阿維莫泮非對(duì)映異構(gòu)體的合成與表征*

熊先水,劉昆明,熊道陵,曾慶建,王立平,歐陽少波

(1.江西青峰藥業(yè)有限公司; 2.江西理工大學(xué) 冶金與化學(xué)工程學(xué)院, 江西 贛州 341000)

阿維莫泮(Alvimopan)，化學(xué)名為[[2(S)-[[4(R)-(3-羥基苯基)-3(R), 4-二甲基-1-哌啶基]甲基]-1-氧代-3-苯基丙基]氨基]乙酸二水合物，是由Adolor公司和GSK公司聯(lián)合開發(fā)的一種新型外周作用μ-阿片受體拮抗劑，最早于2008年5月20日由美國食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)上市。阿維莫泮主要用于腸道切除術(shù)后患者的胃腸道功能早期恢復(fù)，能通過與胃腸道阿片受體聯(lián)合作用解除阿片類藥物對(duì)胃腸道蠕動(dòng)及分泌的外周作用[1-3]。目前該藥尚未在中國上市，但國內(nèi)多家機(jī)構(gòu)正在開展相關(guān)藥代動(dòng)力學(xué)和臨床實(shí)驗(yàn)研究[4-6]。

阿維莫泮分子結(jié)構(gòu)中有三個(gè)手型中心(圖1A)，理論上有8個(gè)光學(xué)異構(gòu)體。合成相關(guān)異構(gòu)體對(duì)照品對(duì)控制阿維莫泮原料藥中的雜質(zhì)，提高藥物質(zhì)量十分必要。近年來，Werner、Mitch、Furkert、陳忠等先后報(bào)道了阿維莫泮的多種合成路線，并對(duì)幾種光學(xué)異構(gòu)體的產(chǎn)生原因進(jìn)行了研究[7-13]。閆立群等采用HPLC測(cè)定了阿維莫泮原料藥中的光學(xué)異構(gòu)體含量[14]。在這些異構(gòu)體中，[[2(R)-[[4(R)-(3-羥基苯基)-3(R),4-二甲基-1-哌啶基]甲基]-1-氧代-3苯基丙基]氨基]乙酸(圖1B)作為一種關(guān)鍵雜質(zhì)，相關(guān)合成及表征的報(bào)道很少。

圖1 阿維莫泮及其非對(duì)映異構(gòu)體結(jié)構(gòu)

基于此，我們以(αR, 3R, 4R)-4-(3-羥基苯基)-3, 4-二甲基-2-(苯基甲基)-1-哌啶丙酸甲酯(Ⅰ)為起始原料，經(jīng)水解-縮合-水解三步反應(yīng)，對(duì)該異構(gòu)體進(jìn)行了合成(圖2)。并利用NMR、IR、MS和HPLC對(duì)合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)及純度進(jìn)行了表征。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑INOVA-400核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；Agilent 6210質(zhì)譜儀；Agilent 1200高效液相色譜儀[液相條件：以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑，水(含0.5% 冰醋酸、0.5% 三乙胺、1% β-環(huán)糊精)-甲醇(80∶20)為流動(dòng)相，流速為1.0 mL·min-1，檢測(cè)波長為275 nm，柱溫40 ℃];(αR, 3R, 4R)-4-(3-羥基苯基)-3, 4-二甲基-2-(苯基甲基)-1-哌啶丙酸甲酯(Ⅰ)，分析純，上海百宜生物科技有限公司；1-羥基苯并三氮唑(HOBt)、1-羥基-7-偶氮苯并三氮唑(HOAt)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)、4-吡咯烷基吡啶(4-PPY)、甘氨酸乙酯鹽酸鹽，分析純，北京偶合科技有限公司；N, N-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)、N, N-二異丙基碳二亞胺(DIC)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDCI)，分析純，成都市科龍化工試劑廠；其他試劑均為分析純，天津科密歐化學(xué)試劑制造有限公司。

圖2 阿維莫泮非對(duì)映異構(gòu)體合成路線

1.2合成

(1)(αR, 3R, 4R)-4-(3-羥基苯基)-3, 4-二甲基-α-(苯基甲基)-1-哌啶丙酸(Ⅱ)的合成: 在250 mL四口燒瓶中依次加入Ⅰ 10.00 g (26.21 mmol)和1 mol·L-1NaOH溶液105 mL，室溫反應(yīng)4 h，過濾。濾液降溫至0 ℃，滴入6 mol·L-1鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH=6，析出白色沉淀。過濾，濾餅用冰水洗滌，真空干燥，得到白色固體Ⅱ 8.60 g，收率85.13%，純度99.5%(HPLC面積歸一法)。

(2)[[2(R)-[[4(R)-(3-羥基苯基)-3(R), 4-二甲基-1-哌啶基]甲基]-1-氧代-3苯基丙基]氨基]乙酸乙酯(Ⅲ)的合成: 在200 mL四口燒瓶中依次加入Ⅱ 8.00 g (20.75 mmol)、甘氨酸乙酯鹽酸鹽3.59 g (25.72 mmol)、HOBt 3.43 g (25.38 mmol)、三乙胺 8 mL和四氫呋喃 70 mL。將3.20 g (25.38 mmol) DIC溶于25 mL 四氫呋喃溶液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下逐滴滴入反應(yīng)混合物中。滴加完畢后室溫反應(yīng)48 h。過濾，濾液減壓濃縮至無餾分蒸出。殘余物用80 mL乙酸乙酯溶解，依次用pH=10的Na2CO3-NaHCO3緩沖溶液、飽和食鹽水洗滌。分出有機(jī)相，用無水硫酸鎂干燥。過濾，濾液減壓濃縮得到淡黃色油狀物Ⅲ 8.85 g，收率94.23%，純度99.3%(HPLC面積歸一法)。

(3)[[2(R)-[[4(R)-(3-羥基苯基)-3(R), 4-二甲基-1-哌啶基]甲基]-1-氧代-3苯基丙基]氨基]乙酸(B)的合成: 在1 000 mL四口燒瓶中依次加入Ⅲ 8.50 g (18.78 mmol)、乙醇350 mL和水70 mL，室溫下逐滴滴加1 mol·L-1NaOH溶液70 mL。滴加完畢后室溫反應(yīng)2 h。向反應(yīng)液中滴入6 mol·L-1鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH=6，析出白色沉淀。過濾，濾餅水洗至中性，50 ℃真空干燥6 h，得5.70 g粗品。粗品用乙醇-水溶液重結(jié)晶，得到阿維莫泮非對(duì)映異構(gòu)體B 5.62 g為白色固體，收率65.00%，純度經(jīng)HPLC檢測(cè)為98.1%(HPLC面積歸一法)。1H NMR (CDCl3，400 MHz) δ (ppm): 0.677-0.695 (m, 3 H, H-12) , 1.199 (s, 3 H, H-13), 1.457-1.489(m, 1 H, H1-10), 2.145-2.176(m, 1 H, H2-10), 1.922-1.937(m, 1 H, H-8), 2.226-2.276(m, 1 H, H1-7), 2.408-2.455(m, 1 H, H2-7), 2.688-2.719(m, 1 H, H-11), 2.791-2.859(m, 4 H, H-5 or H-6), 3.634-3.680(m, 3 H, H-2 or H-4), 6.510-6.534(m, 1 H, H-17), 6.636-6.689(m, 2 H, H-15 or H-19), 7.036-7.075(m, 1 H, H-18), 7.107-7.111(m, 1 H, H-23), 7.125-7.150(m, 2 H, H-21 or H-25), 7.196-7.232(m，2 H, H-22 or H-24), 8.253(s, 1 H, NH), 9.153(s, 1 H, COOH);13C NMR(CDCl3，100 MHz) δ(ppm): 173.185, 170.372, 156.532, 150.936, 139.614, 128.239, 127.473, 125.206, 115.666, 112.239, 111.776, 59.376, 55.228, 49.275, 44.277, 40.524, 37.968, 35.314, 30.127, 27.026, 15.613; IR(cm-1KBr) σ: 3 420, 3 047, 2 978, 1 605, 1 466, 1 366,753, 704; MS m/z:425(M +1)。

2 結(jié) 果

2.1結(jié)構(gòu)表征表1為目標(biāo)化合物B的1H NMR和13C NMR表征結(jié)果分析，可見相關(guān)化學(xué)位移均有合理對(duì)應(yīng)點(diǎn)，核磁數(shù)據(jù)與化學(xué)結(jié)構(gòu)相符。紅外光譜數(shù)據(jù)中，3 420 cm-1為胺基、羥基的特征吸收峰；3 047、704、753 cm-1為苯環(huán)碳?xì)涞奶卣魑辗澹? 978、1 466、1 366 cm-1為甲基和亞甲基的特征吸收峰；1 605 cm-1為羰基的特征吸收峰，相關(guān)數(shù)據(jù)與目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)相吻合。由質(zhì)譜可知，分子離子峰M+1= 425，與目標(biāo)化合物B的分子量424相吻合。綜合NMR、IR、MS等表征結(jié)果可確證產(chǎn)物為目標(biāo)化合物B。

表1 目標(biāo)化合物B的核磁數(shù)據(jù)解析

2.2合成在Ⅲ的合成中，縮合劑和活化劑類型對(duì)反應(yīng)的影響如表2所示。由表可見，三種縮合劑均能獲得優(yōu)異的收率，但EDCI價(jià)格昂貴，不利于大規(guī)模生產(chǎn)；而DCC反應(yīng)后的副產(chǎn)物N，N-二環(huán)己基脲有少量殘留在溶劑中，對(duì)提純不利；DIC反應(yīng)后的副產(chǎn)物N,N-二異丙基脲在有機(jī)溶劑中溶解性好，可通過下一步水解反應(yīng)后處理時(shí)進(jìn)行萃取除去。因此，盡管采用DIC的收率略低于EDIC和DCC， 但DIC兼具成本低廉、易于提純的優(yōu)點(diǎn)，因此該反應(yīng)采用DIC為縮合劑。助劑類型對(duì)反應(yīng)收率具有明顯影響。DMAP和4-PPY的活化效果不佳，HOAt和HOBt不僅能獲得優(yōu)異的收率，同時(shí)還具有抑制外消旋的作用?？紤]到HOBt水溶性更好，對(duì)產(chǎn)物的提純有利，因此采用HOBt為縮合活化劑。

表2 縮合劑和活化劑對(duì)反應(yīng)的影響

注：a以HOBt為縮合劑; b以DCC為活化劑。

3 結(jié) 論

以市售的(αR, 3R, 4R)-4-(3-羥基苯基)-3, 4-二甲基-2-(苯基甲基)-1-哌啶丙酸甲酯為起始原料藥，經(jīng)過水解、縮合、水解三步反應(yīng)，成功合成了阿維莫泮非對(duì)映異構(gòu)體，并通過核磁、紅外、質(zhì)譜等手段確證了目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)。選擇的合成路線短、操作簡(jiǎn)單，經(jīng)過HPLC分析，目標(biāo)化合物純度在98.0%以上，可以作為阿維莫泮的非對(duì)映異構(gòu)體雜質(zhì)對(duì)照品用于其原料藥的質(zhì)量研究。