普瑞巴林化学拆分过程研究

李 雯，刘春霞，于玉振，张 华，陈水库，张方杰

(1．郑州大学 化工与能源学院，河南 郑州450001;2．河南辅仁医药科技开发有限公司，河南 郑州450003)

0 引言

神经病理性疼痛的治疗是当前临床医学难题，普瑞巴林为解决该医学难题提供了可供选择的有效药物，其镇痛作用强、用药剂量低且副作用小．目前已在全球80 多个国家和地区上市［1］． 工业生产普瑞巴林的主要方法为化学拆分法，已有文献报道中，采用多种拆分剂进行普瑞巴林或其中间体的拆分，如文献［2］采用手性有机碱作对普瑞巴林中间体进行拆分，再经Hoffmann 降解得到普瑞巴林;文献［3］采用N -对甲苯磺酰化、苯磺酰化、对甲苯甲酰化作为拆分剂;文献［4 -5］采用L-酒石酸、二对甲基苯基-L-酒石酸或樟脑磺酸拆分普瑞巴林消旋体． 但以上方法中存在部分产物消旋化，拆分剂制备繁琐，析晶困难且拆分剂易分解等问题使得生产效率低、成本高．近年来，文献［6 -12］均采用S -(+)-扁桃酸做拆分剂，经过在异丙醇-水中成盐、四氢呋喃-水中盐分解、异丙醇-水中重结晶这3 个步骤进行拆分得到普瑞巴林(图1)，这些文献对拆分所采用的3 个步骤中各组分的含量变化情况却语焉不详，在实际实验过程中，发现目标产品的含量随实验条件的稍加变化即发生较大变化，获得合格品的实验条件苛刻． 因而探索拆分过程中每一步的组分含量及影响因素，对获得一种高效、品质稳定的拆分条件具有显著的价值． 笔者以S -(+)-扁桃酸为拆分剂，采用HPLC 测定拆分过程中各组分含量，考察了不同拆分条件下各组分含量变化的规律，得出普瑞巴林较佳拆分条件．

图1 普瑞巴林的化学拆分路线Fig．1 Resolution route of Pregablin

1 实验部分

1．1 分析仪器及试剂

BrukerAvance Digital 400 核磁共振分析仪;WRS-1B 型数字熔点仪;岛津LC -10ATvp 高效液相色谱仪(SPD-10ATvp 检测器);普瑞巴林对照品，购于中国药品生物制品检定所;普瑞巴林消旋体，自制;S-(+)-扁桃酸(≥98%)，购于上海海曲化工有限公司;四氢呋喃、异丙醇均为分析纯．

1．2 HPLC 检测依据及标准

HPLC 检测按照国家食品药品监督管理局化药试行标准YBH02442013 规定进行:(S)-3 -(氨甲基)- 5 - 甲基己酸，按干燥品计算，含C8H17NO2不得少于98．5%［13］．

1．3 普瑞巴林化学拆分操作过程

取普瑞巴林消旋体2(7．8 g，0．049 mol)与S-(+)-扁桃酸(9．3 g，0．061 mol)加入到三口烧瓶中，经过3 个步骤:(1)加入异丙醇66 mL 和水2 mL，微热至固体全溶，冷却析晶，抽滤得到S，S-盐(表示(S)-3 -氨甲基-5 -甲基己酸与S-(+)-扁桃酸所生成的盐，下同);(2)将所获得的S，S-盐加入到四氢呋喃160 mL 和水8 mL中，回流0．75 h，冷却析晶，抽滤得到白色固体，经检验，该白色固体为含有普瑞巴林和S，S -盐混合物;(3)将所获得的白色固体加入到异丙醇35 mL 和水7 mL 中，加热溶解，热抽滤，冷却析晶，得到2．5 g 白色固体普瑞巴林(含量99．5%以上，HPLC 测定)，收率64．10%． mp185．0 -187．0 ℃［文献值184．0-185．0 ℃］，(c1．0，H2O)［文献值+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 实验研究

2．1 S，S-盐在异丙醇-水中生成条件的选择和优化

拆分过程的第一步，普瑞巴林消旋体与S -(+)-扁桃酸成盐反应，为有机弱酸弱碱成盐的过程，由于弱酸弱碱在中性条件下不稳定，因而，成盐反应需在适当过量酸存在下进行，这就需要考察适宜的普瑞巴林消旋体与S-(+)-扁桃酸的投料比例．经研究在异丙醇和水以33∶1(体积比)条件下，普瑞巴林消旋体与S-(+)-扁桃酸的摩尔比按1∶1．25 ～1．55 投料时，其实验结果见表1 所示．

由表1 可知，S，S -盐的含量和纯度随普瑞巴林消旋体与S-(+)-扁桃酸比例变化而发生明显的变化，S-(+)-扁桃酸投料量的增加，收率增大，但含量下降，当两者以摩尔比为1∶1．4 成盐时，可获得最佳的S，S - 盐含量，其收率为92．4%，综合考虑含量和收率的因素，选择该条件为较佳条件，并进一步考察不同异丙醇-水体积比对S，S -盐形成的影响，选取异丙醇与水的体积比从9 ∶1 至∞进行实验，其实验结果见表2所示．

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

表2 不同异丙醇和水的体积比对照试验Tab．2 The comparative experiments of different volume ratio of isopropyl alcohol(IPA)to H2O

由表2 可知，不同异丙醇-水体积比对所生成的S，S -盐的纯度影响较小但收率影响较大，其中体积比为33 ∶1 时，盐含量达到最高即98．50%，随着水含量的增加，S，S-盐收率显著下降，因此综合考虑含量和收率因素，选择异丙醇-水体积比为33∶1．

总之，化学拆分第一步，较佳的实验条件为普瑞巴林消旋体与S - (+)- 扁桃酸的摩尔比为1∶1．4的比例投料，异丙醇-水体积比为33∶1，可获得含量为98． 50% 的目标物，收率可达到92．40%(HPLC 检测结果如图2)．

2．2 S，S-盐在四氢呋喃-水中初步解离条件的选择和优化

拆分过程的第2 步，S，S -盐在四氢呋喃中进行初步解离． 以往的文献中，均假定该步骤为S，S-盐全部盐解离，后续的第3 步即异丙醇-水加热析晶为普瑞巴林重结晶过程． 经对盐解离溶剂含水量、盐解离时间进行实验研究后，发现在四氢呋喃-水体系中，S，S -盐只能发生部分解离．以普瑞巴林峰面积与S，S -盐峰面积的比来表示S，S-盐解离程度，经测定S，S-盐的校正因子为0．41，对应的S，S-盐解离程度可达67．8%．可见，后续的异丙醇-水加热析晶过程为进一步解离的过程．水量对普瑞巴林含量和收率的影响． 选取以上最佳条件下制得的S，S -盐混合物为原料，异丙醇与水的体积比从2∶1 至7∶1 进行实验，其实验结果见表4 所示．

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

首先讨论盐分解溶剂含水量对盐解离程度的影响，取四氢呋喃和水体积比从10∶1 至35∶1 进行实验，其实验结果见表3 所示．

表3 不同四氢呋喃和水的体积比的对照试验Tab.3 The comparative experiments of different volume ratio of THF to H2O %

由表3 可知，不同四氢呋喃和水的体积比对S，S-盐解离效果影响较大，当体积比变化时，盐解离的程度先逐渐增加后又下降，其中当体积比为20∶1 时，解离程度最高，因而，选择四氢呋喃与水体积比为20∶1 为较佳工艺条件．

总之，化学拆分第二步，S，S -盐初步解离的较佳实验条件为:四氢呋喃和水的体积比为20∶1，代表性的HPLC 检测结果如图3 所示．

2．3 S，S -盐在异丙醇-水中进一步盐解离条件的选择和优化

拆分过程的第3 步，异丙醇-水中S，S -盐进一步盐解离．在以上研究的基础上，考察溶剂含

图3 S，S－盐四氢呋喃中盐分解HPLC 含量分析Fig．3 Purity analysis of degrees of salt decomposition in tetrahydrofuran by HPLC

表4 不同异丙醇和水的体积比的对照试验Tab.4 The comparative experiments of different volume ratio of IPA to H2O

由表4 可知，不同异丙醇和水的体积比对S，S-盐的盐解离程度影响较大，当体积比为3∶1 至5∶1 时，盐解离所得普瑞巴林的含量＞97%;较佳的溶剂为异丙醇和水体积比为5∶1，可得含量为99．52% 的 目 标 物． 以S，S - 盐 计 收 率 达 到69．37%，HPLC 检测结果如图4 所示．

图4 S，S－盐异丙醇中盐分解HPLC 含量分析Fig．4 Purity analysis of degrees of salt decomposition in isopropanol by HPLC

3 结论

通过进行反复实验，最终确定较佳工艺条件为普瑞巴林消旋体与S-(+)-扁桃酸摩尔比为1∶1．4投料，异丙醇-水体积比为33∶1 体系中成盐，经四氢呋喃-水体积比为20∶1 的溶剂回流，再经异丙醇-水体积比为5∶1 的体系进一步盐解离，最终得到含量不低于99．52%的目标产物．

(1)探明了普瑞巴林消旋体拆分过程中，在异丙醇-水、四氢呋喃-水、异丙醇-水中分别进行的3 个步骤，并非先前文献认为的成盐、盐解离和重结晶的拆分过程，而是成盐、初步盐解离、进一步盐解离的过程．

(2)该研究考查影响每步反应的关键因素，取得了较佳工艺条件，与现有文献相比，所获得的化学拆分较佳的投料、溶剂含水比例等条件，为规模化制备普瑞巴林提供了详实的实验依据;

(3)基于该研究所获得的较佳拆分条件重复性良好，经后续试验验证，所获得的普瑞巴林含量完全符合药典要求．

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