奥美拉唑的生产工艺原理.docx

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奥美拉唑的生产工艺原理

奥美拉唑的生产工艺原理

班级制药10-4

学号201004021021

姓名赵成刚

一、概述：

【中文名称】：

奥美拉唑

【别名】：

安胃哌唑;奥美拉唑;奥咪拉唑;甲氧磺唑;沃必唑;渥米哌唑;亚枫咪唑,洛赛克　　

【外文名】：

Omeprazole、Losec　　

【化学名称】：

5-甲氧基-2-{[（4-甲氧基-3，5-二甲基-2-吡啶基）-甲基]-亚磺酰基}-1H-苯并咪唑　　

【结构式】：

【理化性质】：

为白色至类白色结晶性粉末，熔点156℃。

溶于二氯甲烷，微溶于水，乙醇和甲醇，易溶于氢氧化钠和氢氧化钾稀水溶液。

在276nm和305nm的波长处有最大吸收（0.1mol/L氢氧化钠溶液，20ug/mL）。

　奥美拉唑与华法林相互作用，可诱发细胞色素P450活性增强，而使血清胃泌素水平增高。

同时有研究证实本品不影响血浆阿司匹林和水杨酸浓度，20mg/d，在人体中不干扰阿司匹林对血小板的生物活性。

【药理作用】：

选择性性地作用于胃粘膜壁细胞，抑制处于胃壁细胞顶端膜构成的分泌性微管和胞浆内的管状泡上的H+,K+-ATP酶的活性，从而有效地抑制胃酸的分泌，起效迅速，适用于胃及十二指肠溃疡，返流性食管炎和胃泌素瘤。

这种H+,K+-ATP酶抑制剂又名质子泵抑制剂。

由于H+、K+-ATP酶是壁细胞泌酸的最后一个过程，故本品抑酸能力强大。

它不仅能非竞争性抑制促胃液素、组胺、胆碱及食物、刺激迷走神经等引起的胃酸分泌，而且能抑制不受胆碱或H2受体阻断剂影响的部分基础胃酸分泌，对H2受体拮抗剂不能抑制的由二丁基环腺苷酸（DcAMP）刺激引起的胃酸分泌也有强而持久的抑制作用。

本品对胃蛋白酶分泌也有抑制作用，对胃黏膜血流量改变不明显，也不影响体温、胃腔温度、动脉血压、静脉血红蛋白、动脉氧分压、二氧化碳分压及动脉血pH。

二、研究进展：

目前质子泵抑制剂主要有ATP-拮抗剂和K+-拮抗剂两类，ATP-拮抗剂为不可逆PPI,K+-拮抗剂为可逆PPI。

不可逆PPI主要有苯并咪唑衍生物和多羟酚衍生物两类，，当前开发应用的多是苯并咪唑衍生物，此类又可分为取代吡啶类，取代苯胺类和其他类，现有5个取代吡啶类PPI上市。

近年来已上市的质子泵抑制剂的研究进展：

质子泵抑制剂（protonpumpinhibitors,PPIs）用于治疗酸相关性疾病，是近十几年来临床应用广泛、疗效最好的药物。

第1个PPI奥美拉唑（omeprazole）1988年在瑞典上市，第2个PPI兰索拉唑（lansoprazole）1992年在法国首先上市，1994年10月德国研制的泮托拉唑（pantoprazole）在南非上市，1998年12月日本卫材公司又推出新的PPI雷贝拉唑（rabeprazole）并于1999年8月获FDA批准在美国上市，PPIs治疗胃、十二指肠溃疡的地位已被国内外大量的临床试验所确立、证实。

奥美拉唑：

1988年由阿斯特拉公司开发成功，并在瑞典首先上市，1989年通过美国FDA批准在美国销售，商品名为洛赛克。

该品曾于1998-2000年连续3年成为全球畅销药之冠，是20世纪消化性溃疡治疗史上的新里程碑。

10多年来阿斯利康制药公司的产品洛赛克在患者中影响深刻，是治疗消化性溃疡最主要的药物之一。

奥美拉唑静脉注射治疗上消化道出血疗效是迅速而肯定的，明显优于法莫替丁静脉注射，且不良反应少。

速释奥美拉唑制剂：

速释奥美拉唑制剂包括含碳酸氢钠的口服悬浮液干粉剂，由Santarus公司开发的，代号：

SAN-05，商品名为Acitrel,:

zegerid），另外还有正在开发中的咀嚼片（代号：

SAN-15）和胶囊剂，用于治疗需快速起效和持续起效的患者包括儿童。

在美国近300例符合要求的成人患者中所进行的多中心研究表明，本品在预防上胃肠道出血方面的有效性像静脉给以西米替丁一样有效。

奥美拉唑口服悬浮液干粉剂早已在美国上市，商品名：

zegerid，本品是FDA批准的第一个可用于降低上消化道出血的药物。

在36例GERD患者中所进行的临床研究表明，每天口服本品1次40mg平均胃内pH为4.7,比较口服同样剂量的泮托拉唑pH为2,zegerid组pH＞4者占55%,泮托拉唑组占27%,zegerid组夜间反酸者占53%,后者占78%。

每天口服本品2次每次20mg平均胃内pH为4.7,比较口服同样剂量泮托拉唑者为1.9,zegerid组pH＞4者占79%,后者占31%,zegerid40mg和泮托拉唑40mg组平均胃内pH分别为6.5利1.5,胃内pH＞4者分别占92%和37%，夜间反酸者分别占12%和71％。

每天1次zegerid40mg在24小时控制pH方面与每天2次、每次40mg泮托拉唑者无明显差别，但是均每天2次、每次40mg给药，zegerid组则明显优了泮托拉唑。

2005年4月和5月Santarus公司又向FDA分别提出本品胶囊剂和咀嚼片剂的新药申请。

兰索拉唑（Lansoprazole）：

兰索拉唑（Lansoprazole）是奥美拉唑升级换代产品

兰索拉唑为一新型抑制胃酸分泌药物，其结构特点是侧链中导入氟元素的取代苯并咪唑化合物，使其生物利用度较奥美拉唑提高了30%以上，而对幽门螺杆菌的抑菌活性比奥美拉唑提高了4倍。

泮托拉唑（Pantoprazole）：

泮托拉唑是继奥美拉唑、兰索拉唑之后在全球第3个上市的质子泵抑制剂。

该药具有较高的选择性和生物利用度，在临床治疗中以高度的安全性受到医生和患者的认可，从而推动了产品市场的增长。

雷贝拉唑（rabeprazole）：

雷贝拉唑是一种抗分泌作用的可逆性的质子泵抑制剂，具有较高的PKaA值，在体外其抗分泌活性比奥美拉唑强2~10倍，口服可在体内快速活化，与质子泵结合发挥抑酸作用。

除上述已上市的PPI类药物外，目前国外一些企业还正在研究开发一系列新PPI，有的品种即将上市，现将正在研究开发中的新品种的进展情况介绍如下：

1.泰妥拉峻：

泰妥拉唑（Tcnatoprazole,代号TU-199）是日本东京田边公司研究的新品种，并与北陆公司共同开发，商品名：

Protop。

三菱一东京制药有限公司也巳提出上市申请，商品名：

ulsacare，用于治疗十二指肠溃疡。

法国Negma公司由三菱公司获得许可，但是到目前为止，无论在日本还是在法国均仍未批准本品上市。

对狗进行的试验表明，泰妥拉唑可抑制组胺，五肽胃泌素，和卡巴胆碱所诱导的泌酸作用，ED50分别为3.4,5.9和2.9mg/kg。

本品的抗泌酸作用和抗溃疡作用均优于奥美拉唑和兰索拉唑。

法国的研究者在自愿者中所进行的比较研究指出，本品在血清中的半衰期较同类品种长7倍，与埃索拉唑比较，每天均口服1次40mg,泰妥拉唑夜间的抑酸作用明显强于埃索拉唑。

加拿大的研究者在30例健康男子Hp阴性的自愿者中所进行的比较研究进一步证明，每天均口服1次40mg泰妥拉唑在血清中的半衰期为9.28±6.41小时，明显长于埃索拉唑的1.44±0.29小时，血浓度也明显高于后者（7008.72±1927.57ng/ml对1128.10±491.0lng/ml小时，泰妥拉唑具有明显长时间的抑酸作用，和较短时间的夜间酸反跳，结论认为，对每天给药1次已有PPI无效的患者，泰妥拉唑在临床上可能会更有效。

在日本对胃溃疡和十二指肠溃疡患者所进行的双盲临床比较研究表明，每天早饭后口服10mg泰妥拉唑与每天早饭后口服20mg奥美拉唑的内镜检治愈率是可比的，详见下表：

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胃溃疡4周治愈率8周治愈率

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泰妥拉唑组63.2%（72/114例）90.6%（106/117例）

黑蒸拉唑组50.0%（62/105例）89.4%（1O1/l13例）

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十二指肠溃疡3周治愈率6周治愈率

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泰妥拉唑组　80.8%（8099例）98.0%（99/101例）

奥美拉唑组79.4%（77/97例）96.0%（97/101例）

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Ⅲ期临床试验表明，泰妥拉唑的副作用发生率与奥美拉唑无显著性差别，如在胃溃疡的研究中，泰妥拉唑组的副作用发生率为0.8%（1/132例），比较奥美拉唑组为1.5%（2／136例），在十二指肠溃疡研究中，副作用发生率分别为2.5%（3/121例）和4.1％（5/122例）。

2.Revaprazan：

Revaprazan韩国YuHan公司研发的新型可逆性质子泵抑制剂，代号：

YH-1885，体外和体内研究表明本品具强的抗泌酸作用，毒性低，对大、小鼠、和狗的单剂口服LD50均＞5000mg/kg。

本品体内分布良好，在胃组织中具高浓度，在大鼠和狗中，本品Tmax（小时）和生物利用度分别为1.5、0.9和15%和51%。

本品许可证已转让给GlaxoSmithKline公司（代号：

SB-641257）。

在韩国己完成本品治疗胃十二指肠溃疡、功能性消化不良、和胃食管反流性疾病的Ⅱ期临床研究，表明本品的有效性可与不可逆性质子泵抑制剂（PPI）和雷尼替丁相比。

在韩国15个单位总共228例十二指肠溃疡患者中所进行的4周多中心、随机、双盲Ⅲ期临床比较研究表明，接受Revaprazan200mg（每天1次）治疗者治愈率为91.7%（ITT）或94.4%（PP），比较接受奥美拉唑20mg（每天1次）治疗者治愈率为91.3%（ITT）或92.3%（PP），两组间无显著性差别。

结论认为Revaprazan在治愈十二指肠溃疡和减轻白天和晚上疼痛方面的有效性像奥美拉唑一样有效，耐受性均良好。

3.Ilaprazole：

Ilaprazole是韩国Ⅱ-Yang公司正在开发中的质子泵抑制剂，代号：

IY-81149，在加拿大进行的Ⅱ期临床研究表明，本品的有效性为奥美拉唑的4倍。

目前己在韩国上市。

三、合成路线及选择:

（一）、5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇（7-6）与2-氯甲基-3，5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐（7-7）反应：

这条路线的核心问题是合成5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇（7-6）与2-氯甲基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐（7-7）两个关键中间体。

（1）、5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇的合成：

（2）2-氯甲基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐的合成：

①以2,3,5-三甲基吡啶（7-14）为原料：

工业上采用此路线生产奥美拉唑

②以3,5-二甲基吡啶（7-15）为起始原料：

此路线与路线①相似，在2,3,5-三甲基吡啶（7-14）的来源得到解决后，逐渐被路线①代替。

（3）奥美拉唑的合成：

5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇（7-6）与2氯甲基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐（7-7）在碱性条件下，发生Williams反应，生成硫醚（7-8）。

间氯过氧苯甲酸（MCPBA）和高碘酸钠是将硫醚氧化成亚砜的常用试剂，该步反应收率在70%以上。

此路线具有合成路线短，收率高的特点，是国内厂家生产奥美拉唑（7-1）采用的路线。

（二）、2氯-5-甲氧基-1H-苯并咪唑与3,5-二甲基-4-甲氧基-2-吡啶甲硫醇反应：

与路线一相似，但是两种原料来源困难，合成难度大，文献资料少，实用价值不大。

（三）、4-甲氧基邻苯二胺和2-[（3,5-二甲基-4-甲氧基-2-吡啶基）甲硫基]甲酸反应：

缺点：

（7-23）合成路线长，制备困难，使整个路线较长，后处理麻烦，总收率低于路线一。

（四）、5-甲氧基-2-甲基亚磺酰基-1H-苯并咪唑碱金属盐与1,4-二甲氧基-3,5-二甲基吡啶鎓盐反应：

不使用制备困难的2-卤代吡啶，但是碱金属盐（7-25）要求在低温下进行制备，丁基锂价格昂贵而且遇水和空气分解，反应条件要求苛刻。

综上可知：

由5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇与2氯甲基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐在碱性条件下，发生Williams反应，生成硫醚后再制备奥美拉唑是最优的合成路线。

四、生产工艺原理及其过程：

（一）、5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇生产工艺原理及其过程：

1、原料4-甲氧基-2-硝基苯胺的制备：

（1）4-甲氧基-2-硝基乙酰苯胺的制备：

a.工艺原理：

（a）.硝化剂硝酸具有氧化性，为防止氨基氧化，需在硝化前乙酰化保护氨基；

（b）.-NH3有强吸电子作用，属于邻对位定位基，在酸性条件下生成铵盐后将变为间位定位基。

（2）4-甲氧基-2-硝基苯胺的制备：

2、产品5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇的制备：

（1）4-甲氧基邻苯二胺的制备：

a.工艺原理：

b.注：

4-甲氧基邻苯二胺性质不稳定，空气中易氧化，不宜存放，故反应温度不宜超过40℃，否则产物氧化，也不宜低于20℃，否则有盐析出，影响萃取效果。

（2）5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇制备：

（二）、2-氯甲基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐的生产工艺原理及其过程：

1、4-甲氧基-2,3,5-三甲基吡啶-N-氧化物的制备：

（1）2,3,5-三氧甲基吡啶-N-氧化物的制备：

a.工艺原理：

冰乙酸与过氧化氢混合生成过氧乙酸，质子化的过氧乙酸亲电进攻吡啶上的N原子，生成吡啶的N-氧化物。

b.反应条件与影响因素：

（a）.过氧乙酸和过氧化氢均为弱氧化剂，在氧化温度为80~90℃，时间为24h的反应条件下，2,3,5-三甲基吡啶之发生N-氧化，吡啶环及其环上甲基较稳定。

（b）.用40%的氢氧化钠调节pH值至14进行后处理，可将残余的乙酸成盐溶于水，从而与氧化物分离。

（2）4-硝基-2,3,5-三甲基吡啶-N-氧化物的制备：

a.工艺原理：

浓硝酸和浓硫酸按一定比例组成硝化剂，浓硫酸供质子能力强于硝酸，有利于硝酸解离为NO2+。

吡啶属于缺π电子杂环，环上电子云密度与硝基苯相当，但吡啶N-氧化物情况有所不同。

因氧子与杂环形成给电子性的p-π共轭，其亲核能力大于相应的吡啶核，所以较容易进行硝化反应，硝基进入杂原子的对位。

对于2,3,5-三甲基吡啶N-氧化物，在N-氧化物和三个甲基的共同作用下，吡啶环的亲电活性大大提高。

在混酸作用下，硝基进入电子云密度较高的4位，而6位产物较少。

b.反应条件及影响因素

（a）.提高温度，硝化反应速率加快。

但是随着反应温度的提高，氧化、断键、多硝化和硝基置换等副反应也可能增加。

硝化反应为放热反应，反应活性高的化合物硝化时可放出大量的热，如不及时冷却，热量累积，促使温度骤然上升，引起热分解等副反应，操作时应特别小心。

（b）.在使用混酸做硝化剂时，工业生产中用“硫酸脱水值”（DVS）表示硫酸中硝酸及水分含量和硝酸与被硝化物的配比之间的关系。

一般DVS值越高，消化能力越强。

（3）4-甲氧基-2,3,5-三甲基吡啶-N-氧化物的制备：

a.工艺原理：

吡啶为缺电子芳环，对4位硝基的束缚能力较弱，在强亲核试剂烷氧负离子的进攻下，以双分子历程硝基被烷氧基取代，4位形成放环烷烃混合醚结构。

b.反应条件与影响因素：

（a）.4-硝基-2,3,5-三甲基吡啶-N-氧化物与甲醇钠的摩尔配比为1:

1.5，通过增加甲醇钠的配比，可提高4-硝基-2,3,5-三甲基吡啶-N氧化物的转化率。

（b）.产物易吸潮，干燥处存放。

2、2-氯甲基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐的制备：

（1）3,5-氯甲基-2-羟甲基-4-甲氧基吡啶的制备：

a.工艺原理：

首先4-甲氧基-2,3,5-三甲基吡啶-N-氧化物与乙酸酐作用发生重排反应，生成2位乙酰氧甲基，然后再碱性条件下水解生成2位羟甲基。

重排反应无论是自由基历程，还是离子对历程，质子离去的决定反应速度。

b.反应条件与影响因素：

（a）.重排反应温度为110℃，低于乙酸酐的沸点，目的在于防止乙酸酐分解。

水解反应在氢氧化钠溶液中进行，回流3h，使反应完全。

（b）.重排反应为无水操作，微量的水对脱质子反应不利，可阻断重排反应的进行。

（c）.重排反应中乙酸酐具有反应物和反应溶剂双重作用，将过量的乙酸酐回收套用，可降低成本。

（2）2-氯甲基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐的制备：

a.工艺原理：

二氯亚砜是常用的氯化剂，在反应中生成的氯化氢和二氧化硫均为气体，易挥发除去，无残留物，后处理方便。

二氯亚砜与醇首先生成氯化亚硫酸酯，氯化亚硫酸酯分解放出二氧化硫，分解方式与溶剂有关。

以氯仿为反应溶剂，应按SN1机理进行，氯离子进攻碳正离子，形成2位氯甲基。

b.反应条件与影响因素：

（a）.生成氯化亚砜硫酸酯的反应是烦热反应，因此温度控制在0℃以下；室温进行氯代反应。

（b）.二氯亚砜和氯化亚砜硫酸酯遇水分解，应无水操作。

（三）奥美拉唑的工艺原理及其过程：

1、工艺流程图：

2、生产过程：

（1）、5-甲氧基-2-[（3,5-二甲基-4-甲氧基-2-吡啶基）甲硫基]-1-H-苯并咪唑的制备：

制备硫醇钠→Williams反应→氧化硫醇

（2）、将得到的硫醚氧化成亚砜：

可将硫醚氧化成亚砜的氧化剂有等摩尔量的30%H2O2、NaIO4或叔丁基次氯酸酯等

（3）、亚砜进一步氧化成砜：

进一步氧化的氧化剂与第一步氧化的氧化剂相同，即再加等摩尔量的氧化剂即可氧化成砜

3、反应影响因素：

（1）5-甲氧基-2-[（3,5-二甲基-4-甲氧基-2-吡啶基）甲硫基]-1-H-苯并咪唑制备的反应条件与影响因素：

a.氢氧化钠与两个反应物的摩尔配比为1.1:

1:

1，若碱略过量。

可使硫醇完全转化为硫醇钠。

b.用甲醇与水混合作溶剂，对硫醇和盐酸盐均有较好的溶解度，有利于反应的进行。

c.粗产品可不经提纯直接参加下一步反应。

（2）将得到的硫醚氧化成亚砜，亚砜进一步氧化成砜：

a.MCPBA（间氯过氧苯甲酸）氧化硫醚的摩尔比为1:

1，MCPBA用量不足，氧化不完全，产物中可能含有氧化硫醚；MCPBA过量的话，产物中可能含有过氧化产物砜或吡啶N-氧化物，结构如下：

b.MCPBA与氧化硫醚在氯仿中也均有一定的溶解度，因此也可以用氯仿作为反应溶剂，乙酸乙酯也可以作为反应溶剂。

c.得到的产物容易氧化分解，应该避光于干燥阴凉处存放，分解易得产物如下：

五、“三废”的处理和综合应用：

1、酸性碱性废水：

废水合并，中和至规定PH值，静置沉淀后排入废水管道。

2、硫化氢气体：

用浓碱液吸收处理。

3、回收容积的残渣：

量较少，集中一定量后焚烧处理。

4、有机溶剂：

本工艺所用有机溶剂如氯仿、乙酸乙酯、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇等均可回收返回系统套用。

5、氯仿、乙酸乙酯、乙腈的回收：

将氯仿或乙酸乙酯用水洗涤至中性，分去水层常压蒸馏。

氯仿60~62℃馏分，乙酸乙酯76~78℃馏分，乙腈81~83℃馏分。

6、甲醇、乙醇、异丙醇的回收：

用分馏塔蒸馏。

甲醇64~65℃馏分，乙醇78~79℃馏分，异丙醇81~83℃馏分。