南京大學(xué)—張民霞本科畢業(yè)論文

1、長春工業(yè)大學(xué) 人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文題 目酞胺哌啶酮的合成工藝研究學(xué) 院長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院專業(yè)班級(jí)制藥工程專業(yè) 080812 班指導(dǎo)教師（職稱） 李慧敏(講師)姓 名張民霞 20 12 年 6 月 9 日摘 要酞胺哌啶酮對(duì)血管生成抑制具有重要的生理活性，但近年來的研究表明，酞胺哌啶酮極差的水溶性和藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)是導(dǎo)致其吸收差、生物利用度低的重要原因，因此在酞胺哌啶酮合成研究的基礎(chǔ)上，利用相關(guān)領(lǐng)域研究的最新進(jìn)展對(duì)酞胺哌啶酮的合成工藝進(jìn)行優(yōu)化，提高產(chǎn)率，保持原有立體構(gòu)型不變。本文對(duì)常見的酞胺哌啶酮合成方法進(jìn)行了比較之后以廉價(jià)的原料，利用中間體進(jìn)行環(huán)化，改進(jìn)路線合成了酞胺哌啶酮，并找到

2、新的提純方法，實(shí)驗(yàn)操作簡便，能實(shí)行大量生產(chǎn)。關(guān)鍵詞 酞胺哌啶酮 合成 優(yōu)化 AbstractThalidomide shows strong biological activities to antiangiogenesis,but latest achivements showed that bad solubility and phannacokinetic mostly resulted in the low absorption and bioavailability. So based on the synthetic studies of thalidomide, the auth

3、or improved the synthetic process of thalidomide ultilizing the latest advances and kept the same optical rotation with materials in high yields under mild conditions. We compared all kinds of synthetic routes then choose cheap raw materials and made ues of intermediates for cyclization, improved ro

4、ute synthesis of thalidomide, and found a new purification method, the experiment is simple and can carry out mass production.Key words thalidomide synthesize optimize 目 錄第1章 文獻(xiàn)綜述11.1 酞胺哌啶酮概述11.1.1 發(fā)展簡史11.1.2 發(fā)展現(xiàn)狀與前景21.1.3 酞胺哌啶酮結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)21.2 酞胺哌啶酮藥理學(xué)研究31.2.1 免疫調(diào)節(jié)作用31.2.2 抑制腫瘤細(xì)胞生長作用31.2.3 對(duì)大鼠急性肝衰竭的保護(hù)作用

5、41.2.4 對(duì)增生性瘢痕細(xì)胞的影響41.2.5 抗腫瘤機(jī)制41.2.5.1 抑制血管生成41.2.5.2 調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞和細(xì)胞表面黏附分子的表達(dá)41.2.5.3 調(diào)節(jié)細(xì)胞因子表達(dá)51.3 酞胺哌啶酮藥代動(dòng)力學(xué)研究51.3.1 吸收5消旋體的口服吸收5單一異構(gòu)體的口服吸收51.3.2 分布與消除61.3.2.1 酞胺哌啶酮總的分布和消除61.3.2.1 單一異構(gòu)體的分布和消除61.3.3 藥代動(dòng)力學(xué)機(jī)制6第2章 路線設(shè)計(jì)72.1 引言72.2 文獻(xiàn)中的合成方法72.3 本文的合成方法7第3章 實(shí)驗(yàn)部分103.1 主要儀器103.2 主要試劑與藥品103.3 實(shí)驗(yàn)步驟10 -肽酐亞氨基戊二酸酐1

6、的合成103.3.2 -肽酐亞氨基-戊酰氨酸2的合成103.3.3 酞胺哌啶酮的合成10第4章 結(jié)果與討論124.1 -肽酐亞氨基戊二酸酐 1的合成124.2 -肽酐亞氨基-戊酰氨酸2的合成124.3 酞胺哌啶酮的合成124.4 酞胺哌啶酮的純化12第5章 結(jié)論14參 考 文 獻(xiàn)15致 謝16第一章 文獻(xiàn)綜述1.1 酞胺哌啶酮概述酞胺哌啶酮(Thalidomide,Thd)（反應(yīng)停、酞胺哌啶酮）是一個(gè)眾所周知而又令人心驚膽戰(zhàn)、后怕無窮的藥物，該藥20世紀(jì)50年代最先在德國上市，作為鎮(zhèn)靜劑和止痛劑，主要用于治療妊娠惡心、嘔吐，因其療效顯著，不良反應(yīng)輕且少，而迅速在全球廣泛使用。但是在短短的幾年里

7、，全球發(fā)生了以往極其罕見的上萬例海豹肢畸形兒，調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這些畸形兒的罪魁禍?zhǔn)拙褪钱?dāng)時(shí)風(fēng)靡全球的酞胺哌啶酮。剎時(shí)，酞胺哌啶酮由寵兒變成了棄兒，全球幾乎禁用酞胺哌啶酮。然而，科學(xué)家并未全盤否定酞胺哌啶酮，繼續(xù)對(duì)它進(jìn)行深入研究，特別是在免疫、抗炎、抗血管生成的藥理和一些疑難病癥上的臨床治療研究中取得了令人欣喜和鼓舞的結(jié)果，從而使人們對(duì)酞胺哌啶酮又有了新的認(rèn)識(shí)。在臨床應(yīng)用效果方面也得到了較好的評(píng)價(jià)，但還是要認(rèn)真監(jiān)測(cè)其不良反應(yīng)，以便保證患者的用藥安全。1.1.1 發(fā)展簡史 1954年首先在前聯(lián)邦德國合成，1956年在德國上市，被廣泛使用為鎮(zhèn)靜劑及預(yù) 防妊娠性嘔吐。 1960年歐洲的醫(yī)生們開始發(fā)現(xiàn)

8、，本地區(qū)畸形嬰兒的出生率明顯上升。 1961年全世界市場(chǎng)召回及禁止上市，當(dāng)時(shí)全世界約有15000名左右嬰兒已經(jīng)受害。 1963年正式退市，導(dǎo)致新藥的試驗(yàn)的法規(guī)誕生。 1965年意外地發(fā)現(xiàn)反應(yīng)?？梢杂行У販p輕麻風(fēng)性皮膚結(jié)節(jié)紅斑的患者的皮膚癥狀。 1991年發(fā)現(xiàn)它有抑制腫瘤壞死因子(TNF-)作用抗炎作用。 1994年發(fā)現(xiàn)它有抗血管新生作用抗腫瘤作用。Thd于1958年開始在歐洲和日本廣泛使用,但不久就發(fā)現(xiàn)其可致胎兒畸形所以該藥物被打入另冊(cè),但由于本品在孕婦中使用時(shí)發(fā)現(xiàn)具有抗炎作用、免疫調(diào)節(jié)及抗血管生成作用,因此引發(fā)了人們繼續(xù)研究的興趣。這一偶然的新發(fā)現(xiàn)起源于1965年早期以色列皮膚病學(xué)家shes

9、kin的研究工作,他將Thd用于風(fēng)濕結(jié)關(guān)節(jié)性紅斑狼瘡病(ENL)獲得良好療效。70年代初期,通過雙盲臨床研究進(jìn)一步肯定其療效,使之得以應(yīng)用至今。80年代中期,Thd還被作為免疫抑制劑應(yīng)用于骨髓及腎移植患者,它對(duì)慢性移植物抗宿主疾病的療效已被確認(rèn)1。 發(fā)展現(xiàn)狀與前景20世紀(jì)90年代，研究人員逐漸發(fā)現(xiàn)酞胺哌啶酮具有抗血管新生活性，并且在多種腫瘤的治療中進(jìn)行了研究。酞胺哌啶酮是有效的免疫調(diào)節(jié)劑和抗炎癥藥物，最近的研究發(fā)現(xiàn)，可望應(yīng)用于AIDS、某些癌癥及多種自身免疫性疾病。臨床研究表明，酞胺哌啶酮具有強(qiáng)大的抗腫瘤作用，可對(duì)抗多種實(shí)體瘤，對(duì)骨髓瘤有效率達(dá)50。近年來的研究顯示，酞胺哌啶酮可有效抑制堿性成

10、纖維細(xì)胞因子(bFGF)介導(dǎo)的兔角膜血管生成2。酞胺哌啶酮可抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖，其抑制作用與核因子SPI活性的下調(diào)劑內(nèi)皮細(xì)胞核提取物中NF-KB的抑制強(qiáng)度相關(guān)。酞胺哌啶酮對(duì)血管生成抑制有明顯的種屬特異性，并需要經(jīng)肝細(xì)胞微粒體活化3。鑒于酞胺哌啶酮的藥理活性和嚴(yán)重的不良反應(yīng)，很多學(xué)者在已有新生血管抑制劑構(gòu)效關(guān)系基礎(chǔ)上，根據(jù)目前對(duì)腫瘤誘導(dǎo)新生血管生成機(jī)制的研究成果，以酞胺哌啶酮為先導(dǎo)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并在優(yōu)化后的分子骨架上引入相應(yīng)的取代基，從而使所合成非肽類化合物具有與RGD三肽相似的空間結(jié)構(gòu)，使其具有強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)作用或血管抑制作用，同時(shí)盡可能減少副作用。目前，酞胺哌啶酮及其衍生物在治療多發(fā)性骨髓瘤

11、方面有著明顯的療效，已經(jīng)通過了FDA的審批，并且酞胺哌啶酮已經(jīng)成為復(fù)發(fā)和難治多發(fā)性骨髓瘤標(biāo)準(zhǔn)治療的一部分。但是，在治療實(shí)體瘤、血液惡性腫瘤以及其他炎性疾病方面，酞胺哌啶酮仍然是國內(nèi)外的科研人員所熱衷研究的目標(biāo)。近40年的應(yīng)用和發(fā)展,現(xiàn)在酞胺哌啶酮已被確認(rèn)為是有效的免疫調(diào)節(jié)劑和抗炎癥藥物,可應(yīng)用于艾滋病(AIDS)及某些癌癥及多種自身免疫性疾病。1.1.3 酞胺哌啶酮結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)酞胺哌啶酮，化學(xué)名稱為-酞胺哌啶酮(-N-phthalimidoglutarimid-e)，是一種合成性谷氨酸衍生物，其中，哌啶二酮3-位碳原子是一個(gè)手性中心，它有兩種對(duì)映異構(gòu)體：R-(+)-酞胺哌啶酮和S-(-)-酞

12、胺哌啶酮。其結(jié)構(gòu)式如圖1-1： thalidomideR-(+)-thalidomideS-(-)-thalidomide圖1-1 酞胺哌啶酮及兩種旋光異構(gòu)體Thd是一種白色固體粉末或晶體,分子式:C13H10N2O4,分子量:258.23；熔點(diǎn):269-274；水溶性:<0.1g/l00ml at 22。有一對(duì)對(duì)映體,旋光度:R-Thd,aD25=+64.6±0.50(c=200,DMF)；S-Thd,aD25=-65.5±0.50(c=2.00,DMF)略溶于水、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、冰醋酸，易溶于二氧六環(huán)、二甲基甲酰胺、乙腈和吡啶；不溶于乙醚、氯仿、苯。1.2

13、酞胺哌啶酮藥理學(xué)研究Thd屬于谷氨酸衍生物,水溶性低。通常Thd為外消旋體,（S）和（R）-酞胺哌啶酮藥理作用不同,使用不同Thd類似物有可能增強(qiáng)療效并減少副反應(yīng)。據(jù)報(bào)道與光學(xué)活性Thd的不對(duì)稱碳相結(jié)合的氫,由于其酸性強(qiáng),容易外消旋化,采用普通生物檢定無法準(zhǔn)確區(qū)別Thd的藥理作用,因此對(duì)甲基化Thd進(jìn)行了研究,只有（S）-甲基體對(duì)TNF-a的產(chǎn)生具有促進(jìn)作用,(R)-甲基體毫無活性。即(R)-甲基體對(duì)TNF-產(chǎn)生的抑制作用比(S)-甲基體強(qiáng)。這說明采用不同手性的酞胺哌啶酮光學(xué)單體促進(jìn)和抑制TNF-產(chǎn)生的相關(guān)靶分子是不同的。后期研究結(jié)果表明，酞胺哌啶酮的致畸性是由其 S-異構(gòu)體導(dǎo)致的，而R-異構(gòu)

14、體具有鎮(zhèn)靜作用。但是進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這兩種異構(gòu)體在體內(nèi)和體外試驗(yàn)都極易發(fā)生消旋，所以目前在臨床上使用的都是酞胺哌啶酮的消旋體。 免疫調(diào)節(jié)作用腫瘤壞死因子-(TNF-) 是一種在許多免疫性疾病中有重要作用的前炎性因子,在艾滋病、腫瘤、關(guān)節(jié)炎等疾病的生理病理方面有其負(fù)面作用。Moreira等給79 周雌鼠靜脈注射脂多糖100350g 后,測(cè)定TNF-、白細(xì)胞介素 IL-1、IL-6 和IL-10 細(xì)胞因子,這些細(xì)胞因子水平明顯升高,而在注射脂多糖前,給予酞胺哌啶酮20 mg·kg-1,TNF-的合成可以減少93 % ,TNF-mRNA 的合成可以減少70% , IL-6 水平降低50%

15、,使用酞胺哌啶酮后脂多糖的半數(shù)致死量也明顯提高4。酞胺哌啶酮抑制TNF-合成的作用依細(xì)胞類型和誘導(dǎo)劑的不同,結(jié)果也有差異。酞胺哌啶酮對(duì)鼠類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎模型可減輕癥狀,且呈劑量依賴性,這種作用與降低TNF-和血管內(nèi)皮生長因子(VEGF) 的水平有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明酞胺哌啶酮可使急性敗血癥鼠模型的TNF-的含量降低而減輕其炎癥反應(yīng)并使動(dòng)物的存活率由19%提高到53%。 抑制腫瘤細(xì)胞生長作用 酞胺哌啶酮能夠抑制兔角膜中堿性成纖維細(xì)胞生長因子的表達(dá),進(jìn)而減少兔角膜血管的生成,具有抗血管新生作用,因此它可抗腫瘤和抗增殖。此外酞胺哌啶酮還可以通過其代謝產(chǎn)物抑制腫瘤細(xì)胞與ConA 覆蓋的聚乙烯微粒的附著,且這種抑

16、制腫瘤細(xì)胞與底物附著能力對(duì)細(xì)胞并無毒性作用。 對(duì)大鼠急性肝衰竭的保護(hù)作用肝病患者TNF-的表達(dá)水平升高,與肝壞死的程度密切相關(guān)。劉樹人等用急性肝衰竭的大鼠模型,灌胃給予酞胺哌啶酮,結(jié)果酞胺哌啶酮組大鼠的病死率(40.0%) 明顯比模型組(72.0%) 低5。其中TNF-、轉(zhuǎn)氨酶的水平也明顯低于模型組,對(duì)其他細(xì)胞因子也有抑制作用。 對(duì)增生性瘢痕細(xì)胞的影響增生性瘢痕細(xì)胞是一種常見的臨床疾病，目前尚缺乏有效的藥物治療,近年發(fā)現(xiàn)血管形成可能在增生性瘢痕的形成過程中起到非常重要的作用。研究者對(duì)兔耳增生性瘢痕模型給予酞胺哌啶酮,結(jié)果兔耳增生性瘢痕組織中的毛細(xì)血管基膜不完整、內(nèi)皮細(xì)胞變性、血管形成過程受損,

17、這可能是由于酞胺哌啶酮通過影響血管形成而致增生性瘢痕組織中的成纖維細(xì)胞變性，因而抑制了瘢痕增生。 抗腫瘤機(jī)制.1 抑制血管生成血管發(fā)生包括血管失去穩(wěn)定性、上皮細(xì)胞的增殖和遷移以及血管成熟等一系列過程。該過程中一些生長刺激素如堿性纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、血管生成素-1(Ang-1)等可增強(qiáng)血管通透性、誘導(dǎo)血管舒張和促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂，最終刺激血管產(chǎn)生。Aydogan等的研究顯示酞胺哌啶酮治療可降低豚鼠視網(wǎng)膜缺血/再灌注損傷中VEGF的水平。體外試驗(yàn)也證實(shí)了酞胺哌啶酮對(duì)血管生成的抑制作用。此外，Jin等報(bào)道酞胺哌啶酮通過抑制IL-1介導(dǎo)的p38MAPK活性而降

18、解COX-2 mRNA，從而下調(diào)前列腺素E2的表達(dá)，繼而抑制血管生成6。Li等聯(lián)合酞胺哌啶酮與化療藥物治療人前列腺癌異種移植模型的研究表明，酞胺哌啶酮可通過增加凋亡/死亡循環(huán)內(nèi)皮細(xì)胞(CECs)水平和增強(qiáng)多西紫杉醇的細(xì)胞毒性抵抗腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞，從而在聯(lián)合抗癌治療中起抗血管生成作用。.2 調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞和細(xì)胞表面黏附分子的表達(dá)T細(xì)胞分為兩類，研究發(fā)現(xiàn)酞胺哌啶酮可改變T細(xì)胞的CD4+和CD8+的亞群。狹義的CD4 T細(xì)胞被看作是Thl或Th2細(xì)胞，Thl細(xì)胞與良好的細(xì)胞免疫、細(xì)胞毒性細(xì)胞反應(yīng)及IFN-r的分泌有關(guān)，而Th2細(xì)胞與體液免疫及分泌IL-4、IL-5、IL-13有關(guān)。最近的一項(xiàng)對(duì)20例

19、ENL（麻風(fēng)結(jié)節(jié)性紅斑）患者用酞胺哌啶酮治療的前瞻性、雙盲對(duì)照試驗(yàn)表明，ENL患者的l臨床改善與活體外麻風(fēng)桿菌提取物刺激T細(xì)胞使IFN-和IL-2的短暫性升高及最終恢復(fù)到治療前水平有關(guān)7。Carvalho等對(duì)Wistar大鼠Crohn大腸炎模型的研究發(fā)現(xiàn)接受酞胺哌啶酮治療后IL-12水平降低。但也有研究表明酞胺哌啶酮可使IL-12的水平升高。因此，酞胺哌啶酮對(duì)IL-12的作用至今不清楚。腫瘤的播散需要侵襲和細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的降解。侵襲包括腫瘤細(xì)胞的相互分離，與細(xì)胞基質(zhì)黏附，腫瘤細(xì)胞的遷移和相關(guān)免疫細(xì)胞的遷移。E-鈣粘蛋白是參與上皮細(xì)胞間黏附的一種跨膜蛋白，許多上皮細(xì)胞癌中E-鈣粘蛋白功能缺

20、乏，其與侵襲性增強(qiáng)有關(guān)。對(duì)前列腺癌患者的研究發(fā)現(xiàn)酞胺哌啶酮治療的患者E-鈣粘蛋白增加，因此認(rèn)為酞胺哌啶酮可抑制腫瘤的分離、轉(zhuǎn)移和侵襲8。.3 調(diào)節(jié)細(xì)胞因子表達(dá)細(xì)胞因子如IL-1，IL-6，IL-12和，TNF-在許多免疫介導(dǎo)疾病的發(fā)病中起重要作用。在這些促炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因子中，酞胺哌啶酮對(duì)TNF-的作用研究最為廣泛。研究表明酞胺哌啶酮可以減少嚙鼠動(dòng)物胰腺炎模型中TNF-的水平9。在齲齒動(dòng)物燒傷模型中，酞胺哌啶酮分別降低血漿中IL-1和IL-1B的水平。體外研究表明酞胺哌啶酮降低人肺成纖維細(xì)胞IL-6的水平。1.3 酞胺哌啶酮藥代動(dòng)力學(xué)研究在體外S-Thd通過鄰苯二甲酰胺環(huán)的羥基化形成芳環(huán)氧化中

21、間物而代謝為5-OH-TD,而R-Thd則主要通過2,6-二氧吡啶-3環(huán)的羥基化形成5-OH-TD的兩種異構(gòu)體。Thd單一異構(gòu)體口服或靜脈給藥后發(fā)生手性反轉(zhuǎn)。Thd實(shí)際上包含了具有不同藥效學(xué)和藥動(dòng)學(xué)特性的兩個(gè)異構(gòu)體分子,因此具有不同體內(nèi)過程和不同藥動(dòng)學(xué)參數(shù)。 吸收.1 消旋體的口服吸收研究表明疊氮化鈉、二硝基酚(ATP抑制劑)、5-氟尿嘧啶、胞嘧啶、谷氨酸明顯抑制Thd在Caco-2細(xì)胞單層膜的轉(zhuǎn)運(yùn),Thd在Caco-2細(xì)胞單層膜的轉(zhuǎn)運(yùn)迅速,可能涉及能量依賴機(jī)制。藥物微粉化后制成硬脂酸栓劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示直腸給藥吸收緩慢而且差異大，平均生物利用度比口服低40%，因此不宜制成栓劑。.2 單一異構(gòu)體

22、的口服吸收單一異構(gòu)體口服吸收迅速,R-和-S-Thd口服利用度分別為100%和80%,Cmax分別0.6ug/ml和0.4ug/ml,tmax4h(100mg,口服)。 分布與消除.1 酞胺哌啶酮總的分布和消除表觀分布容積為1L/Kg,血漿消除率約為1L/h,Thd在體內(nèi)絕大多數(shù)自發(fā)水解消除,肝臟代謝起著重要作用,通常情況下,尿液呈弱酸性因而可阻止Thd水解,在人、大鼠、狗的尿液中檢測(cè)出的原形藥物分別為1%、2.2%和1.8%。體內(nèi)消除半衰期約為6.22士1.22h,與體外37,pH7.4條件下溫孵測(cè)得的半衰期值相近,多劑量給藥試驗(yàn)顯服藥首日和末日藥動(dòng)學(xué)性質(zhì)未發(fā)生改變，說明Thd不會(huì)誘導(dǎo)或抑制

23、其自身代謝。.2 單一異構(gòu)體的分布和消除Eriksson等試驗(yàn)得出R-和S-Thd血漿蛋白結(jié)合率得幾何均數(shù)分別為55%和66%,在全血和血漿中的分配比例為0.86和0.95,在紅細(xì)胞和血漿中的分布為0.58和0.87。加入醋酸或用乙酰水楊酸或毒扁豆堿化孵育HAS能在不同程度上減弱其催化作用,在血液中的分布特征表明不同異構(gòu)體在體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)明顯不同,pH7.4血清白蛋白含量較高的間歇。R-和S-Thd表觀分布容積約為18L和24L,血漿消除率約為10L/h和21L/h,半衰期為5h。 藥代動(dòng)力學(xué)機(jī)制關(guān)于Thd外消旋體與其水解產(chǎn)物及羥基化產(chǎn)物的體內(nèi)外作用活性的比較已有許多探索,對(duì)淋巴細(xì)胞和一些腫瘤細(xì)

24、胞的許多作用都是通過體外溫孵法研究獲得10,經(jīng)報(bào)道Thd羥基化代謝物有活性,而原形及其水解產(chǎn)物無活性。Ando等進(jìn)一步通過對(duì)CYP450生物轉(zhuǎn)化機(jī)制研究證實(shí)多態(tài)酶CYPZC19導(dǎo)致人體內(nèi)5-OH-Thd的產(chǎn)生,在大鼠則由CYPZC6和性別特異酶CYPZCll催化。第二章 路線設(shè)計(jì)2.1 引言酞胺哌啶酮在藥理及臨床應(yīng)用上的研究很多，而在合成方面的研究相對(duì)較少。有研究顯示，酞胺哌啶酮的致畸性是由其S-異構(gòu)體導(dǎo)致的，而R-異構(gòu)體具有鎮(zhèn)靜作用。但是進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這兩種異構(gòu)體在體內(nèi)和體外試驗(yàn)都極易發(fā)生消旋，所以目前在臨床上使用的都是酞胺哌啶酮的消旋體。在合成上，目前大多都是酞胺哌啶酮的消旋體。2.2

25、文獻(xiàn)中的合成方法Reepmeyer等通過三步反應(yīng)合成了酞胺哌啶酮11(圖2-1)：鄰苯二甲酸酐和L-谷氨酸在吡啶中氮?dú)獗Ｗo(hù)下回流6小時(shí)左右，然后減壓蒸出吡啶，再和乙酸酐一起回流15分鐘左右成酸酐，然后和尿素或硫脲熔融反應(yīng)得到消旋的酞胺哌啶酮。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是所用原料價(jià)格比較低，但必須經(jīng)過多步重結(jié)晶才可以得到純的酞胺哌啶酮。上述方法中第一步得到的產(chǎn)物為N-鄰苯二甲酰戊二酸，直接和尿素或硫脲加熱也可以得到酞胺哌啶酮。Conditions：(a)L-glutamic acidpyridine reflux；(b)AC2O；(c)urea,melt圖2-1 酞胺哌啶酮的三步合成法1960年，大日本制藥

26、公司(Dai-NipponDrugManufactureCo.)申請(qǐng)了兩個(gè)有關(guān)酞胺哌啶酮合成方法的專利。一種方法是先合成谷氨酰亞胺，再和鄰苯二甲酸酐反應(yīng)得到酞胺哌啶酮12(圖2-2)；另一種是用類似于蓋布瑞爾合成氨基酸的方法，先合成3-溴戊二酰亞胺，再和鄰苯二甲酰亞胺鉀反應(yīng)得到酞胺哌啶酮13(圖2-3)。圖2-2 鄰苯二甲酸酐和2-氨基戊二酰亞胺制備酞胺哌啶酮圖2-3 鄰苯二甲酰亞胺鉀和3-溴戊二酰亞胺制備酞胺哌啶酮1999年，Muller等以N-乙氧甲?；彵蕉柞啺泛蚅-谷氨酰胺為原料，經(jīng)過兩步反應(yīng)以較高的收率得到了酞胺哌啶酮14(圖2-4)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)在溶液中進(jìn)行，操作方便，

27、可以大規(guī)模制備，得到的酞胺哌啶酮也很純，不需要重結(jié)晶或柱層析純化。缺點(diǎn)是原料較貴。 Conditions：(a)(1)L-glutamine，Na2C03，(2)4N HCl(aq)(67)；(b)CDI，DMAP 圖2-4 從N-乙氧基羰基-鄰苯二甲酰亞胺出發(fā)合成酞胺哌啶酮Seijas等用微波輻射N-鄰苯二甲酰-谷氨酸和尿素或硫脲，以6385的收率得到了酞胺哌啶酮15。而用微波輻射鄰苯二甲酸酐和L-谷氨酰胺，則得到酞胺哌啶酮的收率非常低。中國科學(xué)院長春應(yīng)化所袁修華等以L-谷氨酰胺和鄰苯二甲酸酐為原料，通過一步反應(yīng)，得到了酞胺哌啶酮(圖2-5)，但收率很低，只有2416圖2-5 微波合成酞胺哌

28、啶酮2.3 本文的合成方法從生產(chǎn)的實(shí)際考慮，以L-谷氨酸和鄰苯二甲酸酐為原料，通過中間體1和2，三步反應(yīng)合成目標(biāo)化合物酞胺哌啶酮，見圖2-6。通過不斷的實(shí)驗(yàn)，找到最佳的反應(yīng)條件。圖2-6 酞胺哌啶酮合成路線第三章 實(shí)驗(yàn)部分3.1 主要儀器熔點(diǎn)儀:XT-4雙目顯微熔點(diǎn)儀(表顯),(北京泰克儀器有限公司),溫度計(jì)未校正紅外光譜儀(IR): 采用Shimaza IR-440型儀和PE Spectrum One型儀核磁共振波譜儀(1HNMR): 采用Bruckcr公司ACF-300型測(cè)定，CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)；質(zhì)譜儀(MS): 采用Finnigan公司F1Ms-2000型質(zhì)測(cè)定；元素分析儀:

29、 采用PE-2400型進(jìn)行元素（C/H/N）分析；比旋光度:WZZ-ZB旋光儀(上海精密科學(xué)儀器有限公司)。三口瓶：2000mL；抽濾裝置3.2 主要試劑與藥品L-谷氨酸；鄰苯二甲酸酐；醋酸酐；乙酸乙酯；甲苯；甲醇；飽和Na2C03溶液；p-TsOH；二氯甲烷；N，N-羰基二咪唑(CDI)；二甲基亞砜； N，N-二甲基吡啶；四氫呋喃；無水乙醇。所用試劑除特別注明外,未進(jìn)一步處理。3.3 實(shí)驗(yàn)步驟3.3.1 -肽酐亞氨基戊二酸酐1的合成將2000mL的三口瓶干燥，裝上機(jī)械攪拌和溫度計(jì)。加入L-谷氨酸(147g,1.0mol)和鄰苯二甲酸酐(148g,1.0mol),慢慢加熱，固體的谷氨酸和鄰苯二

30、甲酸酐慢慢融解。當(dāng)體系溫度升到140時(shí)，保持在該溫度下反應(yīng)3h。然后慢慢冷卻，當(dāng)溫度降到50時(shí)，小心加入甲苯500mL和醋酸酐120mL。加完后加熱回流5h，停止加熱，冷至室溫后于冰箱冷凍室放置過夜，析出大量白色固體。抽濾，真空干燥，得到產(chǎn)品-肽酐亞氨基戊二酸酐l 250g，產(chǎn)率：96.5。3.3.2 -肽酐亞氨基-戊酰氨酸2的合成加入化合物-肽酐亞氨基戊二酸酐l 250g(0.96mol)和無水乙醇500mL。攪拌溶解后，冷卻至0。小心通入氨氣，控制通入氨氣的速度，使溫度不超過5。繼續(xù)通氨氣30min，然后慢慢將溫度升至室溫，反應(yīng)過夜。減壓蒸去乙醇，得到-肽酐亞氨基-戊酰氨酸2(白色固體)2

31、50g，產(chǎn)率：90.6。3.3.3 酞胺哌啶酮的合成方法一：將2000mL的三口瓶干燥，裝上機(jī)械攪拌和溫度計(jì)。加-肽酐亞氨基-戊酰氨酸2(125g,0.45mol)、CDI(761g,0.47mol)、N，N一二甲基吡啶(0.20g,1.6mol)和無水四氫呋喃750mL，加熱回流16h，有大量白色固體生成。反應(yīng)完畢后，冷至室溫，抽濾，濾餅用二氯甲烷(200mL)洗，固體用DMSO重結(jié)晶，得酞胺哌啶酮(白色粉末)101.7g，產(chǎn)率：85.6，純度約為90。方法二：-肽酐亞氨基-戊酰氨酸甲酯的合成將-肽酐亞氨基-戊酰氨酸2（83.3g,0.30mol）溶于甲醇(400mL)中，滴加二氯亞砜(32

32、.6mL，1.5mol)，加畢，加熱回流4h，減壓蒸去溶劑，剩余物用乙酸乙酯溶解后，依次用飽和Na2C03溶液洗、水洗，有機(jī)層加入無水硫酸鈉干燥，減壓蒸去溶劑后，得白色固體，備用。 酞胺哌啶酮的合成將上一步得到的產(chǎn)品溶于甲苯(300 mL)中，加入 p-TsOH(25.8g,0.5mol)，加熱回流8h，冷至室溫，減壓蒸去大部分溶劑，剩余物中加水，充分?jǐn)嚢韬?，過濾，濾餅依次用水洗、少量甲醇洗，得到的粗產(chǎn)品用DMSO重結(jié)晶，得沙利度胺(白色粉末)63.8g，產(chǎn)率80.4，純度>99。第四章 結(jié)果與討論4.1 -肽酐亞氨基戊二酸酐 1的合成味精的成分主要是谷氨酸的單鈉鹽，價(jià)格比谷氨酸更便宜，

33、將味精和鄰苯二甲酸酐混合均勻，然后慢慢加熱。結(jié)果發(fā)現(xiàn)即使將反應(yīng)溫度升高到170180反應(yīng)物也沒有液化的跡象。重復(fù)后面的操作，得不到化合物-肽酐亞氨基戊二酸酐1。再次提高反應(yīng)溫度，結(jié)果除了有部分碳化，還是沒有期望的產(chǎn)物。由此看來，味精雖然價(jià)格低廉，但無法替代谷氨酸。4.2 -肽酐亞氨基-戊酰氨酸2的合成酸酐氨解反應(yīng)放熱劇烈，尤其是在反應(yīng)的開始階段，溫度上升很快。推測(cè)溫度過高可能造成醇解副反應(yīng)，通過控制通氨氣的速度，冰浴，使溫度在05?；衔?肽酐亞氨基-戊酰氨酸2的收率明顯上升,達(dá)到90.6%。4.3 酞胺哌啶酮的合成最后的關(guān)鍵反應(yīng)是完成-肽酐亞氨基-戊酰氨酸2的環(huán)化，該反應(yīng)比較困難，文獻(xiàn)報(bào)道的

34、方法是直接加熱反應(yīng)物脫水。但通過嘗試，發(fā)現(xiàn)此方法不僅收率低，而且后處理很繁瑣。N，N-羰基二咪唑(CDI)是很好的縮合試劑，早在二十世紀(jì)六十年代就有人報(bào)道用CDI在二甲基甲酰胺中實(shí)現(xiàn)環(huán)化反應(yīng)，反應(yīng)收率低，而且反應(yīng)時(shí)間長達(dá)4天。醋酸酐也被用來做環(huán)化反應(yīng)，結(jié)果不理想。Muller等報(bào)道將溶劑改為四氫呋喃后得到很高的收率，并且后處理簡單，由于產(chǎn)物不溶于四氫呋喃，反應(yīng)完成后直接過濾就可得到。重復(fù)該反應(yīng)，沒有得到理想的結(jié)果。仔細(xì)研究操作發(fā)現(xiàn)，CDI對(duì)水很敏感，易吸水變壞，操作的過程中，可能大量的CDI在反應(yīng)前就失效了?？焖俜Q取CDI，減少其在空氣中暴露的機(jī)會(huì)，可提高試劑的效率。因CDI價(jià)格較高并且易吸水

35、變壞，反應(yīng)溶劑需干燥，并且回流時(shí)間長達(dá)16h，采用另一種方法進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)：先將-肽酐亞氨基-戊酰氨酸2在甲醇溶液中與二氯亞砜回流，生成甲酯，然后與p-TsOH 在甲苯中回流8h，即完成反應(yīng)。與前一種方法相比，雖然經(jīng)兩步反應(yīng)才合成目標(biāo)物酞胺哌啶酮，但每一步反應(yīng)的后處理都很簡單。4.4 酞胺哌啶酮的純化酞胺哌啶酮結(jié)構(gòu)中含兩個(gè)酰亞胺，在普通的有機(jī)溶劑中溶解性不好，所以重結(jié)晶的溶劑的選擇很重要。文獻(xiàn)報(bào)道有四種方法：A.乙醇分步結(jié)晶；B.二氧六環(huán)或吡啶結(jié)晶法；C.環(huán)己酮結(jié)晶或環(huán)己酮加活性碳結(jié)晶；D.用乙醇煮沸。由于酞胺哌啶酮在乙醇中微溶，環(huán)己酮中溶解度也不大，若用這兩種溶劑，結(jié)晶純化時(shí)需較大體積，且損失

36、大，吡啶有難聞的氣味。通過多次嘗試，最終選用DMSO作為重結(jié)晶的溶劑，酞胺哌啶酮經(jīng)過重結(jié)晶后純度達(dá)到99以上。第五章 結(jié)論以廉價(jià)的原料，改進(jìn)路線合成了酞胺哌啶酮，并找到新的提純方法，實(shí)驗(yàn)操作簡便，能實(shí)行大量生產(chǎn)。將谷氨酸和鄰苯二甲酸酐混合均勻，慢慢加熱，當(dāng)溫度達(dá)到140時(shí)，反應(yīng)混合物慢慢熔化為一相，降溫到50后加入處理過的無水甲苯和醋酸酐，再加熱回流-肽酐亞氨基戊二酸酐l，l在進(jìn)行酸酐氨解反應(yīng)時(shí)，控制反應(yīng)溫度05，得到-肽酐亞氨基-戊酰氨酸2。最后的關(guān)鍵反應(yīng)是完成2的環(huán)化。N，N-羰基二咪唑(CDI)是很好的縮合試劑，但CDI易吸水變壞，所以快速稱取CDI，減少其在空氣中暴露的時(shí)間，一定程度上

37、可提高產(chǎn)物的收率。改進(jìn)環(huán)化方法，先將2甲酯化，然后在p-TsOH催化下，在甲苯溶劑中回流環(huán)合，縮短了5h的反應(yīng)時(shí)間。采用DMSO作為重結(jié)晶溶劑來純化產(chǎn)品酞胺哌啶酮，經(jīng)過重結(jié)晶后純度達(dá)99以上。參 考 文 獻(xiàn)1李娟，羅紹凱，洪文德，等.體外酞胺哌啶酮抑制骨髓瘤細(xì)胞生長及其機(jī)制的研究.中國實(shí)驗(yàn)血液學(xué)雜志，2002 ;10(1) :70-72.2KruseF.E.,JoussenA.M.,RohrschneiderK.,eta1.Graefesarch.Clin.Expophslmoi,1998,236(6):461-4663Combe BJOINT Bone Spine,2001，68(6)：5824Moreira A L , Wang J , Sarno E N , et al . Thalidomide protects miceagainst LPS2induced shock J . Braz J Med Biol Res , 1997 ,30 (10) :1199 - 1207.5劉樹人,鄭茉莉,李灼亮,等. 反應(yīng)停對(duì)大鼠急性肝功能衰竭的保護(hù)作用J . 中華內(nèi)科雜志,1999 ,38 (10) :688 - 690.6剛軍，林海紅，