苯磺順阿曲庫銨重要中間體R-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽精制工藝的優(yōu)化

周亞兵 汪曉銘 杜芳 張建忠

摘 要 目的：改進(jìn)苯磺順阿曲庫銨重要中間體R-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽精制方法。方法：以3，4-二甲氧基苯乙胺、3，4-二甲氧基苯乙酸為起始物料，經(jīng)縮合、環(huán)合、加氫得四氫罌粟堿，后經(jīng)拆分、精制得R-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽。結(jié)果：目標(biāo)產(chǎn)物收率為24.0%以上，R對映體含量達(dá)99.5%以上。結(jié)論：本工藝操作簡便，產(chǎn)品純度和收率較高，適于大批量生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 苯磺順阿曲庫銨 R-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽 拆分精制工藝

中圖分類號(hào)：O626.322 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-1533（2020）23-0105-05

Optimization of the refining process of R-tetrahydropapaverine-N-acetylL-leucine salt， an important intermediate of cisatracurium besylate*

ZHOU Yabing1**， WANG Xiaoming1， DU Fang1， ZHANG Jianzhong2***[1. SPH Dongying （Jiangsu） Pharmaceutical Co.， Ltd.， Jiangsu Nantong 226010， China； 2. Shanghai Pharmaceuticals Holding Co.， Ltd.， Shanghai 200020， China]

ABSTRACT Objective： To improve the refining method of R-tetrahydropapaverine-N-acetyl-L-leucine salt， an important intermediate of cisatracurium besylate. Methods： Using 3，4-dimethoxyphenethylamine and 3，4-dimethoxyphenylacetic acid as starting materials， tetrahydropapaverine is obtained by condensation， cyclization， and hydrogenation， which is resolved by a resolving agent. R-tetrahydropapaverine-N-acetyl-L-leucine salt is obtained after resolution and purification. Results： The yield of the target product is over 24.0%， and the content of R-enantiomer is over 99.5%. Conclusion： The process is easy to operate and suitable for mass production with high purity and yield.

KEy WORDS cisatracurium besylate； R-tetrahydropapaverine-N-acetyl-L-leucine salt； refining process

苯磺順阿曲庫銨是一起效快、作用強(qiáng)、恢復(fù)迅速、不釋放組胺、對心血管影響小、代謝不依賴于肝腎功能，無蓄積、代謝產(chǎn)物無肌松效應(yīng)也無毒性的理想的肌松藥。目前已成為臨床肌松藥的主流，在中國、美國以及歐盟等重要國家和地區(qū)均有上市，且已收載入歐美主流國家及中國藥典，安全有效性明確，臨床優(yōu)勢明顯[1]。在苯磺順阿曲庫銨的合成中，關(guān)鍵在于兩次手性中心的形成，需要建立完善的控制體系對異構(gòu)體進(jìn)行控制。

R-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽（Ⅰ），作為苯磺順阿曲庫銨重要中間體，是苯磺順阿曲庫銨第一個(gè)手性中心的形成，其對后續(xù)合成中手性的控制尤為重要。目前Ⅰ的合成方法的文獻(xiàn)記載主要有3種：①手性Binol衍生磷酸催化劑負(fù)載在Merrified樹脂上制成催化劑，并用該催化劑和Hantzsch酯為負(fù)氫供體，不對稱還原3，4-二氫罌粟堿，該方法成本高，原料不易得[2-3]；②以3，4-二甲氧基苯乙腈為起始原料，經(jīng)還原、水解、酞化、脫水環(huán)化、還原等5步合成，該方法所得目標(biāo)產(chǎn)物純度96.0%左右，收率67.8%[4]；③以3，4-二甲氧基苯乙胺、3，4-二甲氧基苯乙酸為起始原料，經(jīng)縮合、合環(huán)、還原等反應(yīng)得四氫罌粟堿，經(jīng)N-乙酰-L-亮氨酸拆分后，通過丙酮結(jié)晶得Ⅰ，該法使用了低閃點(diǎn)溶劑乙醚存在安全隱患，且丙酮耗用量大，所得目標(biāo)產(chǎn)物純度99.0%，收率38.0%[5-6]。以上3種方法所得R-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽純度均在98%左右，這對最終藥物的手性控制壓力較大。

本文擬以3，4-二甲氧基苯乙胺（Ⅱ）和3，4-二甲氧基苯乙酸（Ⅲ）為起始物料，經(jīng)縮合反應(yīng)形成N-（3，4-二甲氧基）苯乙基-3，4-二甲氧基苯乙酰胺（Ⅳ），經(jīng)三氯氧磷環(huán)合，通過硼氫化鉀加氫得到四氫罌粟堿（Ⅵ），后經(jīng)N-乙酰-L-亮氨酸拆分，丙酮精制即得目標(biāo)產(chǎn)物Ⅰ，所得產(chǎn)物R對映體含量≥99.5%，更利于對終產(chǎn)物苯磺順阿曲庫銨手性的控制，本研究主要對Ⅵ→Ⅰ的拆分及精制部分工藝進(jìn)行優(yōu)化，從而更好地控制Ⅰ中R對映體的含量。

1 材料和方法

1.1 材料和儀器

3，4-二甲氧基苯乙胺（工業(yè)級，連云港凱美克醫(yī)藥化學(xué)有限公司）；3，4-二甲氧基苯乙酸（工業(yè)級，連云港凱美克醫(yī)藥化學(xué)有限公司）；N-乙酰-L-亮氨酸（化學(xué)純，四川同晟氨基酸有限公司）； R-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽對照品和S-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽對照品（上海昕化醫(yī)藥科技有限公司）；其余化學(xué)試劑為市售色譜純、分析純或工業(yè)級。

1260液相色譜儀（美國安捷倫公司）；搪瓷反應(yīng)釜（靖江市工搪化工設(shè)備有限公司）；LB600型離心機(jī)（轉(zhuǎn)鼓直徑600 mm，江蘇賽德力機(jī)械制造有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 工藝概述

Ⅱ和Ⅲ為起始物料，經(jīng)縮合反應(yīng)形成Ⅳ，經(jīng)三氯氧磷環(huán)合得Ⅴ，通過硼氫化鉀加氫得到Ⅵ，后經(jīng)N-乙酰-L-亮氨酸拆分得Ⅳ，以丙酮為溶劑，重結(jié)晶即得目標(biāo)產(chǎn)物Ⅰ（圖1）。

1.2.2 HPLC測定

色譜柱GL Science ODS-SP C18 （4.6 mm×250 mm，5

mm）。

以正己烷-乙醇-二乙胺（50∶50∶0.1）為流動(dòng)相，等度洗脫45 min，檢測波長為280 nm，流速1.0 ml/min，加樣量20 ml，柱溫為室溫。

1）供試品溶液 取R-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽適量，精密稱定，加流動(dòng)相使溶解并稀釋制成每1 ml中約含1.0 mg的R-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽供試品溶液。使用時(shí)用流動(dòng)相稀釋至5 mg/ml。

2）系統(tǒng)適用性試驗(yàn)溶液 精密稱取S-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽對照品2.5 mg于50 ml量瓶，用適量流動(dòng)相溶解并稀釋至刻度，搖勻，制成每1 ml含50 mg S-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽對照品的儲(chǔ)備液備用。精密移取1 ml儲(chǔ)備液，置已精密稱有10 mg R-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽的10 ml量瓶中，加流動(dòng)相定量稀釋，搖勻，作為系統(tǒng)適用性試驗(yàn)溶液[7-8]。

按主成分自身對照法計(jì)算，S-四氫罌粟堿不得超過0.5%，R-四氫罌粟堿不低于99.5%。

1.2.3 工藝參數(shù)研究

為減輕后續(xù)手性的控制的壓力，需嚴(yán)格控制Ⅰ中R-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽的S對映體的含量，為此我們對析晶工序部分（Ⅵ→Ⅶ→Ⅰ）進(jìn)行了工藝參數(shù)進(jìn)行了摸索，具體如下：

1）Ⅵ→Ⅶ的初步拆分參數(shù)試驗(yàn) 在固定Ⅵ 20 g、N-乙酰-L-亮氨酸 9.58 g、摩爾比1∶1.05、甲醇300 ml的條件下，考察不同析晶溫度和時(shí)間對Ⅶ純度、摩爾收率的影響。（根據(jù)Ⅶ的質(zhì)控需求，Ⅶ中R對映體含量應(yīng)≥75.0%，更利于后續(xù)控制）。

2）Ⅶ→Ⅰ的精制析晶參數(shù)試驗(yàn) 在固定Ⅶ 10 g、丙酮體積倍量為30～50的條件下，考察水體積、析晶溫度、析晶時(shí)間對R對映體含量、摩爾收率的影響。（根據(jù)Ⅰ的質(zhì)控需求，Ⅰ中R對映體含量應(yīng)≥99.5%，更利于后續(xù)控制）[9]。

2 結(jié)果

2.1 小試

2.1.1 Ⅵ的初步拆分

結(jié)果表明， 15 ℃、4 h為最佳析晶條件（表1）。

2.1.2 Ⅶ的精制

結(jié)果表明，30倍量丙酮、0.3倍體積水、控溫28 ℃、析晶1.5 h為最佳條件（表2）。

2.2 工藝參數(shù)的中試驗(yàn)證

2.2.1 Ⅵ→Ⅶ的初步拆分

按析晶條件15 ℃、4 h的最優(yōu)參數(shù)進(jìn)行中試批的試制（按Ⅱ→Ⅵ合成工藝制備Ⅵ 30 kg，分別投Ⅵ 500 g（批號(hào)sq-gc001）或2 000 g（批號(hào)sq-gc002）進(jìn)行合成，均得到了符合要求的化合物Ⅶ（圖2，R對映體含量分別為79.94%、81.52%，均>75.0%）；目標(biāo)產(chǎn)物Ⅶ分別為278.5 g（摩爾收率為55.7%）、1 124 g（摩爾收率為56.2%），可見投料量的放大未引起拆分效果的偏移，該參數(shù)下可以生產(chǎn)出符合要求的Ⅶ。

2.2.2 Ⅶ→Ⅰ的精制

取工程批sq-gc002所得Ⅶ 1 000 g按研究所得參數(shù)（Ⅶ→Ⅰ的精制參數(shù)：投料比例Ⅶ-丙酮-水=1∶30∶0.2（g/g），28 ℃、析晶1.5 h）進(jìn)行精制，所得目標(biāo)產(chǎn)物Ⅰ為 243.0 g（摩爾收率24.3%）， R對映體含量為99.87%，符合后續(xù)生產(chǎn)需求（圖3，Ⅰ的R對映體含量≥99.5%），可見該參數(shù)下可以生產(chǎn)出符合要求的Ⅰ。

2.3 Ⅵ→Ⅰ合成工藝建立

向300 L不銹鋼反應(yīng)釜中投入化合物Ⅱ、Ⅲ各30 kg，開啟攪拌，氮?dú)庵脫Q3～5次后，升溫至150 ℃，控溫反應(yīng)6～10 h；降溫至30 ℃以下，真空抽入200 kg二氯甲烷，攪拌至溶清，后加入0.1 mol/L的稀鹽酸30 kg，攪拌30 min后，靜置分層棄去水相，有機(jī)相減壓濃縮至無連續(xù)液滴滴出，得Ⅳ。

向上述反應(yīng)釜內(nèi)真空抽入甲苯80 kg，緩慢加入三氯氧磷75 kg，升溫至120 ℃，保溫回流5～7 h，回流結(jié)束，減壓濃縮至干，抽真空降溫至60 ℃以下，攪拌下緩慢加入無水乙醇100 kg，轉(zhuǎn)入周轉(zhuǎn)桶，放置過夜析晶，于1 600 r/min離心15～20 min得Ⅴ。

向300 L反應(yīng)釜中投入甲醇150 kg，再加入Ⅴ，攪拌30 min后，分批加入30 kg硼氫化鉀，控制30 ℃，投料結(jié)束后保溫2～3 h，離心棄去固體，濾液減壓濃縮至干；真空抽入120 kg二氯甲烷攪拌至溶清，真空吸入150 kg水，攪拌30 min后，靜置分層棄去水相；真空吸入30 kg飽和鹽水，攪拌30 min后，靜置分層棄去水相，有機(jī)相轉(zhuǎn)入周轉(zhuǎn)桶；加入5 kg無水硫酸鈉干燥1 h，有機(jī)相減壓濃縮至無連續(xù)液滴滴下，得Ⅵ。

向上述反應(yīng)釜中加入210 kg甲醇、18 kg N-乙酰-L-亮氨酸，升溫至回流，保溫回流1 h，轉(zhuǎn)入周轉(zhuǎn)桶，自然降溫至室溫，置于15 ℃下析晶4 h，離心棄去濾餅，有機(jī)相減壓濃縮至干，得Ⅶ。

向500 L反應(yīng)釜中投入150 kg丙酮，再加入Ⅶ，升溫至50 ℃，加入5～10 kg水，攪拌至溶清，保溫30 min；緩慢降溫至28 ℃，保溫1.5 h，離心，濾餅轉(zhuǎn)入真空干燥箱，于40～45 ℃減壓干燥10～14 h即得Ⅰ。

3 討論

在對過程產(chǎn)物Ⅵ進(jìn)行拆分時(shí)，有文獻(xiàn)列出可選拆分劑有L型和D型[10]，但D型拆分劑的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于L型（市場價(jià)格D型約為L型的3倍左右），且D型拆分劑拆分出的四氫罌粟堿鹽的水溶性較差不利于后續(xù)精制的進(jìn)行，綜合考慮選擇L型更為適宜；在選用反應(yīng)助劑時(shí)甲醇、乙醇均可，文獻(xiàn)記載大多為甲醇，但甲醇的拆分條件更為苛刻，偶有情況需加入低閃點(diǎn)乙醚助析，存在安全隱患，故而本研究選用乙醇為反應(yīng)助劑。

對拆分出的Ⅶ進(jìn)行精制時(shí)，文獻(xiàn)記載大多使用丙酮單一溶劑進(jìn)行精制。本研究通過加入少量的純化水增加體系極性從而提高了Ⅶ在反應(yīng)體系的溶解度，其作用在小試中微乎其微，但在后續(xù)批量生產(chǎn)中大大減少了溶劑丙酮的使用，對環(huán)保的意義極大。

綜上所述，以3，4-二甲氧基苯乙胺和3，4-二甲氧基苯乙酸為起始物料，大批量生產(chǎn)R-四氫罌粟堿-N-乙酰-L-亮氨酸鹽的路線是可行的，反應(yīng)條件無特殊苛刻要求，對設(shè)備要求較低，操作相對簡單，產(chǎn)品的R對映體含量均≥99.5%，保證了后續(xù)生產(chǎn)中目標(biāo)藥物的手性，從而減少了臨床用藥風(fēng)險(xiǎn)。該工藝穩(wěn)定可控，目標(biāo)產(chǎn)物的摩爾收率可達(dá)24.0%以上，可用于批量工業(yè)生產(chǎn)；目標(biāo)產(chǎn)物中主要有R對映體和S對映體，按此工藝生產(chǎn)R-對映體的含量可達(dá)要求，但摩爾收率并不是很高，還有很大提升空間，后續(xù)可進(jìn)一步對收率情況進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 柴奇， 劉學(xué)娜， 郭美辰， 等. 苯磺順阿曲庫銨合成工藝的研究進(jìn)展[J]. 中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué)， 2017， 34（3）： 475-478.

[2] 賈艷娥. 手性（R）-BINOL雙磷酸催化劑的設(shè)計(jì)合成與不對稱催化反應(yīng)[D]. 蘭州： 蘭州大學(xué)， 2014.

[3] 張寶華， 史蘭香， 劉勝寶. （+）-1， 2， 3， 4-四氫罌粟堿的合成[J]. 精細(xì)化工， 2016， 33（1）： 62-64.

[4] 孫繼銓， 潘毅， 陳華. 四氫罌粟堿的合成工藝改進(jìn)[J]. 精細(xì)化工中間體， 2007， 37（3）： 49-50.

[5] 賈慧， 劉世普， 陳峰， 等. R-四氫罌粟堿合成工藝研究[J].煤炭與化工， 2018， 41（11）： 143-145.

[6] 六成， 李志杰， 包海鴿. 四氫罌粟堿合成[J]. 內(nèi)蒙古石油化工， 2014， 40（1）： 10-11.

[7] 徐皓. HPLC法測定不同產(chǎn)地元胡藥材中5種生物堿含量[J]， 藥物分析雜志， 2015， 35（08）： 1403-1407.

[8] 原永芳， 石力夫， 胡晉紅，等. 正相硅膠-反相洗脫系統(tǒng)HPLC法同時(shí)測定延胡索中4種生物堿含量[J]. 中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué)， 2000， 17（S1）： 41-43.

[9] 余玉靜. R-四氫罌粟堿甲酸鹽的合成工藝研究[D]. 南京：南京理工大學(xué)， 2012.

[10] 王保成. 四氫罌粟堿的拆分研究[J]. 化工時(shí)刊， 2009， 23（2）： 28-29.

*基金項(xiàng)目：上海市“科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”生物醫(yī)藥領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研醫(yī)合作項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：16DZ1911101）

**作者簡介：周亞兵，男，工程師。從事化學(xué)合成藥物研發(fā)。E-mail： ybzhou@sinobp.com

***通信作者：張建忠，男，高級工程師。主要從事研發(fā)項(xiàng)目立項(xiàng)評估和信息情況工作。E-mail： zhangjz@ sphchina.com