制备荧光素醌型的方法
阅读说明：本技术 制备荧光素醌型的方法 (Process for preparing fluorescein quinoid ) 是由 尼古拉斯·泰森 爱德华·布甘 娜代日达·斯帕索娃 于 2019-07-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及制备荧光素醌型的方法。本发明特别地涉及制备式(I)的荧光素醌型的方法、荧光素甲磺酸盐或共晶体、通过用水或水和水溶性有机溶剂的混合物处理从荧光素甲磺酸盐或共晶体杂质纯化式(I)的荧光素醌型的方法、通过用水或水和水溶性有机溶剂的混合物洗涤从荧光素甲磺酸盐或共晶体中除去可能的游离甲磺酸的方法及其制备方法、以及荧光素甲磺酸盐或共晶体用于合成式(I)的荧光素醌型的用途。<Image he="574" wi="650" file="DDA0002150704910000011.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>(The present invention relates to a process for preparing a fluorescein quinoid. The invention relates in particular to a process for preparing a fluorescein quinoid of formula (I), fluorescein methanesulfonate or co-crystal, a process for purifying a fluorescein quinoid of formula (I) from fluorescein methanesulfonate or co-crystal impurities by treatment with water or a mixture of water and a water-soluble organic solvent, a process for preparing a fluorescein quinoid of formula (I) by treatment with water or a mixture of water and a water-soluble organic solvent, a method for preparing a fluorescein quinoid of formula (I) from fluorescein methanesulfonate or co-crystal impuritiesA method for removing possible free methanesulfonic acid from fluorescein methanesulfonate or co-crystal by washing the compound, a process for its preparation, and the use of fluorescein methanesulfonate or co-crystal for synthesizing a fluorescein quinoid of formula (I).)
技术领域
本发明涉及一种制备式(I)的荧光素醌型(缩写为FlsQ)的方法：
此外，本发明涉及新的固体荧光素形式及其制备方法。本发明还涉及所述新的固体荧光素形式在合成荧光素醌型中的用途。
背景技术
荧光素(缩写为Fls)是一种人造有机化合物和染料，其被广泛用作用于许多应用的荧光示踪剂。Fls以几种互变异构形式和一些固体形式存在。
在现有技术中公开的各种结晶形式中，特别提及特定的溶剂化形式和非溶剂化形式。
特别是，称为醌型的FlsQ(其为非溶剂化形式，也称为红色形式；也表征于Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(德国应用化学),1997,36(7),770-772中)具有下式(I)：
称为两性离子形式的Fls Z形式(其为非溶剂化形式，也称为黄色形式；参见Chem.Eur.J.(欧洲化学杂志)2016,22,2-20)具有下式：
称为内酯形式的Fls L形式具有下式：
目前，Fls L仅以溶剂化形式存在。
WO 2017/082430公开了一种通过用2-丙醇或2-丁醇使荧光素钠结晶来纯化荧光素钠的方法。
发明内容
因此，本发明所解决的问题是提供一种能够增强Fls Q形式的过滤行为以及改善最终获得的Fls Q形式的纯度的方法。
该问题通过Fls Q的特定制备方法解决，该方法涉及形成特定的荧光素固体形式。
本发明具体涉及以下各项：
项目1.一种制备式(I)的荧光素醌型的方法，
该方法包括以下步骤：
a)制备荧光素甲磺酸盐或共晶体；
b)通过用水或水和水溶性有机溶剂的混合物处理，将所述荧光素甲磺酸盐或共晶体转化为式(I)的荧光素醌型。
项目2.根据项目1所述的方法，其中所述水溶性有机溶剂是C1-C3烷基醇。
项目3.根据项目1至2中任一项所述的方法，其中所述C1-C3烷基醇是甲醇或乙醇。
项目4.根据项目1至3中任一项所述的方法，其中所述荧光素醌型具有d(0.9)为30μm至100μm的粒度分布。
项目5.根据项目1至4中任一项所述的方法，其中在步骤b)中当使用水和水溶性有机溶剂的混合物时，所述水溶性有机溶剂在用水处理之后或之前被添加。
项目6.根据项目1至5中任一项所述的方法，其中所述荧光素甲磺酸盐或共晶体具有摩尔比为1:1的荧光素与甲磺酸。
项目7.根据项目1至6中任一项所述的方法，其中所述荧光素甲磺酸盐或共晶体具有285±1℃的DSC起始值和/或289±1℃的DSC峰值。
项目8.根据项目1至7中任一项所述的方法，其中所述荧光素甲磺酸盐或共晶体具有特征X射线粉末衍射图，该特征X射线粉末衍射图具有在8.3±0.2、15.0±0.2、24.1±0.2、28.6±0.2处的2θ值表示的特征峰。
项目9.根据项目1至8中任一项所述的方法，其中所述荧光素甲磺酸盐或共晶体被分离。
项目10.根据项目1至9中任一项所述的方法，其中在步骤a)中所述荧光素甲磺酸盐或共晶体的制备通过在甲磺酸存在的条件下将荧光素转化为荧光素甲磺酸盐或者通过使间苯二酚和邻苯二甲酸酐在甲磺酸中反应来进行。
项目11.根据项目1至8中任一项所述的方法，该方法还包括步骤a')：通过用水或水和水溶性有机溶剂的混合物洗涤，从步骤a)中制备的所述荧光素甲磺酸盐或共晶体中除去可能的游离甲磺酸。
项目12.一种荧光素甲磺酸盐或共晶体。
项目13.根据项目12所述的荧光素甲磺酸盐或共晶体，其中所述荧光素甲磺酸盐或共晶体根据前述项目6至9中任一项所定义。
项目14.一种通过用水或水和水溶性有机溶剂的混合物处理，从荧光素甲磺酸盐或共晶体杂质纯化式(I)的荧光素醌型的方法，
项目15.一种通过用水或水和水溶性有机溶剂的混合物洗涤，从项目1、6至9中所述的步骤a)中制备的荧光素甲磺酸盐或共晶体中除去可能的游离甲磺酸的方法。
项目16.荧光素甲磺酸盐或共晶体用于合成式(I)的荧光素醌型的用途：
根据以非限制性实例给出的下文的优选实施方案的描述，本发明的制备方法和特定荧光素固体形式的其它特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1A和图1B显示荧光素甲磺酸盐或共晶体(缩写为Fls A)的XPRD衍射图。
图2显示Fls Q的XPRD衍射图。
图3A和图3B分别显示Fls A和Fls Q的PSD(粒度分布)。
图4显示Fls A的DSC。
图5A和图5B显示Fls Q的DSC。
发明详述
根据第一方面，本发明涉及制备式(I)的荧光素醌型(Fls Q)的方法：
该方法包括以下步骤：
a)制备荧光素甲磺酸盐或共晶体；
b)通过用水或水和水溶性有机溶剂的混合物处理，将所述荧光素甲磺酸盐或共晶体转化为式(I)的荧光素醌型。
有利的是，本申请人惊奇地发现，通过本发明的方法，其中所述方法涉及制备荧光素甲磺酸盐或共晶体(缩写为Fls A)，然后转化为荧光素醌型(FLs Q)，可以获得增强的FlsQ过滤，特别是避免过滤问题，尤其是在工业规模上。
作为进一步的优点，荧光素醌型(FLs Q)具有改善的纯度。
步骤a)中制备的荧光素甲磺酸盐或共晶体可分别具有下式(IIa)和(IIb)：
步骤a)的荧光素甲磺酸盐或共晶体的制备可以如下进行：在甲磺酸(MsOH)存在的条件下将荧光素、特别是荧光素醌型(Fls Q)转化为荧光素甲磺酸盐或者使间苯二酚和邻苯二甲酸酐在甲磺酸中反应。优选地，步骤a)的荧光素甲磺酸盐或共晶体是分离的形式。术语分离的形式是指湿或干的固体，其通过溶剂分离。
根据一个优选的实施方案，所述荧光素甲磺酸盐或共晶体具有285±1℃的DSC起始值和/或289±1℃的DSC峰值。
根据另一个优选的方面，所述荧光素甲磺酸盐或共晶体具有特征X射线粉末衍射图，该具有特征X射线粉末衍射图在8.3±0.2、15.0±0.2、24.1±0.2、28.6±0.2处的2θ值(2θ)表示的至少一个特征峰。优选地，荧光素甲磺酸盐或共晶体的特征X射线粉末衍射图由以8.3±0.2、15.0±0.2、24.1±0.2、28.6±0.2的2θ值(2θ)表示的特征峰组成。
根据另一个优选的方面，所述荧光素甲磺酸盐或共晶体的特征X射线粉末衍射图还具有以10.7±0.2、11.9±0.2、13.4±0.2、16.8±0.2、26.5±0.2、27.8±0.2的2θ值(2θ)表示的至少一个特征峰。
所述荧光素甲磺酸盐或共晶体具有摩尔比为1:1的荧光素与甲磺酸。
根据一个优选的实施方案，上述方法还包括步骤a')，其在步骤a)之后和步骤b)之前，通过用水或水和水溶性有机溶剂的混合物洗涤，从在步骤a)中制备的荧光素甲磺酸盐或共晶体中除去可能的游离甲磺酸(缩写为MsOH)。优选地，通过洗涤或浆化，例如通过用溶剂洗涤或在溶剂中浆化，所述溶剂例如水、C1-C3醇或其混合物，除去可能的游离甲磺酸。或者，通过重结晶，例如通过pH变化介导的结晶，可以除去可能的游离甲磺酸。如本文所预指，术语游离甲磺酸(MSA)是指不是甲磺酸盐或共晶体的一部分而是其杂质的MSA。
如本文所预指，术语C1-C3醇分别指甲醇(MetOH)、乙醇(EtOH)、异丙醇、正丙醇。
不受任何理论束缚，实验证据表明，在不存在甲磺酸的情况下，荧光素甲磺酸盐或共晶体转化为Fls Q，所述转化是可逆的。因此，上述步骤a')特别有利于避免甲磺酸残余物的存在，这可阻止荧光素甲磺酸盐或共晶体完全转化为Fls Q形式(参见实施例6中的实验证据)。Fls A不完全转化为Fls Q会产生严重的过滤问题。
根据一个优选的实施方案，当在步骤b)中使用水和水溶性有机溶剂的混合物时，所述水溶性有机溶剂是C1-C3烷基醇，优选甲醇或乙醇，甚至更优选乙醇。
如本文所预指，术语体积是指每单位产品的溶剂体积，因此，例如，1体积是1升/1千克，或1毫升/1克，或1微升/1毫克。因此，10体积意味着例如10升/1千克物质。关于上述水和水溶性有机溶剂的混合物，在步骤b)中使用的混合物中使用水和水溶性有机溶剂。
步骤b)中使用的溶剂和水的混合物中使用的每种水溶性溶剂和水的体积范围优选为1至10体积，更优选为2至7体积，更优选为3至5体积。
此外，当在步骤b)中使用水和水溶性有机溶剂的混合物时，水溶性有机溶剂可以在用水处理之后或之前添加，优选在之后添加，因为转化更快。或者，水和水溶性有机溶剂可以同时添加或作为其混合物添加。
根据一个优选的实施方案，步骤b)的用水或水和水溶性有机溶剂的混合物的处理在20℃至60℃、优选30℃至50℃、甚至更优选35至45℃的温度下进行。根据一个特别优选的实施方案，所述温度为约40℃。
根据一个优选的实施方案，步骤b)的用水或水和水溶性有机溶剂的混合物的处理进行10分钟至20小时、优选15分钟至10小时、更优选20分钟至5小时、甚至更优选30分钟至2小时的时段。根据一个特别优选的实施方案，所述时段为15分钟至2小时。
根据一个特别优选的实施方案，步骤b)的用水或水和水溶性有机溶剂的混合物的处理在35至45℃的温度下进行15分钟至2小时的时段。
然而，通常预期步骤b)的水和水溶性有机溶剂的混合物中的水量越大，完成步骤b)的转化的时段和温度值越小。
因此，例如，当仅存在水时，步骤(b)的转化在40℃下仅持续20分钟。
就粒度分布(PSD)而言，荧光素醌型具有d(0.9)在30μm至100μm范围内的PSD。
另一方面是荧光素甲磺酸盐或共晶体。所述荧光素甲磺酸盐或共晶体的一些可能的形式和/或特征如上文所定义。
另一方面是荧光素甲磺酸盐或共晶体的合成方法，该方法包括用甲磺酸处理式(I)的荧光素、特别是荧光素醌型的步骤。
另一方面是通过用水或水和水溶性有机溶剂的混合物洗涤，从如上文所定义的步骤a)中制备的荧光素甲磺酸盐或共晶体中除去可能的游离甲磺酸的方法。
优选地，相对于荧光素甲磺酸盐或共晶体的总重量％，荧光素甲磺酸盐或共晶体中待除去的可能的游离甲磺酸的量范围为0.1-10重量％。
另一方面是通过用水或水和水溶性有机溶剂的混合物处理Fls Q，从荧光素甲磺酸盐或共晶体杂质中纯化荧光素醌型(Fls Q)的方法。所述水溶性有机溶剂如上文所定义。
有利的是，所述从荧光素甲磺酸盐或共晶体(缩写为Fls A)纯化荧光素醌型的步骤很重要，因为Fls Q可含有荧光素甲磺酸盐或共晶体作为杂质，因此这种纯化可用于除去所述杂质。此外，它有利于Fls Q的快速过滤。实际上，Fls A作为Fls Q杂质的存在给Fls Q悬浮液带来严重的过滤问题。所述Fls Q处理也可有利地应用于根据本发明方法制备的FlsQ，例如，如果步骤b)不完全，即如果其提供含有Fls A作为杂质的Fls Q，则作为步骤b)之后的进一步步骤。
另一方面是荧光素甲磺酸盐或共晶体用于合成式(I)的荧光素醌型(FLs Q)的用途：
具体实施方式
实验部分
所有原料都是可商购的，例如购自Sigma-Aldrich。
实施例1–荧光素甲磺酸盐或共晶体的制备。
向2L四颈RBF中装入间苯二酚(148.7g)和邻苯二甲酸酐(100g)和甲磺酸(740g)，并将混合物在约82℃的温度下加热。将混合物在80-85℃下搅拌4小时。冷却至10℃后，将混合物保持搅拌直至产物沉淀，随后经1000ml水(22.5℃)骤冷，在添加期间维持35至45℃的温度。然后，进行真空过滤。将含有荧光素甲磺酸盐或共晶体(下文称为Fls A)的湿饼用2×150ml水洗涤两次。保留湿饼样品(命名为LA-1-09)用于进一步实验。湿饼在真空干燥(在室温下和在45℃下)后是稳定的。此外，图1A中报道了作为湿样品的FlsA的XPRD衍射图，并且相应的数据也在下表1中报道(湿荧光素甲磺酸盐峰列表)。图1B中报道了作为干样品的FlsA的XPRD衍射图。此外值得注意的是，在湿Fls A和干Fls A之间未观察到显著差异。
表1
对Fls A的粒度分布(PSD)进行了另一种表征。如图3A所示，PSD分析表明分散基本上是单峰的，具有约500μm的大聚集体。
实施例2–DSC分析
用Mettler Toledo DSC2记录DSC分析。将样品称重到具有或不具有针孔(取决于样品特征)的40μL铝坩埚中，并在氮气(50mL/min)下以10℃/min的速率从25℃加热至400℃。Fls A和Fls Q的所得DSC分别报道在图4和图5A和图5B中。
实施例3–XPRD方法
在环境条件下在45kV和40mA下操作的配备有Cu Kα辐射和PIXcel检测器的反射几何形状半径为240mm的PANalyticalX'Pert PRO-衍射仪上进行衍射测量。将每个样品安装在零背景硅支架上并在数据收集期间以0.25转/秒旋转。测量角度范围为3.0-40.0°(2θ)，步长为0.013°。扫描速度为0.082°/秒(40.80秒/步)。Fls A的XPRD(在湿样品和干样品上)。
实施例4–从Fls A转化为Fls Q
在水中骤冷和过滤后回收的Fls A在40℃下用EtOH/水的混合物(1:1，约5V)处理(通过研磨)1小时，并观察到转化为FLs Q。过滤悬浮液并干燥产物。Fls Q的XPRD衍射图也在下表2和图2中报道。
表2
此外，进行了Fls Q的PSD分析。如图3B所示，PSD分析表明窄的单峰分散，其粒度d(50)为约60μm和/或d(90)为约90μm。
实施例5–Fls Q的过滤性能
在1g规模下从湿饼LA-1-09(Fls A，用水或水/乙醇混合物处理之前的粗物质)开始进行浆化实验。在室温下以及然后在40℃下真空干燥至恒重后，确定湿的粗样品LA-1-09(Fls A)含有约20％的挥发性溶剂(干燥后回收约80％w/w)。因此，将干的LA-1-09在40℃下在约4V的所选溶剂或溶剂混合物中浆化。实验后，检查过滤行为并在未进行干燥的条件下通过XRPD分析所得固体。
表3
鉴于表3中所示的上述数据，在步骤b)的处理步骤期间FLs A转化为Fls Q是由于水的存在：
-Fls A在EtOH中保持稳定(条目1)；即没有转化为Fls Q；
-根据XRPD分析，在约20分钟后，Fls A在水(4V)中转化为Fls Q(条目2)；
-Fls A在较低量的水(2V而不是4V)中部分转化为Fls Q(条目4)。
无论溶剂的添加顺序如何，水/EtOH(1:1)的最终混合物在40℃下浆化1+1小时(即2小时)后将Fls A完全转化为Fls Q(条目3和4)。
在所有情况下，所回收固体的过滤都是良好的。因此，溶剂比例或溶剂添加顺序似乎不影响过滤行为。
为了更详细地研究，进行了进一步的实验，下表4中报道了进一步的实施方案和数据。
表4
实施例6–Fls A中的残余MsOH对Fls A转化为Fls Q的影响
在1g规模下从湿饼LA-1-09(Fls A)进行浆化实验。将LA-1-09在约4V的EtOH/水1:1中在40℃下用不同添加量的MsOH浆化(参见下表5)。
表5
根据表5中所示的数据，可以观察到，在过量MsOH(高于0.1当量)存在下，Fls A如何保持稳定：通过XRPD观察到Fls A+Fls Q痕量(条目2和3)。由于MsOH过量存在似乎使FlsA稳定，因此Fls A转化为Fls Q倾向于被抑制或更难发生。
此外，固体Fls Q的过滤良好，除非在EtOH/水中用大量过量的MsOH进行浆化时(条目3)。然而，在这种情况下，Fls A到Fls Q的转化不完全。
因此，当Fls A含有大量残留的甲磺酸作为杂质时，建议并优选用水或水和水溶性有机溶剂的混合物处理步骤a')。