李召勇,周嘉第,苏为科
(浙江工业大学药学院,浙江 杭州 310014)
醋酸甲羟孕酮 (Medroxyprogesterone 17-acetate,1),别名安宫黄体酮、甲孕酮、甲羟孕酮醋酸酯等,化学名为6α-甲基-17α-羟基孕甾-4-烯-3,20-二酮醋酸酯,最早是由美国Upjohn有限公司研发与上市的[1-2]。2010年10月,国内上市了醋酸甲羟孕酮注射剂[2]。醋酸甲羟孕酮有较强的孕激素活性,口服或注射均有效,其孕激素活性皮下注射时为黄体酮的20~30倍,口服时为炔孕酮的10~15倍[2]。该药也有抗雌激素作用,但不拮抗雌激素对脂蛋白的良性作用,亦无明显的雄激素效应[3]。该药能增加宫颈黏液黏稠度,也可通过对下丘脑的负反馈作用抑制腺垂体促黄体生成素的释放,从而使得卵泡不能发育成熟,抑制卵巢排卵,所以具有避孕作用[4-5]。该类药物合成存在一些技术难题,比如说生产工艺路线长、反应复杂、收率低、难以分离与纯化等问题[6],所以会加大生产企业成本,通过对其生产工艺路线研究,来解决其中出现的问题,不仅使得生产企业在技术方面占优势,而且还能带来可观的经济效益,不断地推进该类药物出口。以下介绍了国内外合成酸甲羟孕酮四条路线与初步评价。
根据1960年Liisberg等提出利用四溴化碳方式来合成1,首先是以17-α羟基黄体酮(2)为原料,经过烯醇醚化、二溴化、乙酰化等反应,最终合成1,总产率约为16%,反应总时间约为51 h,其合成路线如图1所示:
图1
该合成路线总收率较低,其中所用到的四溴化碳毒性太大,环境污染严重,不符合当前绿色制药的理念,其中还用到Pd/SrCO3,其价格昂贵,增加成本,因此不适合工业化生产。
Burn与US4544555A等利用Vilsmeier试剂来合成1,该合成路线利用17-α羟基黄体酮醋酸酯(6)为原料,经过烯醇醚化、Vils-meier反应、还原反应、氢化、构型转化,最终合成1,总收率约为40%,反应总时间约为18 h;其合成路线如图2所示:
图2
该合成路线总产率低,其中所用的Vilsmeier试剂要临时合成,该过程为强放热过程,且Vilsmeier试剂在高温下很不稳定,所以必须严格控制反应温度;其中所用到的三氯氧磷,其遇水会剧烈发烟,水解成磷酸与氯化氢,不仅消耗了三氯氧磷,而且阻碍Vilsmeier反应进行,最终导致该合成路线总产率大大降低,所以必须严格要求无水操作。
根据1958年Upjohn公司与CN102911233A的报道,利用格氏反应来合成1,其生产路线是以17-α羟基黄体酮(2)作为原料,经过缩酮反应、环氧反应、格氏反应、水解反应、转位反应、乙酰化反应,最终合成1,总收率约为62%,反应总时间约为30 h。其合成路线如图3所示。
该合成路线优点在于避免使用贵金属催化剂钯碳的使用,目前已投入工业化生产中。该合成路线较长、反应时间长、格氏反应条件苛刻,且还需要对初始原料中的酮基进行保护,后处理操作繁琐,因而影响总收率。
图3
该合成路线是以17-α羟基黄体酮(2)为原料,经过烯醇醚化与曼尼希反应、转位反应、乙酰化反应,最终合成1;该合成路线总产率为68%,反应总时间约为10 h,其合成路线如图4所示。
图4
与前三种合成路线相比,该合成路线产率高,反应路线短,反应时间短;烯醚化反应与曼尼希反应采取一锅法,简化操作步骤,氢化反应避免使用氢气来氢化,安全性高,绿色环保,更适合工业化生产。该合成路线的缺点使用了贵金属Pd。
综上所述,醋酸甲羟孕酮的合成路线均存在缺陷,相比之下,合成路线四反应时间短、操作简单、环境污染小、反应总收率高,更值得推广;但该合成路线的收率一般,对于大型的工业化生产来说,其具有较大的提升空间,仍可开展进一步的改进与优化工作,比如在曼尼希反应中用到的甲醛溶液与N-甲基苯胺,可用多聚甲醛与仲胺来代替,进行相对应的工艺改进工作;该合成路线使用了贵金属Pd,可寻求氢化发应中Pd催化剂载体,来降低钯催化剂使用量,还可以筛选绿色的与廉价的金属催化剂与氢源等。
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