丁酸氯維地平降解雜質(zhì)的合成

褚小琴, 閆少杰, 李樹軍, 張 遠(yuǎn), 黃漢忠*, 王平保*

(1. 天津醫(yī)科大學(xué) 研究生院，天津 300070； 2. 天津藥物研究院有限公司 化學(xué)制藥部，天津 300193)

·制藥技術(shù)·

丁酸氯維地平降解雜質(zhì)的合成

褚小琴1,2, 閆少杰2, 李樹軍2, 張 遠(yuǎn)2, 黃漢忠2*, 王平保2*

(1. 天津醫(yī)科大學(xué) 研究生院，天津 300070； 2. 天津藥物研究院有限公司 化學(xué)制藥部，天津 300193)

以4-(2,3-二氯苯基)-1,4-二氫-2,6-二甲基-3,5-吡啶二羧酸(2-氰基乙基)(甲基)酯(5)為起始原料，合成了丁酸氯維地平的5種降解雜質(zhì)：4-(2,3-二氯苯基)-1,4-二氫-2,6-二甲基-3,5-吡啶二羧酸單甲酯(A)， 4-(2,3-二氯苯基)-1,4-二氫-2,6-二甲基-3-吡啶羧酸甲酯(B)， 4-(2,3-二氯苯基)-2,6-二甲基-3,5-吡啶二羧酸單甲酯(C)， 4-(2,3-二氯苯基)-2,6-二甲基-3,5-吡啶二羧酸(丁酰氧基甲基)(甲基)酯(D)和4-(2,3-二氯苯基)-2,6-二甲基-3-吡啶羧酸甲酯(E)。其中A由5水解制得；B由A脫羧制得；C由5氧化后再經(jīng)水解制得；D由C和丁酸氯甲酯縮合制得；E由C脫羧制得，化合物結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和MS(ESI)確證。

丁酸氯維地平; 降解雜質(zhì); 藥物合成

丁酸氯維地平，商品名為Cleviprex，化學(xué)名為4-(2,3-二氯苯基)-2,6-二甲基-1,4-二氫吡啶-3,5-二羧酸(丁酰氧基甲基)(甲基)酯，是由英國AstraZeneca公司研發(fā)的一種超短效二氫吡啶類鈣通道拮抗劑[1]。2008年8月由美國FDA批準(zhǔn)上市，主要用于包括急性高血壓的治療以及心臟手術(shù)、經(jīng)皮冠狀動脈介入治療等手術(shù)后的血壓控制[2]，同時它作為注射用乳劑上市適用于不適宜口服或口服無效的高血壓治療。

Scheme 1

降解雜質(zhì)的研究是新藥開發(fā)的重要組成環(huán)節(jié)，不但可以為原料藥和制劑的工藝質(zhì)量控制提供依據(jù)，也有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的可靠性。丁酸氯維地平是典型的二氫吡啶類藥物，其降解雜質(zhì)的產(chǎn)生可能有以下幾個原因：(1)吡啶環(huán)上1,4-H極不穩(wěn)定，在光照或其他氧化條件下，容易發(fā)生脫氫芳構(gòu)化；(2) 3-位和5-位的酯鍵容易斷裂而水解，3-位酯基在酸性或堿性的水環(huán)境中更容易水解成酸；(3) 水解產(chǎn)物在高溫條件下易發(fā)生脫羧繼續(xù)降解。因此可推測丁酸氯維地平的原料藥和制劑在生產(chǎn)和儲藏過程中容易發(fā)生Scheme 1所示的反應(yīng)，形成一系列降解雜質(zhì)。

目前，有關(guān)丁酸氯維地平的合成研究較多，但對其降解雜質(zhì)的合成報(bào)道相對較少。雜質(zhì)4-(2,3-二氯苯基)-1,4-二氫-2,6-二甲基-3,5-吡啶二羧酸單甲酯(A)作為一種制備丁酸氯維地平的重要中間體，其合成報(bào)道較多。其合成主要通過Jung等[3]報(bào)道的堿性條件下水解丙腈酯的方法，但收率較低。宋志勇等[4]以雜質(zhì)A為起始原料，在N,N-二甲基甲酰胺中回流脫羧制得雜質(zhì)4-(2,3-二氯苯基)-1,4-二氫-2,6-二甲基-3-吡啶羧酸甲酯(B)；雜質(zhì)B經(jīng)Jones試劑氧化制得雜質(zhì)4-(2,3-二氯苯基)-2,6-二甲基-3-吡啶羧酸甲酯(E)；丁酸氯維地平經(jīng)過氧化尿素氧化制得雜質(zhì)4-(2,3-二氯苯基)-2,6-二甲基-3,5-吡啶二羧酸(丁酰氧基甲基)(甲基)酯(D)。該路線中雜質(zhì)D和雜質(zhì)E采用分次氧化，不僅增加了氧化劑的種類，不利于控制成本，而且增加了副產(chǎn)物的種類，需用柱色譜進(jìn)行分離純化，操作復(fù)雜。雜質(zhì)4-(2,3-二氯苯基)-2,6-二甲基-3,5-吡啶二羧酸單甲酯(C)的合成方法目前還未見報(bào)道，林秀云等[5]研究發(fā)現(xiàn)，在長期光照試驗(yàn)下，原料藥主成分易氧化為雜質(zhì)C，因此對其合成路線研究同樣具有重要意義。

鑒于此，本文開發(fā)一種原料經(jīng)濟(jì)易得、操作簡便、收率及純度均較高合成雜質(zhì)A～E的方法。參照文獻(xiàn)[6-9]方法合成丁酸氯維地平，以2,3-二氯苯甲醛(1)與乙酰乙酸甲酯(2)經(jīng)Knoevenagel縮合反應(yīng)制得2，3-二氯亞芐基乙酰乙酸甲酯(3)； 3與3-氨基丁烯酸丙腈酯(4)經(jīng)Michael加成、脫水環(huán)合制得4-(2,3-二氯苯基)-1,4-二氫-2,6-二甲基-3,5-吡啶二羧酸(2-氰基乙基)(甲基)酯(5)； 5經(jīng)氫氧化鉀水解制得4-(2, 3-二氯苯基)-1,4-二氫-2,6-二甲基-3,5-吡啶二羧酸單甲酯鉀鹽(6)；最后，6與正丁酸氯甲酯反應(yīng)合成丁酸氯維地平。

本文以5為起始原料，合成降解雜質(zhì)A～E。 A由5水解制得；B由A脫羧制得；5氧化得中間體7，再經(jīng)水解制得C； D由C和丁酸氯甲酯縮合制得；E由C脫羧制得，合成路線見Scheme 2，化合物結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和MS(ESI)確證。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Bruker AVANCE 400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；Agilent 6520型Accurate-Mass-Q-TOF/MS型質(zhì)譜儀；Agilent 1200型高效液相色譜儀。

Scheme 2

5參照文獻(xiàn)[6-9]方法合成，純度≥99%(HPLC)；其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1) A的合成

在反應(yīng)瓶中加入5 8.00 g(19.6 mmol)，氫氧化鉀1.02 g(25.5 mmol)和無水乙醇70 mL，于25 ℃攪拌使其溶解；反應(yīng)5 h。抽濾，濾餅用無水乙醇(10 mL)洗滌，干燥得淡黃色固體；加至80 mL純水中，用40%稀磷酸調(diào)至pH 2，于室溫?cái)嚢?.5 h。抽濾，濾餅干燥得淡黃色固體A 5.58 g，收率80.09%，純度98.50%;1H NMR(MeOD)δ: 2.26(s, 6H, CH3), 3.55(s, 3H, CH3), 5.42(s, 1H, CH), 7.11(t,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.24(d,J=9.6 Hz, 1H, ArH), 7.31(d,J=9.6 Hz, 1H, ArH); MS(ESI)m/z: 356.04{[M+H]+}。

(2) B的合成

在反應(yīng)瓶中加入A 4.50 g(12.6 mmol)和二甲基亞砜45 mL，氮?dú)鈿夥障聰嚢枋蛊淙芙?；緩慢滴加三氟乙?0 mL，滴畢，升溫至160 ℃，反應(yīng)1 h。冷卻至25 ℃，減壓濃縮，剩余物加入純水50 mL，用碳酸鈉固體調(diào)至pH 7，用二氯甲烷(3×50 mL)萃取，合并萃取液，依次用飽和食鹽水(45 mL)洗滌，無水硫酸鎂干燥，蒸干得白色粗品，經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑：V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=3 ∶1)]純化得白色固體B 3.15 g，收率79.87%，純度98.71%;1H NMRδ: 1.69(s, 3H, CH3), 2.37(s, 3H, CH3), 3.46(s, 3H, CH3), 4.72(d,J=4.8 Hz, 1H, CH), 5.03(d,J=4.8 Hz, 1H, CH), 5.13(s, 1H, NH), 7.11(t,J=2.4 Hz, 1H, ArH), 7.22(d,J=2.8 Hz, 1H, ArH), 7.23(d,J=3.2 Hz, 1H, ArH); MS(ESI)m/z: 312.04 {[M+H]+}。

(3) C的合成

在反應(yīng)瓶中依次加入5 20.00 g(24.4 mmol)和叔丁醇200 mL，攪拌使其均勻；加入50%硫酸50 mL，于25 ℃滴加20%Ce(SO4)2溶液120 mL，滴畢，回流反應(yīng)1 h。自然冷卻至25 ℃，滴加52%氫氧化鈉溶液至pH 7，減壓濃縮，殘余物加水200 mL，于室溫?cái)嚢? h。過濾，濾餅干燥得淡黃色固體7 7.96 g。

將上述固體7加入異丙醇80 mL，于25 ℃攪拌使其溶解；于15 ℃加入氫氧化鈉0.93 g (23.4 mmol)，反應(yīng)6 h。減壓濃縮，殘余物加水60 mL，用1 mol·L-1鹽酸調(diào)至pH 1，攪拌1 h。抽濾，濾餅干燥得淡黃色固體C 6.05 g，收率34.93%，純度98.23%;1H NMR(DMSO-d6)δ: 2.48～2.56(s, 6H, CH3), 3.48(s, 3H, CH3), 7.16(d,J=8.8 Hz, 1H, ArH), 7.39(t,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.66(d,J=9.6 Hz, 1H, ArH), 13.32(s, 1H, COOH); MS(ESI)m/z: 354.02{[M+H]+}。

(4) D的合成

在反應(yīng)瓶中加入C 5.00 g(14.1 mmol)，碳酸鉀2.53 g(18.33 mmol)和N,N-二甲基甲酰胺50 mL，攪拌下于25 ℃滴加正丁酸氯甲酯2.51 mL(19.74 mmol)，滴畢，升溫至85 ℃，反應(yīng)6.5 h。冷卻至25 ℃，過濾除去碳酸鉀，濾液減壓濃縮，剩余物加水50 mL，用乙酸乙酯萃取(3×50 mL)，合并萃取液，依次用飽和食鹽水(45 mL)洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮至干，用異丙醚重結(jié)晶得白色固體D 3.20 g，收率49.90%，純度98.94%;1H NMRδ: 0.91(t,J=4.9 Hz, 3H, CH3), 1.57～1.62(m, 2H, CH2), 2.23(t，J=7.6 Hz, 2H, CH2), 2.61(s, 3H, CH3), 2.63(s, 3H, CH3), 3.51(s, 3H, CH3), 5.64(q,J=8.4 Hz , 2H, CH2), 7.04(d,J=9.2 Hz, 1H, ArH), 7.20(t,J=8.0 Hz, 1H, ArH), 7.44(d,J=9.2 Hz, 1H, ArH); MS(ESI)m/z: 454.08 {[M+H]+}。

(5) E的合成

在反應(yīng)瓶中加入C 5.00 g(14.1 mmol)， 2 mol·L-1硫酸10 mL和N,N-二甲基甲酰胺50 mL，攪拌下回流反應(yīng)5 h。冷卻至25 ℃，減壓蒸干，殘留物加入水60 mL，用52%氫氧化鈉溶液調(diào)至pH 7，用乙酸乙酯(3×60 mL)萃取，合并有機(jī)相，依次用飽和食鹽水(55 mL)洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓蒸干，用正己烷重結(jié)晶得淡黃色粉末E 1.75 g，收率39.96%，純度99.43%;1H NMRδ: 2.55(s, 3H, CH3), 2.62(s, 3H, CH3), 3.53(s, 3H, CH3), 6.90(s, 1H, CH), 7.06(d,J=9.2 Hz, 1H, ArH), 7.21(q,J=8.1 Hz, 1H, ArH), 7.46(d,J=9.6 Hz, 1H, ArH); MS(ESI)m/z: 310.03{[M+H]+}。

探討了丁酸氯維地平原料藥或制劑中可能產(chǎn)生的五種降解雜質(zhì)A 、B、 C、 D、 E的形成原因，明確了在丁酸氯維地平原料藥或制劑的生產(chǎn)或儲存環(huán)境中，要注意盡量避免高濕，高溫和強(qiáng)光照射，減少產(chǎn)品中降解雜質(zhì)的產(chǎn)生，對產(chǎn)品質(zhì)量、安全性及有效性均有重要的指導(dǎo)意義。

以中間體5為起始原料，經(jīng)水解、氧化及脫羧等反應(yīng)合成了A、 B、 C、 D、 E五種雜質(zhì)。

(1) 雜質(zhì)A采用改變?nèi)苊?無水乙醇代替50%乙醇)，改變堿的種類(氫氧化鉀代替氫氧化鈉)，較文獻(xiàn)[3]方法提高了水解產(chǎn)物的收率(由52.40%提高至80.09%)；雜質(zhì)B采用二甲基亞砜作溶媒，在160 ℃條件下，加三氟乙酸脫羧，較文獻(xiàn)[4]直接在N,N-二甲基甲酰胺回流下脫羧，縮短了反應(yīng)時間，純度可達(dá)到98.5%以上。

(2) 設(shè)計(jì)了雜質(zhì)C的合成路線，采用化合物5氧化形成芳構(gòu)化中間體7，再水解的方法，避免了因形成過氧酸雜質(zhì)而難以分離純化的缺點(diǎn)；以50%硫酸和20%Ce(SO4)2為氧化劑，芳構(gòu)化完全，且產(chǎn)物容易分離，純度較高。

(3) 雜質(zhì)D、 E在雜質(zhì)C的基礎(chǔ)上分別經(jīng)縮合和脫羧得到，雜質(zhì)D較文獻(xiàn)[4]方法簡化了工藝流程，無需使用額外的氧化劑，節(jié)約合成成本；雜質(zhì)E較文獻(xiàn)[4]方法改進(jìn)了后處理與純化方式，用正己烷重結(jié)晶代替柱色譜分離，簡化了操作步驟。

所有合成的雜質(zhì)均通過1H NMR和MS(ESI)確證了其結(jié)構(gòu)，且經(jīng)HPLC歸一化法測得純度均在98%以上，可作為質(zhì)量研究的雜質(zhì)對照品，用于方法學(xué)驗(yàn)證，提高丁酸氯維地平原料藥及制劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的可靠性和準(zhǔn)確性。

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Synthesis of The Degradation Impurities of Clevidipine Butyrate

CHU Xiao-qin1,2, YAN Shao-jie2, LI Shu-jun2, ZHANG Yuan2, HUANG Han-zhong2*, WANG Ping-bao2*

(1. Graduate School, Tianjin Medical University, Tianjin 300070, China; 2. Centre for Chemical Pharmaceutical Research, Tianjin Institute of Pharmaceutical Research Co., Ltd., Tianjin 300193, China)

Five degradation impurities of clevidipine butyrate, 4-(2,3-dichlorophenyl)-1,4-dihydro-2,6-dimethyl-3,5-pyridinedicarboxylic acid monomethyl ester(A), 4-(2,3-dichlorophenyl)-1,4-dihydro-2,6-dimethy-3-pyridinecarboxylic acid methyl ester(B), 4-(2,3-dichlorophenyl)-2,6-dimethyl-3,5-pyridnedicarboxylic acid monomethyl ester(C), 4-(2,3-dichlorophenyl)-2,6-dimethyl-3,5-pyridinedicarboxylic acid methyl(1-oxobutoxy) methyl ester(D) and 4-(2,3-dichlorophenyl)-2,6-dimethyl-3-pyridinecarboxylic acid methyl ester(E), were synthesized using 4-(2,3-dichlorophenyl)-1,4-dihydro-2,6-dimethyl-3,5-pyridinedicarboxylic acid (2-cyano-ethyl) methyl ester(5) as the starting material. A was synthesized by hydrolysis of 5, B was prepared by decarboxylation of A, C was synthesized by the hydrolysis after oxidation of 5, D was the condensation product of C and chloromethyl butyrate, and E was directly prepared by decarboxylation of C. The structures were confirmed by1H NMR and MS(ESI)．

clevidipine butyrate; degradation impurity; drug synthesis

2016-04-12;

2016-11-08

褚小琴(1990-)，女，漢族，湖北孝感人，碩士研究生，主要從事藥物合成的研究。 Tel. 022-23003212， E-mail: chuxiaoqin2013@sina.com

黃漢忠，研究員， E-mail: huanghz@tjipr.com; 王平保，研究員，博士生導(dǎo)師， E-mail: wangpb@tjipr.com

R914.5; O621.3

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.01.16105