背景及概述
甲鈷胺(Mecobalamin)化學名為Coα-[α-(5,6)-二甲基苯并咪唑基]-Coβ-甲鈷酰胺，由日本衛(wèi)材株式會社開發(fā)研制，化學名稱為甲鈷胺，商品名為彌可保，于上個世紀80年代中期在日本上市，1996年彌可保進入中國。甲鈷胺在醫(yī)學上主要用于治療周圍神經(jīng)疾病及缺乏維生素B12引起的巨紅細胞性貧血。與其他輔酶型維生素B12類藥物相比，甲鈷胺向神經(jīng)組織傳導性好，可以順利地進入神經(jīng)細胞器中，促進核酸、蛋白質(zhì)和卵磷脂的合成。通過刺激軸突和鞘的再生，修復受損的神經(jīng)，是目前臨床上治療糖尿病周圍神經(jīng)病變、多發(fā)性神經(jīng)炎等周圍神經(jīng)疾病比較有效的藥物剛，尤其對麻木、麻痹、疼痛等癥狀有明顯效果，還可以同時改善其他植物神經(jīng)病變。甲鈷胺是維生素B12(氰鈷胺)的活性衍生物。主要用于糖尿病引起的周圍神經(jīng)性疾病及因缺乏維生素B12引起的巨幼紅細胞性貧血，在臨床上得到廣泛使用，副作用少。甲鈷胺英文名稱：methylcobalamin，中文別名：甲基維生素B，CAS號：13422-55-4，分子式：C63H91CoN13O14P，分子量：1344.380。其結(jié)構(gòu)式如下圖：
圖1 甲鈷胺的結(jié)構(gòu)式圖
制備
已有的甲鈷胺合成方法均為氰鈷胺還原和甲基化兩步，實際操作為一鍋化反應，常見的合成方法主要有：以氰鈷胺為原料經(jīng)硼氫化鈉還原，碘甲烷甲基化的制備甲鈷胺方法；以氰鈷胺為原料經(jīng)硼氫化鈉還原，硫酸二甲酯甲基化的制備甲鈷胺方法；以氰鈷胺為原料經(jīng)硼氫化鈉還原，對甲苯磺酸甲酯甲基化的制備甲鈷胺方法；在鈷鹽或鐵鹽存在下，硼氫化鈉還原氰鈷胺，再用三甲基碘化亞砜或三甲基溴化亞砜進行甲基化制備甲鈷胺方法；用硼氫化鈉還原氰鈷胺再用碳酸二甲酯進行甲基化制備氰鈷胺的方法。據(jù)文獻報道，以氰鈷胺和碘甲烷為原料通過反應合成甲鈷胺有兩條路線，起始原料均相同，只是在溶劑的使用上有差別，其條路線以甲醇為溶劑，而第二條路線則使用水為溶劑。本實驗采用反復結(jié)晶、沉淀除鹽，縮短了反應后處理的時間，降低了因產(chǎn)品曝露時間過長而導致其分解的可能性[1]。
實驗部分
1)儀器和試劑儀器：500mL四口瓶，電動攪拌器，減壓蒸餾裝置，抽氣泵，高壓氮氣，層析柱；試劑：氰鈷胺，硼氫化鈉，碘甲烷，30％醋酸，丙酮，酸性氧化鋁。
2)甲鈷胺的制備在暗室中，首先將6g氰鈷胺加入500mL四口瓶中，通入高純氮氣以保護體系，加入蒸餾水190mL，并開始攪拌。緩慢升溫至40℃，加入1.5g硼氫化鈉(溶于30mL水中)，反應液呈灰黑色。加入6mL碘甲烷，反應10min。停止加熱，降至室溫，用30％醋酸調(diào)節(jié)pH值為6.0。抽濾，將濾液減壓濃縮以除去過量的碘甲烷，濃縮液加入200 mL蒸餾水稀釋，加入500mI，丙酮，靜置析晶后，抽濾。晶體加入蒸餾水溶解，用丙酮沉淀析晶4次，經(jīng)氧化鋁柱層析，HPLC做跟蹤檢測。洗脫液過濾后，加入丙酮析晶。晶體用少量丙酮洗滌，于燥后即得產(chǎn)品。
結(jié)果與討論
溶劑的選擇
用水和甲醇分別作溶劑時，兩種溶劑在實驗中的差別不大，都符合實驗要求，產(chǎn)品的質(zhì)量分數(shù)和收率都很高。本實驗采用水為溶劑。
反應物配比對產(chǎn)率的影響
氰鈷胺是主要的反應原料，硼氰化鈉是還原劑，碘甲烷是提供甲基的反應物。但氰鈷銨價格較高，所以只探討碘甲烷對產(chǎn)率的影響。通過改變加入的碘甲烷的物質(zhì)的量來觀察生成甲鈷胺的質(zhì)量分數(shù)和產(chǎn)率，以確定適當?shù)耐读媳壤數(shù)饧淄榕c氰鉆銨物質(zhì)的量之比等于10：1時，產(chǎn)率較低，這說明由于碘甲烷用量不足，使得反應進行不夠充分，當反應中加入的碘甲烷與原料氰鈷胺的物質(zhì)的量之比大于20：1時，反應進行的才會比較徹底。但從工業(yè)生產(chǎn)的角度考慮，在能夠達到技術要求的情況下，盡量減少成本的投入，所以，確定碘甲烷與氰鉆胺的投料配比為20：1。
溫度對反應的影響
由于維生素B12類化合物在高溫下極易分解，所以實驗所選擇的溫度范圍不大，在30～45℃范圍內(nèi)以5℃為間隔的溫度變化進行的一組實驗，從這些實驗數(shù)據(jù)分析可知，隨著溫度的升高，反應進行的程度是不斷提高的，但溫度高于40℃時，由于部分產(chǎn)物發(fā)生分解，導致產(chǎn)率降低，可見，反應溫度應控制在40℃左右。
時間對反應的影響
為考察反應時間對收率的影響，按碘甲烷與氰，鈷胺的物質(zhì)的量比20：1投料，反應溫度控制在40℃時間間隔為2皿取樣分析，實驗數(shù)據(jù)表明，在反應的開始階段，由于新加入碘甲烷，體系中還原態(tài)的氰鈷胺和游離態(tài)的甲基的量濃度都很大，所以反應速率很高，在前4 mjn幾乎成直線上升。隨著時間的延長，溶液內(nèi)反應物的量濃度減小，反應速率明顯減慢。在10min之后，甲鉆胺的質(zhì)量分數(shù)幾乎不再增加，說明反應已經(jīng)達到終點，各種組份之間已達到平衡?；谝陨戏治?，選擇反應時間為10 min較為合適。
結(jié)論
1)反應適宜以水作為溶劑。
2)碘甲烷與氰鈷胺的投料配比是物質(zhì)的量之比為20：1。
3)反應溫度為40℃，反應時間為10min。
參考文獻
[1] EP1394174 A1,