(4一氯苯基)苯甲基]-1一哌嗪基]乙醇为 起始物合成 2.2.1用氯乙酸钠合成l_1 化合物2首先与2一氯乙醇反应生成2一[4一[(4一氯 苯基)苯甲基]一1一哌嗪基]乙醇(化合物9),化合物9与 氯乙酸钠反应生成2一[2一[4一[(4一氯苯基)苯甲基]一1一哌 嗪基]乙氧基]乙酸钠(化合物10),化合物1O经酸化、 成盐得化合物1。这条路线的总收率为44.1 (以化 合物2计,如果考虑化合物9的回收利用可使总收率 达48 )。其优点是不用硅胶柱提纯。缺点:要用到 叔丁醇钾,而叔丁醇钾具有强吸湿性和强腐蚀性,操作 极不方便口 ;反应过程中需添加氯乙酸钠5次和叔丁 醇钾4次,操作极为繁琐;要求氯乙酸钠和叔丁醇钾过 量1.66倍,使得成本过高l_1 。 2.2.2用氯乙酸合成[20_ 化合物9的二盐酸盐(化合物18)和氯乙酸通过 两相系统反应直接成盐得化合物1,这步反应收率为 60 (如果回收利用未反应的化合物9可使收率达 67 ),总收率为54.2 (以化合物2计)。优点:比文 献[19]收率高;简化了操作。缺点是氯乙酸需过量。 2.2.3用溴乙醛缩二乙醇合成 。 ] ’ 化合物9与溴乙醛缩二乙醇发生缩合反应生成2一 [2一[4一[(4一氯苯基)苯甲基]一1一哌嗪基]一乙氧基]乙醛缩 二乙醇(化合物11),化合物11在酸性环境下水解,生 成2一[2一[4一[(4一氯苯基)苯甲基]一1一哌嗪基]乙氧基]乙 醛(化合物12),化合物12经双氧水氧化生成化合物 6,最后成盐得化合物1。这条路线的收率为72.5 9/5 (以化合物9计),总收率为65.5 (以化合物2计)。 优点:收率高;用双氧水作氧化剂既避免了环境污染, 又经济实用;中间体不用硅胶柱提纯。缺点:氧化反 应过程中要严格控制反应液的pH值;反应条件难以 控制,操作十分复杂,费时。 囝 2.2.4用乙酸叔丁基胺酯合成 ] 以TDA一1作相转移催化剂,化合物9与乙酸叔丁 基胺酯在Na0H的作用下发生反应,最终生成白色粉 末化合物1,收率高达99 。优点:反应步骤少,收率 高;反应在室温(22℃)条件下进行;操作简单易行,不 需要用硅胶柱提纯。 2.2.5用N,N一二甲基一2一氯乙酰胺合成 3] 化合物9在NaNH。存在的条件下转化为2一[4一 [(4一氯苯基)苯甲基]~卜哌嗪基]乙醇钠(化合物13), 化合物13与N,N一二甲基-2-氯乙酰胺反应生成N, N一二甲基一2一[2一[4一[(4-氯苯基)苯甲基]一1一哌嗪基]乙 氧基]乙酰胺二盐酸盐(化合物14),这步反应收率为 81.8 ,然后化合物14在1 g冠醚(15一冠-5)存在下经 NaOH水解得化合物1,反应收率为82.5 。优点:经 济实用,收率高;化合物1很容易从反应混合物中以高 纯度分离;化合物1的纯度经HPLC分析符合极其严 格的European Pharmacopoeia,3,(1997)at 1084。该 文献作者还指出了N,N一二烃基一2q-2一E4一[(4-氯苯基) 苯甲基J-a一哌嗪基]乙氧基]乙酰胺的水解反应既快又 完全,并且没有副产品,反应时间的长短(1~8 h)取决 于R 、R 的大小及类型。 2.3以4・氯二苯基卤代甲烷为起始物合成 2.3.1 以4一氯二苯基氯甲烷为起始物合成 有以下三条不同合成路线: 路线一:用4一氯二苯基氯甲烷(化合物15)与2一 (1一哌嗪基)乙氧基乙酸钾在乙腈中回流16 h得化合 物6,收率为48.5 ,化合物6经水解、成盐得化合物 1l_2 。优点是反应步骤少。缺点:操作步骤繁多,费 时;以乙腈作溶剂,成本较高,不适于工业化生产 。 路线二 :化合物15首先与无水哌嗪反应生成 化合物2;化合物2与2一溴乙醇缩合生成化合物9,收 率为86 ;化合物9与氯乙腈反应生成化合物8,收率 为83 ;化合物8水解得化合物6,化合物6经酸化、 成盐得化合物1。 路线三[2 :化合物15首先与无水哌嗪反应生成 化合物2,化合物2与2一氯乙醇反应生成化合物9,化 合物9与氯乙酸钠反应后,经酸化、成盐得化合物1。 反应的总收率为37.6 。该路线的优点:采用自行设 计的路线制备化合物2(以氯苯和苯甲酰氯为起始原 料,经付克反应、还原、氯化再与无水哌嗪缩合制得), 并且对化合物15与哌嗪缩合的工艺进行了很大改进, 收率从文献[27]的47 上升到75.5%;将文献[19]中 添加叔丁醇钾改为向反应瓶中先加入叔丁醇,氮气保 护下分批加金属钾。缺点:氯乙酸钠进样次数虽然比 正平等:盐酸西替利嗪的合成与应用/2009年■1期 文献[19]少,但仍需要进三次样。 2.3.2以4一氯二苯基溴甲烷为起始物合成 4一氯二苯基溴甲烷(化合物16)与羟乙基哌嗪反 应得到化合物9,化合物9与氯乙酸钠反应后,再酸 化、成盐得化合物1。反应的总收率为45.6 E97。该 文献的改进:将添加叔丁醇钾改为在氮气保护下同时 投入钾和无水叔丁醇,在60℃左右搅拌反应至钾全部 消失;氯乙酸钠只进一次样。 文献E28]的工艺特点:(1)将关键的缩合步骤改为 化合物16与羟乙基哌嗪反应,羟乙基哌嗪可由六水哌 嗪与环氧乙烷反应得到,而不需价格较高的无水哌嗪 和2一氯乙醇;(2)所用原料易得,均为国产,各步反应 均为常规反应,条件温和且无需柱色谱纯化;(3)产物 纯度可达到药用标准;(4)反应总产率可达3O ,与已 有工艺中最高产率接近,但成本降低,易于工业化。不 足之处是所得产品的熔点为211~214℃,与标准值 (ACS提供的熔点为220.15℃、225℃和227.02℃)有 一定差距。 2.4以2一[2一[4一[(4-氯苯基)苯甲基]-1一哌嗪基]乙氧 基]乙醇为起始物合成 用Jones reagent(三氧化铬和硫酸)作氧化剂,将 2一[2一[4一[(4一氯苯基)苯甲基]~1一哌嗪基]乙氧基]乙醇 即羟嗪(化合物17)二盐酸盐先氧化生成化合物6,反 应收率为60 ,再成盐得化合物1。优点:反应无需加 热,在室温条件下进行;羟嗪和Jones reagent都有市 售[2 。缺点:操作繁琐以确保产品中不残留铬;大量 使用铬化合物会造成环境污染【2¨。 文献[29]还介绍了一个催化氧化反应,以O:作氧 化剂、Pt/C作催化剂、二氧杂环己烷作溶剂,将羟嗪一 盐酸盐氧化生成化合物6,反应收率为58.7 。优点: 反应步骤少,操作简单易行,收率较高;原料化合物17 的价格较低[1 。缺点:O 在有机溶剂二氧杂环己烷中 很不安全,操作存在一定危险_2 。文献中只举了一个 产量为0.51 g的例子,没有给出放大的实验[2 。文献 [16]指出这是一条有前景的合成路线。 3 结语 盐酸西替利嗪的合成从20世纪80年始,经 历上述几种合成路线,每条路线各有利弊。随着其在 临床上的广泛应用,步骤少、路线短、收率高、成本低是 盐酸西替利嗪合成发展的方向。 参考文献: [1] 王奇志,朱光辉.西替利嗪一第二代抗组胺药[J].中国医学生 物技术应用杂志,2002,(2):69—70. 谢正平等:盐酸西替利嗪的合成与应用/2009年囊1期 国 [17] 鞠波,胡晓红.盐酸西替利嗪的合成[J].中国医药工业杂志, 1998,29(3):106—107. 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