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有机合成工艺优化--11.2产物纯化之重结晶(二)

   日期:2023-09-04 01:23:56     来源:网络整理    作者:本站编辑    浏览:26    评论:0    

有机合成工艺优化--11.2产物纯化之重结晶(二)

11.2.3盐的选择

      成盐是有效纯化可成盐化合物的关键成盐方式有两种阳离子和酸(钠钾四丁胺,别忘钙钡镁);酸和碱(冰草琥珀丁二盐,柠檬甲磺酸),不同的盐有不同的溶解度和结晶倾向,利用不同的物理化学特征可简化规模化生产工艺。候选药物选择成盐以达到所需稳定性、生物利用率和制剂特征(第12章)。一些成盐方式见表11.4。

    操作方式:加酸、碱或盐----成盐(沉淀、分层、溶解)----过滤、分液、加沉降剂沉降后过滤-----酸化(沉淀或分层)---过滤或萃取去除溶剂--干燥

    一些酸性化合物的盐的溶解度见图11. 12。在开发COX-II抑制剂时,Fujisawa 的员工利用了芳基磺胺12的钾盐和钠盐的不同溶解度[39]。粗品磺胺以钠盐的形式从水中沉淀(为了好的回收率,使用5当量的氢氧化钠盐析该中间体),经过酸化l去离子的磺胺二氯甲烷提取。用碳酸氢钠水溶液洗涤除去杂质,产物被萃取到氢氧化钾水溶液,再用活性炭处理。该条件下钾盐不会沉淀。酸化后,产物用异丙胺/水分离。取代的氨基磺酸13的钾盐是水溶性的,四叔丁基铵盐可以用有机相萃取并结晶[40]。类似的氨基磺酸钠14用水/甲醇结晶[41]。Losartan 以钠盐形式溶解于水,经过酸化可从水-乙腈中结晶[42]。这些试验表明酸性化合物和相应的盐的不同溶解度可方便的分离。

富马酸(15) 和马来酸(16) 被广泛用于制备原料药的盐,但是化学工作者需要知道这些化合物和胺类的反应性。a,β不饱和酯期望发生Michael反应,但是.一般不期望a, β不饱和酸发生Michael反应,如15和16。L天门冬氨酸在工业上是由酶催化氨对15的加成反应来制备(图11. 13 (a))[43]。在从BMS 180048富马酸盐(17) 制备的药物的加速压力研究中,主要杂质被确定为富马酸的加成物18 (图11.13 (b)[4]。马来酸与4,4-二吡啶在DMF或DMSO中共热异构化得到15 (图11.13 (c))[4]。这些数据表明在胺存在下,15和16可能存在平衡,特别在极性溶剂中,如水(图11.13(d))。与15和16成盐的原料药存在的平衡可能导致原料药的不稳定。其他酸,比如琥珀酸,对于制备稳定药物可能更有用。化合物的结晶性通常不如预期所想,除了结晶没有其他选择。在产生甘氨酸衍生物19(图11.14)时,仲胺盐20结晶并通过简单的过滤操作而除去[41]。碱性更强的叔胺19预期可与溴化氢结合产生结晶盐,但是在这个条件下过量的仲胺更易与溴化氢结合成盐。结晶能力的预期要与实验数据符合。

11.2.4通过实验室试验预期放大结晶工艺的能力

为便于操作,转移结晶产物的必要步骤要根据晶体的物理特征来决定。从结晶到过滤,料浆必须有很好的流动性。相对坚实的晶体,可用选择范围较宽的过滤器过滤得到。细小的晶体可能在压滤过程中破碎堵塞滤膜,该情况需要适当的选择过滤器以便于分离。小的、静电晶体难从过滤器转移到干燥器,以及从干燥器到储存装置。对于非理想状况,评价晶体特征和可行的操作规范见表11.5。放大反应操作需要与其他人讨论以选择最佳的过滤和分离设备。

112.5 洗涤和干燥 固体产物

结晶和打浆得到固体产物可进行湿饼的洗涤和干燥操作。(1)洗涤湿饼有两个目的最常见的用处是移除因母液而吸附在固体表面的杂质。洗涤溶剂的组成通常与结晶溶剂类似,以避免在湿饼上沉积杂质或者溶解产物。如果空气或者惰性气体,如氮气大量穿过湿饼,促进蒸发溶剂可能使之前溶解在母液中的杂质残留到产物晶体上。移除这种吸附的杂质需要增加洗涤溶剂和晶体的接触,以溶解并转移杂质。因此滤饼在洗涤之前不允许干燥缓慢洗涤对于置换母液很重要。理想的洗涤溶剂体积是湿饼体积的1~2倍。通常洗涤温度是过滤温度,然而也可以使用其他温度。洗脱操作的效果需要通过IPC .检测(第7章)。洗脱产物的规则在表11. 6中列出。

洗脱湿饼的第二个原因是用一种溶剂置换另一种溶剂,通常用低沸点溶剂洗涤,易于干燥产物。这种情况需要采用对产物的溶解度尽量的溶剂。温度选择很重要。通常,当洗脱剂的流出速度足够慢或者在产物湿饼中的剩余溶剂量减小到需要的水平,产物就可以从过滤器分离出来。滤饼被转移到干燥器移除剩余溶剂,通常还需要加.热。必须了解残留溶剂含量和干燥器温度的关系,以避免在干燥器中熔化。
提示:确定湿饼溶化温度的方法是将少量湿饼置于熔点管中逐渐加热
小结:结晶和打浆固体需洗涤和干燥,先洗涤后干燥。 洗涤目的:移除杂质和置换溶剂。体积=1~2湿饼体积,温度=过滤温度,溶剂选择依据:低沸点+不良溶剂  洗涤温度确定:测滤饼熔点

11.2.6 打浆纯化:(研磨洗涤过滤分离,溶剂溶解杂质)
      固体打浆有时是重结晶最佳的替代方法。打浆类似研磨。因为不需要额外的关注产物的溶解和重结晶,打浆比重结晶需要更少的劳动强度。打浆可以移除晶体表面的杂质,适当接触溶剂后产物被过滤分离。例如,过量对硝基苄溴可通过在室温下对剩余产物进行打浆而从21中分离(图11. 151549。晶体晶型可在打浆过程中改变,如在70C水中打浆红霉素就能发生这个情况(图11. 15)[36]。打浆后的固体再经过洗涤和干燥, .如II.E小节所述。

提示:有时,打浆可通过简单改变后处理重结晶操作来避免。如果打浆去除水溶性杂质,后处理时水洗可能避免产物打浆变得不必要。另一方面,产物可用能溶解杂质的溶剂重结晶,避免打浆。混合溶剂重结晶可能更有效。
关键点:重结晶溶剂要求溶解溶质,而打浆溶剂溶解杂质,不溶解产品
 
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