吡羅昔康-d3的合成

梁大偉，張 漫，譚 琳，王悅秋

（雅安職業(yè)技術(shù)學(xué)院 藥學(xué)與檢驗(yàn)系，四川 雅安 625000）

關(guān)鍵字：氘代標(biāo)記；吡羅昔康；合成

吡羅昔康化學(xué)名稱為2-甲基-4-羥基-N-（2-吡啶基）-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酰胺-1,1-二氧化物，是輝瑞制藥公司于1980年以Feldene為商品名開(kāi)發(fā)上市的一種非甾體抗炎藥，臨床主要用于治療風(fēng)濕性及類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，有明顯的鎮(zhèn)痛、抗炎及一定消腫作用[1]。相對(duì)于其他非甾體抗炎藥，吡羅昔康有惡心、胃痛與消化不良等胃腸不良反應(yīng)，長(zhǎng)期使用會(huì)造成肝功能異常[2-3]，近年，有報(bào)道顯示其對(duì)心臟、神經(jīng)系統(tǒng)具有一定的影響[4-5]，因此，關(guān)于吡羅昔康在體內(nèi)藥動(dòng)與藥代研究引起人們的廣泛關(guān)注[6-9]。穩(wěn)定同位素由于無(wú)放射性，物理性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定等特征，將其標(biāo)記到藥物分子中，可用氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）或液質(zhì)聯(lián)用（LCMS）檢測(cè)其在體內(nèi)代謝與分布，有較高的靈敏性等優(yōu)勢(shì)[10]。近年，穩(wěn)定同位素標(biāo)記藥物被廣泛用于藥代與藥動(dòng)的研究中，為了進(jìn)一步研究吡羅昔康，本文擬合成穩(wěn)定同位素氘標(biāo)記的吡羅昔康（1）。

目前，市售的吡羅昔康-d3（1）為少數(shù)幾個(gè)國(guó)外公司所壟斷，價(jià)格昂貴，關(guān)于其合成技術(shù)也鮮見(jiàn)報(bào)道。本文擬在非標(biāo)記的吡羅昔康的合成基礎(chǔ)上[11-13]，重點(diǎn)考察氘代試劑引入條件、同位素豐度保持及產(chǎn)品純度，使其滿足使用在體內(nèi)代謝及藥物動(dòng)力學(xué)研究等方面。以鄰苯甲?；酋啺罚?）為原料，在氫化鈉作用下，與氯乙酸甲酯發(fā)生烷基化反應(yīng)生成3-氧代-1,2-苯并異噻唑-2(3H)乙酸甲酯-1,1-二氧化物（3），引入甲氧羰甲基側(cè)鏈，進(jìn)一步在有機(jī)堿甲醇鈉作用下發(fā)生分子內(nèi)擴(kuò)環(huán)重排生成4-羥基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物（4），然后與自制的氘代碘甲烷反應(yīng)，在噻嗪環(huán)氮原子上引入氘代甲基得到4-羥基-2-甲基-2H-1，2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物-d3（5），最后與2-氨基吡啶發(fā)生酯的氨解得到目標(biāo)分子吡羅昔康-d3（1）（圖1）。該方法簡(jiǎn)單，原料易得、反應(yīng)條件易于控制，產(chǎn)物純度與同位素豐度滿足作為體內(nèi)藥動(dòng)藥代研究的質(zhì)量要求。

圖1 吡羅昔康-d3 (1)的合成

1 材料

1.1 儀器

X-5型顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀（鞏義予華），溫度計(jì)未加校正；ARX-400型核磁共振儀（CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)，瑞士Bruker公司）；6120 Quadruple型LC/MS（ESI源，美國(guó)Agilent公司）；Agilent 1200 HPLC（Zorbax Eclipse XDB-C18column，5 μm，4.6 mm × 250 mm，美國(guó)Agilent公司）。

1.2 藥品與試劑

氘代甲醇（CD3OD）購(gòu)于Cambridge Isotope Laboratories，Inc，純度與氘代豐度均大于99%；其他原料與試劑購(gòu)于阿拉丁，分析純（AR）；分析純?nèi)軇〥MF經(jīng)過(guò)CaH2攪拌干燥并現(xiàn)蒸現(xiàn)用，其他常規(guī)溶劑為分析純，未經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理，直接使用。

2 合成步驟

2.1 氘代碘甲烷的合成

將碘單質(zhì)（19.5 g）與氘代甲醇（5.0 g）混合，置于恒壓滴液漏斗中，漏斗上端連接冷凝管，下端連接裝有1.58 g紅磷的單口圓底燒瓶中，先滴加少量恒壓滴液漏斗中溶解部分碘的氘代甲醇混合液到圓底燒瓶中，然后加熱回流，待溫度升至約75 ℃時(shí)，將剩余的混合液分批滴入圓底燒瓶中。約60 min滴加完畢?；亓饕豪^續(xù)溶解碘滴下，待滴液漏斗中的碘全部溶解后，停止加熱，冷卻至室溫。 在室溫下攪拌4 h后，常壓蒸餾，收集38～42 ℃餾分，依次用飽和Na2S2O3、飽和食鹽水各洗一次，無(wú)水CaCl2干燥，得無(wú)色透明液體的氘代碘甲烷10.4 g，收率為51.6%，低溫、密閉、避光保存，無(wú)需進(jìn)一步純化，可直接用于下一步反應(yīng)。

2.2 3-氧代-1,2-苯并異噻唑-2(3H)乙酸甲酯-1,1-二氧化物（3）的合成

將NaH（60%，0.24 g，6 mmol）溶于3 ml干燥的DMF，冰浴下攪拌10 min，將溶于5 ml干燥DMF的鄰苯甲?；酋啺罚?）（1.0 g，5.5 mmol）溶液緩慢的滴加到上述溶液中，30 min滴加完畢，繼續(xù)在冰浴條件下攪拌反應(yīng)20 min，加入氯乙酸甲酯（0.48 ml，5.5 mmol），自然升溫至室溫反應(yīng)30 min，然后升溫至100 ℃反應(yīng)1 h，反應(yīng)完畢，自然冷卻至室溫，倒入適量的冰水中，有大量固體析出，抽濾，冰水洗滌，干燥得0.93 g白色固體3-氧代-1,2-苯并異噻唑-2（3H）乙酸甲酯-1,1-二氧化物（3），收率為67.4%，mp =115～117 ℃（文獻(xiàn)值[14]為116～117 ℃），ESI-MS（m/z）：256.0（M+H）+，1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ：7.72～7.77（m，4H，PhH），4.41（s，2H，CH2），3.80（s，3H，OCH3）。

2.3 4-羥基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物（4）的合成

將CH3ONa（0.27 g，5.0 mmol）溶于5 ml的DMSO溶液，化合物3（0.63 g,2.5 mmol）加入上述溶液中，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)30 min，反應(yīng)完畢，倒入10% HCl（10 ml）溶液中，用CH2Cl2（3 × 10 ml）萃取，合并有機(jī)相，依次用飽和NaHCO3，食鹽水洗滌，無(wú)水MgSO4干燥，減壓濃縮得黃色粗品，乙醇-水（v:v= 1:10）重結(jié)晶，干燥得0.44 g黃色固體4-羥基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物（4），收率為70.4%，mp = 171～173 ℃（文獻(xiàn)值[14]為172～173 ℃），ESI-MS（m/z）：256.0（M+H）+，1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ：12.32（s，1H，OH），8.31（br s，1H，NH），7.82（dd，J= 5.6，3.2 Hz，2H，PhH），7.76（dd，J= 5.6，3.2 Hz，2H，PhH），3.82（s，3H，OCH3）。

2.4 4-羥基-2-甲基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物-d3（5）的合成

將化合物4（0.4 g，1.6 mmol），CD3I（0.3 ml，4.8 mmol）與NaOH溶液（32%，1.75 ml，1.8 mmol）加入乙醇-水體系（v:v= 2:1，9 ml），常溫?cái)嚢璺磻?yīng)24 h，反應(yīng)完畢，倒入20 ml水中，有大量固體析出，抽濾，干燥得0.3 g黃色固體4-羥基-2-甲基-2H-1，2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1，1-二氧化物-d3（5），收率為69.1%，無(wú)需純化，直接用于下一步。mp = 165～167 ℃(文獻(xiàn)值[14]為167 ℃)，ESI-MS（m/z）：273.1（M+H）+，1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ：12.05（1H，s，OH），7.73～8.10（4H，m，PhH），3.93（3H，s，OCH3）。

2.5 吡羅昔康-d3（1）的合成

將化合物5（0.27 g，1 mmol）與2-氨基吡啶（0.2 g，2 mmol）溶于5 ml間二甲苯，氮?dú)獗Ｗo(hù)下回流反應(yīng)24 h，減壓濃縮回收溶劑得粗品，直接進(jìn)行硅膠柱層析（CH3OH:CH2Cl2= 1:3）純化得0.27 g淡黃色固體吡羅昔康-d3（1），收率為81.1%，mp = 197～200 ℃（文獻(xiàn)值[12]為198～201 ℃），化學(xué)純度為99.2%（HPLC色譜條件：色譜柱采用 Zorbax Eclipse XDB-C18 column，5 μm，4.6 mm × 250 mm，流動(dòng)相為乙腈-水溶液（0.01 mol/L KH2PO4）（50:50），流速為1 ml/min，柱溫為30 ℃，進(jìn)樣量為10 μl），同位素豐度為99.3%，ESI-MS（m/z）: 335.1（M+H）+，1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ：13.29（s，1H，OH），8.89（s，1H，NH），8.37（d，J= 4 Hz，1H，PyH），8.25（d，J=8 Hz，1H，PyH），8.07（m，1H，PhH）,7.92（m，1H，PhH），7.77（m，3H，PhH & PyH）,7.13（dd，J= 7.5，5 Hz，1H，PyH）。

3 結(jié)果與討論

氘代原料由于來(lái)源有限，價(jià)格昂貴等因素，對(duì)該類產(chǎn)品的成本控制起著至關(guān)重要的影響，此外，噻嗪環(huán)上磺?；哂休^強(qiáng)的吸電子性，造成2位磺酰氨基中氮原子上的氫原子具有弱酸性，相對(duì)于4位烯醇式羥基易于被甲基化。因此，本文以價(jià)格低廉、易于購(gòu)買的碘甲烷為甲基化試劑進(jìn)行平行反應(yīng)，重點(diǎn)考查第3步反應(yīng)條件對(duì)甲基化試劑利用率的影響，以期獲得較優(yōu)的反應(yīng)條件應(yīng)用在氘代碘甲烷的反應(yīng)中。本文重點(diǎn)考查溶劑體系、碘甲烷用量及縛酸劑堿的用量對(duì)化合物5收率的影響。

3.1 溶劑體系對(duì)化合物5合成的影響

以NaOH為縛酸劑，分別選用THF-H2O、C2H5OH-H2O為溶劑體系，考查了不同溶劑及配比對(duì)化合物5合成收率的影響，結(jié)果見(jiàn)表1，采用THF-H2O體系時(shí)，收率普遍較低，而采用C2H5OH-H2O（v:v，2:1）時(shí)，收率較高，甲基化試劑利用率較高。

表1 溶劑體系對(duì)化合物5合成的影響

3.2 碘甲烷用量對(duì)化合物5合成的影響

碘甲烷的用量對(duì)化合物5合成的影響，見(jiàn)表2，以化合物4與碘甲烷的物質(zhì)的量n1:n2的不同比例進(jìn)行化合物5收率考查，隨著碘甲烷用量的增加，促使甲基化反應(yīng)向著產(chǎn)物方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率提高，收率呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，當(dāng)n1:n2大于1:3時(shí)，收率趨于穩(wěn)定狀態(tài)，鑒于氘代碘甲烷的成本因素，最終選擇n1:n2為1:3。

表2 碘甲烷用量對(duì)化合物5合成的影響

3.3 縛酸劑用量對(duì)化合物5合成的影響

以NaOH溶液（32%）為縛酸劑，考查其用量對(duì)化合物5合成的影響，見(jiàn)表3，以化合物4與NaOH物質(zhì)的量n1:n2的不同比例考查化合物5的收率，隨著堿用量增加，反應(yīng)收率增加，當(dāng)n1:n2介于1:1.1～1:1.2時(shí)，收率趨于穩(wěn)定，因過(guò)多的堿可能造成酯的水解而收率降低，故縛酸劑NaOH的用量應(yīng)選擇n1:n2= 1:1.1～1:1.2。

表3 縛酸劑堿用量對(duì)化合物5合成的影響

4 結(jié)論

以氘代碘甲烷為氘代標(biāo)記試劑，經(jīng)過(guò)4步簡(jiǎn)易合成法及優(yōu)化甲基化反應(yīng)條件，得到氘代標(biāo)記的吡羅昔康-d3（1），總收率為26.6%，化學(xué)純度為99.2%，氘代豐度為99.3%，滿足其用在藥代動(dòng)力學(xué)等方面的研究。