普瑞巴林化學拆分過程研究

李 雯，劉春霞，于玉振，張 華，陳水庫，張方杰

(1．鄭州大學 化工與能源學院，河南 鄭州450001;2．河南輔仁醫(yī)藥科技開發(fā)有限公司，河南 鄭州450003)

0 引言

神經(jīng)病理性疼痛的治療是當前臨床醫(yī)學難題，普瑞巴林為解決該醫(yī)學難題提供了可供選擇的有效藥物，其鎮(zhèn)痛作用強、用藥劑量低且副作用?。壳耙言谌?0 多個國家和地區(qū)上市［1］． 工業(yè)生產(chǎn)普瑞巴林的主要方法為化學拆分法，已有文獻報道中，采用多種拆分劑進行普瑞巴林或其中間體的拆分，如文獻［2］采用手性有機堿作對普瑞巴林中間體進行拆分，再經(jīng)Hoffmann 降解得到普瑞巴林;文獻［3］采用N -對甲苯磺酰化、苯磺酰化、對甲苯甲?；鳛椴鸱謩?文獻［4 -5］采用L-酒石酸、二對甲基苯基-L-酒石酸或樟腦磺酸拆分普瑞巴林消旋體． 但以上方法中存在部分產(chǎn)物消旋化，拆分劑制備繁瑣，析晶困難且拆分劑易分解等問題使得生產(chǎn)效率低、成本高．近年來，文獻［6 -12］均采用S -(+)-扁桃酸做拆分劑，經(jīng)過在異丙醇-水中成鹽、四氫呋喃-水中鹽分解、異丙醇-水中重結晶這3 個步驟進行拆分得到普瑞巴林(圖1)，這些文獻對拆分所采用的3 個步驟中各組分的含量變化情況卻語焉不詳，在實際實驗過程中，發(fā)現(xiàn)目標產(chǎn)品的含量隨實驗條件的稍加變化即發(fā)生較大變化，獲得合格品的實驗條件苛刻． 因而探索拆分過程中每一步的組分含量及影響因素，對獲得一種高效、品質穩(wěn)定的拆分條件具有顯著的價值． 筆者以S -(+)-扁桃酸為拆分劑，采用HPLC 測定拆分過程中各組分含量，考察了不同拆分條件下各組分含量變化的規(guī)律，得出普瑞巴林較佳拆分條件．

圖1 普瑞巴林的化學拆分路線Fig．1 Resolution route of Pregablin

1 實驗部分

1．1 分析儀器及試劑

BrukerAvance Digital 400 核磁共振分析儀;WRS-1B 型數(shù)字熔點儀;島津LC -10ATvp 高效液相色譜儀(SPD-10ATvp 檢測器);普瑞巴林對照品，購于中國藥品生物制品檢定所;普瑞巴林消旋體，自制;S-(+)-扁桃酸(≥98%)，購于上海海曲化工有限公司;四氫呋喃、異丙醇均為分析純．

1．2 HPLC 檢測依據(jù)及標準

HPLC 檢測按照國家食品藥品監(jiān)督管理局化藥試行標準YBH02442013 規(guī)定進行:(S)-3 -(氨甲基)- 5 - 甲基己酸，按干燥品計算，含C8H17NO2不得少于98．5%［13］．

1．3 普瑞巴林化學拆分操作過程

取普瑞巴林消旋體2(7．8 g，0．049 mol)與S-(+)-扁桃酸(9．3 g，0．061 mol)加入到三口燒瓶中，經(jīng)過3 個步驟:(1)加入異丙醇66 mL 和水2 mL，微熱至固體全溶，冷卻析晶，抽濾得到S，S-鹽(表示(S)-3 -氨甲基-5 -甲基己酸與S-(+)-扁桃酸所生成的鹽，下同);(2)將所獲得的S，S-鹽加入到四氫呋喃160 mL 和水8 mL中，回流0．75 h，冷卻析晶，抽濾得到白色固體，經(jīng)檢驗，該白色固體為含有普瑞巴林和S，S -鹽混合物;(3)將所獲得的白色固體加入到異丙醇35 mL 和水7 mL 中，加熱溶解，熱抽濾，冷卻析晶，得到2．5 g 白色固體普瑞巴林(含量99．5%以上，HPLC 測定)，收率64．10%． mp185．0 -187．0 ℃［文獻值184．0-185．0 ℃］，(c1．0，H2O)［文獻值+10． 5°(c1． 0，H2O)］． 1H-NMR(DMSO):δ 0．81-0． 84(d，6H，CH3)，1． 03-1． 06［m，2H，CH2］，1．55［m，1H，CH］，2．11 ～2．21(m，2H，CH2COOH)，2．74 ～2．78(m，2H，CH2N)．

2 實驗研究

2．1 S，S-鹽在異丙醇-水中生成條件的選擇和優(yōu)化

拆分過程的第一步，普瑞巴林消旋體與S -(+)-扁桃酸成鹽反應，為有機弱酸弱堿成鹽的過程，由于弱酸弱堿在中性條件下不穩(wěn)定，因而，成鹽反應需在適當過量酸存在下進行，這就需要考察適宜的普瑞巴林消旋體與S-(+)-扁桃酸的投料比例．經(jīng)研究在異丙醇和水以33∶1(體積比)條件下，普瑞巴林消旋體與S-(+)-扁桃酸的摩爾比按1∶1．25 ～1．55 投料時，其實驗結果見表1 所示．

由表1 可知，S，S -鹽的含量和純度隨普瑞巴林消旋體與S-(+)-扁桃酸比例變化而發(fā)生明顯的變化，S-(+)-扁桃酸投料量的增加，收率增大，但含量下降，當兩者以摩爾比為1∶1．4 成鹽時，可獲得最佳的S，S - 鹽含量，其收率為92．4%，綜合考慮含量和收率的因素，選擇該條件為較佳條件，并進一步考察不同異丙醇-水體積比對S，S -鹽形成的影響，選取異丙醇與水的體積比從9 ∶1 至∞進行實驗，其實驗結果見表2所示．

表1 不同的普瑞巴林消旋體與S－(+)－扁桃酸投料比例對含量和收率的影響Tab．1 The effect of different molar ratio of Racemic Pregabalin and (S)－(+)－Mandelic acid on Purity and yield

表2 不同異丙醇和水的體積比對照試驗Tab．2 The comparative experiments of different volume ratio of isopropyl alcohol(IPA)to H2O

由表2 可知，不同異丙醇-水體積比對所生成的S，S -鹽的純度影響較小但收率影響較大，其中體積比為33 ∶1 時，鹽含量達到最高即98．50%，隨著水含量的增加，S，S-鹽收率顯著下降，因此綜合考慮含量和收率因素，選擇異丙醇-水體積比為33∶1．

總之，化學拆分第一步，較佳的實驗條件為普瑞巴林消旋體與S - (+)- 扁桃酸的摩爾比為1∶1．4的比例投料，異丙醇-水體積比為33∶1，可獲得含量為98． 50% 的目標物，收率可達到92．40%(HPLC 檢測結果如圖2)．

2．2 S，S-鹽在四氫呋喃-水中初步解離條件的選擇和優(yōu)化

拆分過程的第2 步，S，S -鹽在四氫呋喃中進行初步解離． 以往的文獻中，均假定該步驟為S，S-鹽全部鹽解離，后續(xù)的第3 步即異丙醇-水加熱析晶為普瑞巴林重結晶過程． 經(jīng)對鹽解離溶劑含水量、鹽解離時間進行實驗研究后，發(fā)現(xiàn)在四氫呋喃-水體系中，S，S -鹽只能發(fā)生部分解離．以普瑞巴林峰面積與S，S -鹽峰面積的比來表示S，S-鹽解離程度，經(jīng)測定S，S-鹽的校正因子為0．41，對應的S，S-鹽解離程度可達67．8%．可見，后續(xù)的異丙醇-水加熱析晶過程為進一步解離的過程．水量對普瑞巴林含量和收率的影響． 選取以上最佳條件下制得的S，S -鹽混合物為原料，異丙醇與水的體積比從2∶1 至7∶1 進行實驗，其實驗結果見表4 所示．

圖2 S，S－鹽的HPLC 含量分析Fig．2 Purity analysis of racemic pregabalin and (S)－(+)－mandelic acid by HPLC

首先討論鹽分解溶劑含水量對鹽解離程度的影響，取四氫呋喃和水體積比從10∶1 至35∶1 進行實驗，其實驗結果見表3 所示．

表3 不同四氫呋喃和水的體積比的對照試驗Tab.3 The comparative experiments of different volume ratio of THF to H2O %

由表3 可知，不同四氫呋喃和水的體積比對S，S-鹽解離效果影響較大，當體積比變化時，鹽解離的程度先逐漸增加后又下降，其中當體積比為20∶1 時，解離程度最高，因而，選擇四氫呋喃與水體積比為20∶1 為較佳工藝條件．

總之，化學拆分第二步，S，S -鹽初步解離的較佳實驗條件為:四氫呋喃和水的體積比為20∶1，代表性的HPLC 檢測結果如圖3 所示．

2．3 S，S -鹽在異丙醇-水中進一步鹽解離條件的選擇和優(yōu)化

拆分過程的第3 步，異丙醇-水中S，S -鹽進一步鹽解離．在以上研究的基礎上，考察溶劑含

圖3 S，S－鹽四氫呋喃中鹽分解HPLC 含量分析Fig．3 Purity analysis of degrees of salt decomposition in tetrahydrofuran by HPLC

表4 不同異丙醇和水的體積比的對照試驗Tab.4 The comparative experiments of different volume ratio of IPA to H2O

由表4 可知，不同異丙醇和水的體積比對S，S-鹽的鹽解離程度影響較大，當體積比為3∶1 至5∶1 時，鹽解離所得普瑞巴林的含量＞97%;較佳的溶劑為異丙醇和水體積比為5∶1，可得含量為99．52% 的 目 標 物． 以S，S - 鹽 計 收 率 達 到69．37%，HPLC 檢測結果如圖4 所示．

圖4 S，S－鹽異丙醇中鹽分解HPLC 含量分析Fig．4 Purity analysis of degrees of salt decomposition in isopropanol by HPLC

3 結論

通過進行反復實驗，最終確定較佳工藝條件為普瑞巴林消旋體與S-(+)-扁桃酸摩爾比為1∶1．4投料，異丙醇-水體積比為33∶1 體系中成鹽，經(jīng)四氫呋喃-水體積比為20∶1 的溶劑回流，再經(jīng)異丙醇-水體積比為5∶1 的體系進一步鹽解離，最終得到含量不低于99．52%的目標產(chǎn)物．

(1)探明了普瑞巴林消旋體拆分過程中，在異丙醇-水、四氫呋喃-水、異丙醇-水中分別進行的3 個步驟，并非先前文獻認為的成鹽、鹽解離和重結晶的拆分過程，而是成鹽、初步鹽解離、進一步鹽解離的過程．

(2)該研究考查影響每步反應的關鍵因素，取得了較佳工藝條件，與現(xiàn)有文獻相比，所獲得的化學拆分較佳的投料、溶劑含水比例等條件，為規(guī)?；苽淦杖鸢土痔峁┝嗽攲嵉膶嶒炓罁?jù);

(3)基于該研究所獲得的較佳拆分條件重復性良好，經(jīng)后續(xù)試驗驗證，所獲得的普瑞巴林含量完全符合藥典要求．

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