奥美拉唑的课程设计

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1、绥化学院奥美拉唑的合成路线设计学生姓名：专业：制药工程年级：2013级1班指导教师：苏适绥化学院食品与制药工程学院课程设计的题目：奥美拉唑工艺合成设计一、设计的目的和基本要求(一) 课程设计的目的：通过课程设计，学生应熟悉化学合成药物生产工 艺原理、工艺路线的设计、选择和革新。根据原辅材料的来源情况和技术设备 条件，从工业生产的角度出发，因地制宜的设计和选择工艺路线并掌握中试放 大的生产工艺规程的基本要求。(二) 课程设计的要求：(1) 了解选择药物的理化性质以及药理作用；(2) 熟悉药物的结构特性；(3) 设计药物的不同合成路线(使用化学制图软件设计绘制)；(4) 对不同药物合成路线进行选择

2、和评价；(5) 掌握药物合成路线的分析的方法。二、课程设计的主要内容(一)课程设计说明书一份包括奥美拉唑的药理作用、理化性质；工艺合成路线选择、奥美拉唑的合成原 理。1概述11药物名称和结构式中文名称：奥美拉唑(omeprazole),又名洛赛克或亚砜咪唑，安胃哌唑, 奥美拉唑，甲氧磺唑，沃必唑，渥米哌唑等英文名称：Antra、Aoxikang、Audazol、H-168/68、Logastric、Losec、Mepral、 Miol、Mopral、Moprial、Norpramin、Omapren、Omepral、Omeprazen、 Omeprazolum、Parizac、Prilosec

3、、Zoltum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-1 H-苯并咪唑H3CO结构式：1.2理化性质纯净的奥美拉唑为白色结晶或结晶性粉末，溶于二氯甲烷、三氯甲烷，几 乎不溶于乙腈和乙酸乙酯，熔点为147150C。奥美拉唑呈弱碱性，在pH值 =79的条件下化学稳定性好。1.3药理作用1.3.1药效学本药为具有脂溶性的质子泵抑制药，呈弱碱性，易浓集于酸性环境中，能 特异性地作用于胃壁细胞顶端膜构成的分泌性微管和胞质内的管状泡上(即 胃壁细胞质子泵所在部位)，并转化为亚磺酰胺的活性形式，然后通过二硫键 与质子泵的巯基呈不可逆结合，生成亚磺酰胺与质子泵

4、(H+-K+ATP 酶)的复 合物，从而抑制该酶活性，使壁细胞内的H+不能转运到胃腔中，阻断了胃酸 分泌的最后步骤，使胃液中的胃酸量大为减少。实验证明，本药对基础胃酸 分泌和由组胺、五肽胃泌素及刺激迷走神经引起的胃酸分泌具有强而持久的 抑制作用，对H2受体阻断药不能抑制的由二丁基环腺苷酸引起的胃酸分泌 亦有明显的抑制作用。由于本药对质子泵的抑制作用具有不可逆性，故本药 的抑酸作用时间长，只有待新的质子泵形成后，才能恢复其泌酸作用。健康 志愿者单次口服本药，其抗酸作用可维持24小时；多次口服(1周)可使基础 胃酸和五肽胃泌素刺激引起的胃酸分泌抑制70%-80%。随着胃酸分泌量的明 显下降，胃内p

5、H值迅速升高，一般停药后3-4天胃酸分泌可恢复到原有水平。同时，本药对胃蛋白酶的分泌也有抑制作用。动物实验证明本药对阿司匹 林、乙醇及应激所致的胃粘膜损伤有预防保护作用。体外试验证明本药有抗幽 门螺杆菌(Hp)的作用，体内试验证明本药能增强抗生素对Hp的根除率。本药抑制胃酸分泌的效果优于西咪替丁和雷尼替丁,对十二指肠溃疡的治 愈率明显高于现有的H2受体拮抗药，对用H2受体拮抗药和其它抗溃疡药治 疗无效的十二指肠溃疡仍有效，且复发率较低。与雷尼替丁的临床对照实验表 明，本药对胃灼热和疼痛的缓解速度明显快于前者。对反流性食管炎患者的双 盲实验亦表明，本药减轻胃液对食管粘膜的损伤作用比雷尼替丁更强，

6、疗效更 好。1.3.2药动学本药口服经小肠迅速吸收，1小时内起效，食物可延迟其吸收，但不影响 吸收总量。单次给药的生物利用度约为35%,反复给药的生物利用度可达60%。 本药口服后0.5-7小时血药浓度达峰值，达峰浓度为0.22-1.16mg/L，曲线下面 积(AUC)为0.39-2.78(mgh)/L。吸收入血后主要和血浆蛋白结合，其结合率为 95%-96%。本药可分布到肝、肾、胃、十二指肠、甲状腺等组织，达平衡后分 布容积为0.19-0.48L/kg，与细胞外液相当。不易透过血-脑脊液屏障，但易透 过胎盘。本药在体内完全被肝微粒体细胞色素P450氧化酶系统催化而迅速氧 化代谢，至少有6种代

7、谢产物，主要有5-羟奥美拉唑、奥美拉唑砜和少量奥 美拉唑硫醚。约有72%-80%的代谢物经肾脏排泄，另有18%-23%的代谢物经 药单次或多次给药，其氧化代谢均存在着明显的个体差异，主要表现为某些个 体对药物的羟化代谢能力低下或有缺陷，使原形药物消除缓慢，消除半衰期延长，AUC明显增加。2研究进展奥美拉唑是瑞典ASTRA公司研制开发的第一代苯并咪唑类质子泵拮抗 剂，于1988年上市，到1992年已有65个国家和地区批准和使用，19982000 年连续三年列全球畅销药物的第一名，2002年其销售额为52亿美元。奥美 拉唑用于治疗消化性胃溃疡和返流性食管炎等疾病，对胃酸分泌的抑制作用 强，作用时间

8、长达48h。与法莫替丁比较，在治疗消化性溃疡急性大出血方面, OPZ与大剂量法莫替丁疗效都为100%，两者均可应用;而治疗反流性食管炎, 奥美拉唑治疗的有效率又优于法莫替丁。3合成路线与选择(1)奥美拉唑（1）为苯并咪唑类化合物，结构上可以分为苯并咪唑和取代吡 啶两部分，亚磺酰基由硫醚氧化而成，可在最后一步反应中进行。根据连接苯 并咪唑和取代吡啶两部分的甲硫基构建方式的不同，有以下四种合成途径。5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇（6）与2-氯甲基一3，5-二甲基-4-甲氧基 吡啶盐酸盐（7）反应5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇（6）与2-氟甲基一3, 5-二甲基-4-甲氧基 吡啶盐酸盐（

9、7）缩合形成硫醚键，再经氧化反应生成亚磺酰基，得到奥美拉 唑。0CH3这条路线的核心问题是合成5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇（6）与2-氯甲 基-3, 5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐（7）两个关键中间体。5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇的合成以对氨基苯甲醚（9）为原料，经氨基保护和硝化生成4-甲氧基-2-硝基乙酰 苯胺（10），脱保护得到4-甲氧基-2-硝基苯胺（11），再用SnC12/HCL、Fe/HCL 法或催化氢化等方法还原硝基，生成4-甲氧基苯二胺（12）。形成咪唑环的三 种方法如下：LAjOH3CON13) H2.HNO(9)Nor C2H5OCS2KH3COH3COSH

10、 WS2/KOH/C2H5OHCHRNCSc。N-10) HRNHSHCH6)NO2NNNH3CO1.Zn/HCl/CH 3OHno22-CS2KOH/H2O 尸 H 3 CHOH H3COCHNHNH2SHN4-甲氧基苯二胺（12）在CS2 / KOH / C2H5OH条件下成咪唑环，或 者4-甲氧基苯二胺（12），不经分离，直接与乙氧基黄原酸钾作用制得5-甲氧 基-1H-苯并咪唑-2-硫醇（6）。反应条件温和，工艺成熟，是国内厂家生产奥 美拉唑（1）采用的方法。 4-甲氧基-2硝基苯胺（11）与在Zn/HCL/CS2作用，在5055 C条件 下反应四个小时，硝基还原和环化一勺绘得到5-甲氧

11、基-1H-苯并咪唑-2 -硫醇， 收率为94%。反应条件温和，收率高，有很高的实用价值。 2-氨基-4-甲氧基乙酰苯胺（13）与异硫氰酸苯酯反应，然后加热回 流环合，生成5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇（6），两步反应收率可达65%。 由于异硫氰酸烯丙酯或异硫氰酸苯酯来源困难，大量制备受到限制。3.2 2-氯甲基-3, 5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐的合成以2，3，5-三甲基毗啶（14）为原料工业上采用此路线生产奥美拉唑No214CH3ONaH3COCHAc2OCHH3CCH3CH3曲 3 HNO3/H2SQ 日3CH3h_CH2O2OCH3CH3ch2ohO 17SOCl 2 L H3

12、CH3CH3OCH37以3，5-二甲基毗啶19（15）为起始原料CH2ClHCl15H3CCONaHCOCHCH1.(CH3)2SOH3Cch2ohCH3 HNO3/H2SO. H3C叫HOOCH3o20NO3CH3SOC12 H3CCH3OCH3187He产CH2Cl此路线与路线相似，在2, 3, 5-三甲基吡啶（14）的来源得到解决后， 逐渐被路线代替。4奥美拉唑的合成4.1路线一5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇（6）与2氯甲基-3, 5-二甲基-4-甲氧基吡啶 盐酸盐（7）在碱性条件下，发生Williams反应，生成硫醚（8）。间氯过氧苯 甲酸（MCPBA）和高碘酸钠是将硫醚氧化成亚

13、砜的常用试剂，该步反应收率在 70%以上。7MCPBA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（1）采用 的路线。4.2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H3Cl22MCPBACH3CH31N价值不大。4.3路线三4-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：（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。4.4路线四5-甲氧基-2-甲基亚磺酰基-1H-苯并咪唑碱金属盐与1，4-二甲

14、氧基-3，5-二甲基吡啶鎓盐反应。n-C4H9Li/THFH3CONH25H3CO+H3cCH3OCH3OCH3NHh3coCH3241N不使用制备困难的2-卤代吡啶，但是碱金属盐（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。5总结经过近一周的课程设计，从开始的搜集文献资料，到最后的工艺文档形成。 时间虽短，但却使我受益匪浅！课程设计是一个团队的工作，团队需要个人， 个人也需要团队，必须发扬团队合作精神，团队合作是我们能在规定时间内完 成任务的必须保证，特别是我们在完成PPT的时候。我们这次设计正好锻炼 了我们这一点，这在我们以后的生活中也是相当宝贵的！虽然我们在规定时间能完成的设计，但由于我们基础知识和经验的欠缺， 整个设计还有许多不完善的地方，敬请老师指正，同时我会在今后的学习和工 作中更加努力。