CN1409723A - 甲基钴胺素的生产方法 - Google Patents

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黑田浩史
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    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H23/00—Compounds containing boron, silicon, or a metal, e.g. chelates, vitamin B12

Abstract

本发明提供了一种工业上优异的生产用作药物等的甲基钴胺素的新方法，其特征在于在还原剂和水溶性甲基化试剂存在下对氰钴胺素或羟钴胺素进行甲基化处理。

Description

甲基钴胺素的生产方法
发明领域
甲基钴胺素是一种存在于血液和脑脊髓液中的辅酶型维生素B12，与其它类似的B12相比，它具有更优异的向神经组织迁移的能力。从生物化学上说，甲基钴胺素显示出通过甲基基团重排从而恢复受损神经组织以加速核酸、蛋白质和脂质代谢的药物作用。基于这些性质，甲基钴胺素在临床上用于预防、治疗或改善外周性神经病，如糖尿病性神经病和多神经炎，特别是麻木、疼痛和麻痹，也可有效地用于由于缺乏维生素B12而造成的巨成红细胞性贫血，因此，它是一种重要的维生素。
因此，本发明涉及一种用于生产用作药物的甲基钴胺素的工业上优异的新方法。
现有技术
甲基钴胺素目前主要是通过下述合成方法合成：
(1)在金属粉末存在下使羟钴胺与二羧酸单甲基酯进行反应的方法
   (JP-A49-47899)；
(2)在金属粉末存在下，在无水甲醇中，使氰钴胺素与草酸单甲基
   酯进行反应的方法(JP-A50-41900)；
(3)使羟钴胺素与甲基碘化汞或甲基六氟硅酸铵反应的方法(JP-B
   50-38120)；和
(4)在硼氢化钠存在下，使氰钴胺素与甲基碘反应的方法(JP-B
   45-38059)。
但是，用于方法(1)和(2)中的二羧酸单甲基酯如草酸单甲基酯不能进行工业化生产，因此，必须在使用时进行制备，从而不可能利用它们实现工业化。进而，用作金属粉末的锌粉是一种重金属，必须采取措施以防止其污染产品并保护环境，从而粉末在工业上并非优选的。
此外，用于(3)中的甲基碘化汞是一种污染物，因此不能用于工业化生产中。另外，甲基六氟硅酸铵也不能实现工业化生产，必须在使用时制备，所以不可能实现工业化。
另一方面，从收率和产品纯度的角度考虑，合成方法(4)是一种非常优异的方法，但是，作为工业化方法来说也是不能令人满意的，这是因为，甲基碘的沸点非常低(41-43℃)，并且难于进行处理。此外，从保护工作环境或自然环境的角度出发，基于工厂工人的健康，最好不使用指定的特殊化学物质甲基碘，因其具有毒性，如产生类癌瘤。另外，为了通过采用甲基碘的方法获得高纯度的甲基钴胺素，通常必须通过一种或多种柱色谱进行纯化，从操作的角度和生产成本的角度来说也是一个严重的问题。此外，用于柱色谱纯化中的有机溶剂的数量很大，因此，废液量也会很大。
因此，目前还未能完全开发出生产甲基钴胺素的优异的工业化方法，因此，希望找到这样一种新的优异的方法。
发明公开
为解决上述问题，本发明的发明人进行了深入的研究。结果，令人惊奇地发现，所要生产的甲基钴胺素可以通过下述方法方便、安全且便易地获得，从而完成了本发明。
因此，本发明提供了一种生产甲基钴胺素的优异的工业化方法，特别是一种不使用甲基碘和不进行柱色谱纯化的新方法。
以下详细解释本发明。
本发明涉及一种由以下化学反应式表示的甲基钴胺素(V)的生产方法：
钴胺素-CN或钴胺素-OH→钴胺素-CH3
按照本发明，氰钴胺素(I)、羟钴胺素(II)和甲基钴胺素(V)是公知的天然化合物，分别由以下的化学式表示：
氰钴胺素，CAS登记号68-19-9
羟钴胺素，CAS登记号13422-51-0
甲基钴胺素，CAS登记号13422-55-4
Figure A0081688500061
R2＝CN：氰钴胺素(I)
R2＝OH：羟钴胺素(II)
R2＝CH3：甲基钴胺素(V)
本发明的特征在于，高纯甲基钴胺素等于或优于通过柱色谱纯化的产品，可方便地以高收率获得，其中仅仅通过将氰钴胺素(I)或羟钴胺素(II)在还原剂(III)和水溶性甲基化试剂(IV)存在下，通常在水溶液中或含水有机溶剂中进行甲基化处理，如果需要的话，将难溶于水的反应产物以晶体或沉淀物的形式沉淀出来，然后分离和对其处理。
本发明中，水溶性的甲基化试剂(IV)并不限于其水溶解度为2％或更大，特别是包括由下式表示的三甲基硫衍生物(VI)，其中，X表示卤原子或甲氧基磺酰氧基；n表示0或1。
三甲基硫衍生物(VI)的实例包括但不限于下述化合物：
(1)三甲基氧化锍碘化物，CAS登记号：1774-47-6
(2)三甲基碘化锍，CAS登记号：2181-42-2
(3)三甲基氧化锍氯化物，CAS登记号：5034-06-0
(4)三甲基氯化锍，CAS登记号：3086-29-1
(5)三甲基氧化锍溴化物，CAS登记号：3084-53-5
(6)三甲基溴化锍，CAS登记号：25596-24-1
(7)甲基硫酸三甲基锍，CAS号：2181-44-4
所有这些化合物均为公知产品，特别是三甲基氧化锍碘化物、三甲基碘化锍、三甲基氧化锍氯化物、三甲基氧化锍溴化物和三甲基溴化锍均是较便易且可商购的工业原料。进而，三甲基氯化锍易于按照下述文献所述方法合成和得到：Tetrahedron Lett.，27，1233(1986)(B.Byrne等)。
在三甲基硫衍生物(VI)中，三甲基氧化锍溴化物、三甲基溴化锍、三甲基氧化锍氯化物和三甲基氯化锍在水中的溶解度特别高，并具有少量使用即可提供高收率的高纯度甲基钴胺素的特性。
对三甲基硫衍生物(VI)的用量并无特殊限制，但其用量通常为1.0-5当量，优选1.1-4.5当量，更优选1.2-4当量，以氰钴胺素(I)或羟钴胺素(II)计。
对本发明的还原剂(III)并无特殊限制，只要其在合成氰钴胺素(I)或羟钴胺素(II)中可用作还原剂。更具体地，其实例包括硼氢化钠。
对还原剂(III)的用量并无特殊限制，但其用量通常为5-30当量，优选8-25当量，更优选10-20当量，以氰钴胺素(I)或羟钴胺素(II)计。
本发明的方法能够高收率地生产高纯度甲基钴胺素，生产过程中不采用金属离子或仅采用少量金属离子作为氰离子-捕集剂(cyanion-trapping agent)，该方法显示出极优异的作用，即不会存在在脱除金属离子产物时引起的问题，所述金属离子产物难于从体系中滤除。
通常，当甲基碘用作甲基化试剂时，硫酸亚铁用作氰离子-捕集剂，与在大多数情形下所用的其它试剂结合使用，硫酸亚铁的用量必须至少为30重量％或更多，以氰钴胺素(I)或羟钴胺素(II)计。
但是，在本发明中，因为即使在不使用硫酸亚铁作为氰离子-捕集剂时也能进行甲基化处理，所以也可高收率地获得高纯度甲基钴胺素。
此外，在硫酸亚铁少量用作氰离子-捕集剂时，反应更迅速，通过与不使用硫酸亚铁的情形相同的后处理过程可高收率地获得高纯度甲基钴胺素。另外，在氯化钴少量使用时，也可高收率地获得高纯度甲基钴胺素，因为甲基化过程可以高选择性进行，从而抑制了杂质产生。
因此，本发明也涉及一种生产甲基钴胺素(V)的方法，该方法包括下述步骤：在氰离子-捕集剂、还原剂(III)和水溶性甲基化试剂(IV)存在下，在水溶液中或在含水有机溶剂中，使氰钴胺素(I)或羟钴胺素(II)甲基化；将反应产物以晶体或沉淀物的形式沉淀出来。
在本发明中，在使用氰离子-捕集剂时，氰离子-捕集剂的实例包括：金属或金属盐，如硫酸亚铁、铁粉、莫尔盐、氯化亚铁、氯化钴、氯化镍和氯化锌，特别优选硫酸亚铁和/或氯化钴。这些金属或金属盐可单独使用或组合使用。
氰离子-捕集剂可以少量使用，其用量通常为1-30重量％，更优选1-10重量％，以氰钴胺素(I)或羟钴胺素(II)计。
最后，对反应溶剂的使用并无特殊限制，在使用溶剂时，对溶剂并无特殊限制，只要其对氰钴胺素(I)、羟钴胺素(II)、三甲基硫衍生物(VI)或甲基钴胺素(V)呈惰性即可。反应溶剂通常为水溶液或含水有机溶剂。作为有机溶剂，通常优选水溶性溶剂，其实例包括低级醇，如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇和叔丁醇；各种酯，如甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸异丙酯；各种酮，如丙酮、2-丁酮和3-甲基-2-丁酮；环醚，如THF和二氧六环；乙腈、DMF、DMSO、吡啶等；和它们一种或多种的混合物。
对本发明中的反应温度也无特殊限制，但是反应温度通常为0-90℃，优选10-70℃，更优选15-50℃。
更优选的结果是在惰性气流如氮气下和/或在暗处(在红外线下)进行反应时获得的。
为了更具体地解释本发明，以下描述具体的实施例，但本发明并不受实施例的限制。实施例实施例1 甲基钴胺素的合成
本实施例是在暗处(红外线下)进行的。
向260ml的离子交换水中加入20g的氰钴胺素、6.02g的三甲基碘化锍和800mg的硫酸亚铁(II)七水合物。将混合物在水浴中加热，在用氮气代替体系的气氛后，在搅拌下，在内温度为40℃下，在20分钟内，分别向其中滴加入硼氢化钠(8g)/2N氢氧化钠(0.2ml)/水(40ml)的溶液和15ml的2-丁酮。在搅拌15分钟后，将混合物冷却至15℃。进而，加入15ml的2-丁酮，再搅拌过夜。过滤收集沉淀物，干燥，得到21.4g的标题化合物的粗产物。向粗产物中加入200ml的50％丙酮水溶液，将混合物加热，并用浓盐酸调节混合物的pH值至6.5，再过滤。在用40ml的50％丙酮水溶液洗涤后，向滤液中滴加入630ml的丙酮，再在15℃下搅拌过夜。通过过滤收集沉淀出的晶体，并干燥，得到17g的标题化合物(收率86％)。获得的甲基钴胺素的物理性质
氯化氢缓冲液(pH2.0)：在264-266，303-307和459-462nm下检测UVmax。
磷酸盐缓冲液(pH7.0)：在266-269、341-344和520-524nm下检测UVmax。
UVmax的参考值(Merck指数，第12版)实施例2 甲基钴胺素的合成
本实施例是在暗处(红外线下)进行的。
向1.3升的离子交换水中加入100g的氰钴胺素和32.46g的三甲基氧化锍碘化物。在用氮气代替系统的气氛后，将混合物在水浴中加热，在搅拌下，在内温度为40℃下，在30分钟内，向其中滴加入硼氢化钠(40g)/2N氢氧化钠(2ml)/水(200ml)的溶液。在搅拌1小时后，将混合物冷却至室温并搅拌过夜。过滤收集沉淀物，干燥，得到标题化合物的粗产物。向粗产物中加入1升的50％丙酮水溶液，将混合物加热，并用浓盐酸调节混合物的pH值至6.5，再过滤。在用400ml的50％丙酮水溶液洗涤后，向滤液中滴加入2.8L的丙酮，再在17℃下搅拌该混合物过夜。通过过滤收集沉淀出的晶体，并干燥，得到90g的标题化合物(收率91％)。实施例3 甲基钴胺素的合成
本实施例是在暗处(红外线下)进行的。
向1.3升的离子交换水中加入100g的氰钴胺素和32.46g的三甲基氧化锍碘化物、4g的硫酸亚铁(II)七水合物和100ml的2-丁酮。在氮气流下，将混合物在水浴中加热，在搅拌下，在内温度为40℃下，在30分钟内，向其中滴加入硼氢化钠(40g)/2N氢氧化钠(1ml)/水(200ml)的溶液。在搅拌30分钟后，将混合物冷却至室温并搅拌过夜。过滤收集沉淀，干燥，得到123g的标题化合物的粗产物。向粗产物中加入1升的50％丙酮水溶液，将混合物加热至35℃，并用浓盐酸调节混合物的pH值至7.0，再过滤。向其中滴加入2.8升的丙酮，再搅拌过夜。通过过滤收集沉淀出的晶体，并干燥，得到93.2g的标题化合物(收率94％)。实施例4 甲基钴胺素的合成
本实施例是在暗处(红外线下)进行的。
向390ml的离子交换水中加入30g的氰钴胺素、14.61g的三甲基氧化锍碘化物、900mg的硫酸亚铁(II)七水合物、900mg的氯化钴六水合物和22.5ml的2-丁酮。在用氮气代替系统的气氛后，将混合物在水浴中加热，在搅拌下，在内温度为20℃，向其中滴加入硼氢化钠(12g)/2N氢氧化钠(1ml)/水(60ml)的溶液。在搅拌3小时后，将混合物冷却至10℃并搅拌过夜。向其中加入24ml的3-甲基-2-丁酮，再搅拌2小时。然后，过滤收集沉淀物，干燥，得到35g的标题化合物的粗产物。向其中加入300ml 50％的甲醇水溶液，再将混合物加热至35℃，过滤，用120ml的50％甲醇水溶液洗涤。在用浓盐酸调节混合物的pH值至7.0后，滴加入1365ml的丙酮，再将混合物在10℃下搅拌过夜。通过过滤收集沉淀出的晶体，并干燥，得到25.9g的标题化合物(收率86.3％)。实施例5 甲基钴胺素的合成
本实施例是在暗处(红外线下)进行的。
向130ml的离子交换水中加入10g的氰钴胺素、3.83g的三甲基氧化锍溴化物、700mg的硫酸亚铁(II)七水合物和7.5ml的2-丁酮。在用氮气代替系统的气氛后，将混合物在水浴中加热，在搅拌下，在内温度为35℃下，向其中滴加入硼氢化钠(4g)/2N氢氧化钠(0.2ml)/水(20ml)的溶液。在搅拌3小时后，将混合物冷却至15℃并搅拌过夜。向其中加入7.5ml的2-丁酮，随后搅拌2小时。然后，过滤收集沉淀物，干燥，得到标题化合物的粗产物。向其中加入140ml 50％的丙酮水溶液，再将混合物加热至45℃，过滤，用60ml的50％丙酮水溶液洗涤。在用浓盐酸调节混合物的pH值至6.5后，滴加入475ml的丙酮，再将混合物在20℃下搅拌过夜。通过过滤收集沉淀出的晶体，并干燥，得到8.86g的标题化合物(收率89.3％)。实施例6 甲基钴胺素的合成
本实施例是在暗处(红外线下)进行的。
向650ml的离子交换水中加入50g的氰钴胺素、19.51g的三甲基氧化锍溴化物、3.5g的氯化钴六水合物和37.5ml的2-丁酮。在用氮气代替系统的气氛后，将混合物在水浴中加热，在搅拌下，在内温度为35℃下，向其中滴加入硼氢化钠(20g)/2N氢氧化钠(1ml)/水(100ml)的溶液。在搅拌2小时后，将混合物冷却至15℃并搅拌过夜。向其中加入37.5ml的2-丁酮，再搅拌1小时。然后，过滤收集沉淀物，干燥，得到标题化合物的粗产物。向其中加入700ml 50％的甲醇水溶液，再将混合物加热至40℃，过滤，用300ml的50％丙酮水溶液洗涤。在用浓盐酸调节混合物的pH值至6.5后，蒸发甲醇。向残余物中滴加入2250ml的丙酮，再在20℃下搅拌过夜。通过过滤收集沉淀出的晶体，并干燥，得到45.0g的标题化合物(收率90.7％)。实施例7 甲基钴胺素的合成
本实施例在暗处(红外线下)进行。
向130ml的离子交换水中加入10g的氰钴胺素、3.48g的三甲基溴化锍、700mg的氯化钴六水合物和7.5ml的2-丁酮。在用氮气代替系统的气氛后，将混合物在水浴中加热，在搅拌下，在内温度为35℃下，向其中滴加入硼氢化钠(4g)/2N氢氧化钠(0.2ml)/水(20ml)的溶液。在搅拌3小时后，将混合物冷却至15℃并搅拌过夜。再加入7.5ml的丁酮，再搅拌2小时。然后，过滤收集沉淀物，干燥，得到标题化合物的粗产物。向其中加入140ml 50％的丙酮水溶液，再将混合物加热至45℃，过滤，用60ml的50％丙酮水溶液洗涤。在用浓盐酸调节混合物的pH值至6.5后，滴加入475ml的丙酮，再将混合物在20℃下搅拌过夜。通过过滤收集沉淀出的晶体，并干燥，得到8.94g的标题化合物(收率90.1％)。实施例8 甲基钴胺素的合成
本实施例在暗处(红外线下)进行。
向130ml的离子交换水中加入10g的氰钴胺素、2.85g的三甲基氧化锍氯化物、700mg的硫酸亚铁(II)七水合物和7.5ml的2-丁酮。在用氮气代替系统的气氛后，将混合物在水浴中加热。在搅拌下，在内温度为35℃下，向其中滴加入硼氢化钠(4g)/2N氢氧化钠(0.5ml)/水(20ml)的溶液。在搅拌3小时后，将混合物冷却至15℃并搅拌过夜。向其中加入7.5ml的丁酮，再搅拌2小时。然后，过滤收集沉淀物，干燥，得到35g的标题化合物的粗产物。向其中加入140ml 50％的丙酮水溶液，再将混合物加热至45℃，过滤，用60ml的50％丙酮水溶液洗涤。在用浓盐酸调节混合物的pH值至6.5后，滴加入475ml的丙酮，再将混合物在20℃下搅拌过夜。通过过滤收集沉淀出的晶体，并干燥，得到8.92g的标题化合物(收率89.9％)。

Claims (11)

1.一种甲基钴胺素(V)的生产方法，该方法包括，在还原剂(III)和水溶性甲基化试剂(IV)存在下，对由下式表示的氰钴胺素(I)或羟钴胺素(II)进行甲基化处理
Figure A0081688500021
R2＝CN：氰钴胺素(I)
R2＝OH：羟钴胺素(II)
R2＝CH3：甲基钴胺素(V)。
2.一种甲基钴胺素(V)的生产方法，包括在还原剂(III)和水溶性甲基化试剂(IV)存在下，在水溶液或含水有机溶剂中，对氰钴胺素(I)或羟钴胺素(II)进行甲基化处理的步骤。
3.一种甲基钴胺素(V)的生产方法，包括在还原剂(III)和水溶性甲基化试剂(IV)存在下，在水溶液或含水有机溶剂中，对氰钴胺素(I)或羟钴胺素(II)进行甲基化处理，然后以晶体或沉淀的形式将反应产物沉淀出来。
4.一种甲基钴胺素(V)的生产方法，包括在氰离子-捕集剂、还原剂(III)和水溶性甲基化试剂(IV)存在下，在水溶液或含水有机溶剂中，对氰钴胺素(I)或羟钴胺素(II)进行甲基化处理，然后以晶体或沉淀的形式将反应产物沉淀出来。
5.根据权利要求1-4任一项的甲基钴胺素(V)的生产方法，其中水溶性甲基化试剂(IV)是由下式表示的三甲基硫衍生物(VI)：其中，X为卤原子或甲氧基磺酰氧基；n为0或1.
6.根据权利要求5的甲基钴胺素(V)的生产方法，其中三甲基硫衍生物(VI)是选自下列物质中的至少一种：三甲基氧化锍碘化物、三甲基碘化锍、三甲基氧化锍溴化物、三甲基溴化锍、三甲基氧化锍氯化物和三甲基氯化锍。
7.根据权利要求1-4任一项的甲基钴胺素(V)的生产方法，其中还原剂(III)为硼氢化钠。
8.根据权利要求4的甲基钴胺素(V)的生产方法，其中氰离子-捕集剂是选自硫酸亚铁和氯化钴中的至少一种。
9.根据权利要求4或8的甲基钴胺素(V)的生产方法，其中氰离子-捕集剂的用量为1-30重量％，以氰钴胺素(I)或羟钴胺素(II)计。
10.根据权利要求1-4任一项的甲基钴胺素(V)的生产方法，其中三甲基硫衍生物(VI)是选自下列物质中的至少一种：三甲基氧化锍碘化物、三甲基碘化锍、三甲基氧化锍溴化物、三甲基溴化锍、三甲基氧化锍氯化物和三甲基氯化锍；还原剂(III)为硼氢化钠。
11.根据权利要求4的甲基钴胺素(V)的生产方法，其中，三甲基硫衍生物(VI)是选自下列物质中的至少一种：三甲基氧化锍碘化物、三甲基碘化锍、三甲基氧化锍溴化物、三甲基溴化锍、三甲基氧化锍氯化物和三甲基氯化锍；还原剂(III)为硼氢化钠；氰离子-捕集剂是选自硫酸亚铁和氯化钴中的至少一种。
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