吡罗昔康-d3的合成

2019-04-12梁大伟王悦秋

食品与药品 2019年2期

梁大伟，张漫，谭琳，王悦秋

（雅安职业技术学院药学与检验系，四川雅安 625000）

关键字：氘代标记；吡罗昔康；合成

吡罗昔康化学名称为2-甲基-4-羟基-N-（2-吡啶基）-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酰胺-1,1-二氧化物，是辉瑞制药公司于1980年以Feldene为商品名开发上市的一种非甾体抗炎药，临床主要用于治疗风湿性及类风湿性关节炎，有明显的镇痛、抗炎及一定消肿作用[1]。相对于其他非甾体抗炎药，吡罗昔康有恶心、胃痛与消化不良等胃肠不良反应，长期使用会造成肝功能异常[2-3]，近年，有报道显示其对心脏、神经系统具有一定的影响[4-5]，因此，关于吡罗昔康在体内药动与药代研究引起人们的广泛关注[6-9]。稳定同位素由于无放射性，物理性质相对稳定等特征，将其标记到药物分子中，可用气质联用（GC-MS）或液质联用（LCMS）检测其在体内代谢与分布，有较高的灵敏性等优势[10]。近年，稳定同位素标记药物被广泛用于药代与药动的研究中，为了进一步研究吡罗昔康，本文拟合成稳定同位素氘标记的吡罗昔康（1）。

目前，市售的吡罗昔康-d3（1）为少数几个国外公司所垄断，价格昂贵，关于其合成技术也鲜见报道。本文拟在非标记的吡罗昔康的合成基础上[11-13]，重点考察氘代试剂引入条件、同位素丰度保持及产品纯度，使其满足使用在体内代谢及药物动力学研究等方面。以邻苯甲酰磺酰亚胺（2）为原料，在氢化钠作用下，与氯乙酸甲酯发生烷基化反应生成3-氧代-1,2-苯并异噻唑-2(3H)乙酸甲酯-1,1-二氧化物（3），引入甲氧羰甲基侧链，进一步在有机碱甲醇钠作用下发生分子内扩环重排生成4-羟基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物（4），然后与自制的氘代碘甲烷反应，在噻嗪环氮原子上引入氘代甲基得到4-羟基-2-甲基-2H-1，2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物-d3（5），最后与2-氨基吡啶发生酯的氨解得到目标分子吡罗昔康-d3（1）（图1）。该方法简单，原料易得、反应条件易于控制，产物纯度与同位素丰度满足作为体内药动药代研究的质量要求。

图1 吡罗昔康-d3 (1)的合成

1 材料

1.1 仪器

X-5型显微熔点测定仪（巩义予华），温度计未加校正；ARX-400型核磁共振仪（CDCl3为溶剂，TMS为内标，瑞士Bruker公司）；6120 Quadruple型LC/MS（ESI源，美国Agilent公司）；Agilent 1200 HPLC（Zorbax Eclipse XDB-C18column，5 µm，4.6 mm × 250 mm，美国Agilent公司）。

1.2 药品与试剂

氘代甲醇（CD3OD）购于Cambridge Isotope Laboratories，Inc，纯度与氘代丰度均大于99%；其他原料与试剂购于阿拉丁，分析纯（AR）；分析纯溶剂DMF经过CaH2搅拌干燥并现蒸现用，其他常规溶剂为分析纯，未经过进一步处理，直接使用。

2 合成步骤

2.1 氘代碘甲烷的合成

将碘单质（19.5 g）与氘代甲醇（5.0 g）混合，置于恒压滴液漏斗中，漏斗上端连接冷凝管，下端连接装有1.58 g红磷的单口圆底烧瓶中，先滴加少量恒压滴液漏斗中溶解部分碘的氘代甲醇混合液到圆底烧瓶中，然后加热回流，待温度升至约75 ℃时，将剩余的混合液分批滴入圆底烧瓶中。约60 min滴加完毕。回流液继续溶解碘滴下，待滴液漏斗中的碘全部溶解后，停止加热，冷却至室温。在室温下搅拌4 h后，常压蒸馏，收集38～42 ℃馏分，依次用饱和Na2S2O3、饱和食盐水各洗一次，无水CaCl2干燥，得无色透明液体的氘代碘甲烷10.4 g，收率为51.6%，低温、密闭、避光保存，无需进一步纯化，可直接用于下一步反应。

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

将NaH（60%，0.24 g，6 mmol）溶于3 ml干燥的DMF，冰浴下搅拌10 min，将溶于5 ml干燥DMF的邻苯甲酰磺酰亚胺（2）（1.0 g，5.5 mmol）溶液缓慢的滴加到上述溶液中，30 min滴加完毕，继续在冰浴条件下搅拌反应20 min，加入氯乙酸甲酯（0.48 ml，5.5 mmol），自然升温至室温反应30 min，然后升温至100 ℃反应1 h，反应完毕，自然冷却至室温，倒入适量的冰水中，有大量固体析出，抽滤，冰水洗涤，干燥得0.93 g白色固体3-氧代-1,2-苯并异噻唑-2（3H）乙酸甲酯-1,1-二氧化物（3），收率为67.4%，mp =115～117 ℃（文献值[14]为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-羟基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物（4）的合成

将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，常温搅拌反应30 min，反应完毕，倒入10% HCl（10 ml）溶液中，用CH2Cl2（3 × 10 ml）萃取，合并有机相，依次用饱和NaHCO3，食盐水洗涤，无水MgSO4干燥，减压浓缩得黄色粗品，乙醇-水（v:v= 1:10）重结晶，干燥得0.44 g黄色固体4-羟基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物（4），收率为70.4%，mp = 171～173 ℃（文献值[14]为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-羟基-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

将化合物4（0.4 g，1.6 mmol），CD3I（0.3 ml，4.8 mmol）与NaOH溶液（32%，1.75 ml，1.8 mmol）加入乙醇-水体系（v:v= 2:1，9 ml），常温搅拌反应24 h，反应完毕，倒入20 ml水中，有大量固体析出，抽滤，干燥得0.3 g黄色固体4-羟基-2-甲基-2H-1，2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1，1-二氧化物-d3（5），收率为69.1%，无需纯化，直接用于下一步。mp = 165～167 ℃(文献值[14]为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 吡罗昔康-d3（1）的合成

将化合物5（0.27 g，1 mmol）与2-氨基吡啶（0.2 g，2 mmol）溶于5 ml间二甲苯，氮气保护下回流反应24 h，减压浓缩回收溶剂得粗品，直接进行硅胶柱层析（CH3OH:CH2Cl2= 1:3）纯化得0.27 g淡黄色固体吡罗昔康-d3（1），收率为81.1%，mp = 197～200 ℃（文献值[12]为198～201 ℃），化学纯度为99.2%（HPLC色谱条件：色谱柱采用 Zorbax Eclipse XDB-C18 column，5 µm，4.6 mm × 250 mm，流动相为乙腈-水溶液（0.01 mol/L KH2PO4）（50:50），流速为1 ml/min，柱温为30 ℃，进样量为10 μl），同位素丰度为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 结果与讨论

氘代原料由于来源有限，价格昂贵等因素，对该类产品的成本控制起着至关重要的影响，此外，噻嗪环上磺酰基具有较强的吸电子性，造成2位磺酰氨基中氮原子上的氢原子具有弱酸性，相对于4位烯醇式羟基易于被甲基化。因此，本文以价格低廉、易于购买的碘甲烷为甲基化试剂进行平行反应，重点考查第3步反应条件对甲基化试剂利用率的影响，以期获得较优的反应条件应用在氘代碘甲烷的反应中。本文重点考查溶剂体系、碘甲烷用量及缚酸剂碱的用量对化合物5收率的影响。

3.1 溶剂体系对化合物5合成的影响

以NaOH为缚酸剂，分别选用THF-H2O、C2H5OH-H2O为溶剂体系，考查了不同溶剂及配比对化合物5合成收率的影响，结果见表1，采用THF-H2O体系时，收率普遍较低，而采用C2H5OH-H2O（v:v，2:1）时，收率较高，甲基化试剂利用率较高。

表1 溶剂体系对化合物5合成的影响

3.2 碘甲烷用量对化合物5合成的影响

碘甲烷的用量对化合物5合成的影响，见表2，以化合物4与碘甲烷的物质的量n1:n2的不同比例进行化合物5收率考查，随着碘甲烷用量的增加，促使甲基化反应向着产物方向移动，转化率提高，收率呈现增加趋势，当n1:n2大于1:3时，收率趋于稳定状态，鉴于氘代碘甲烷的成本因素，最终选择n1:n2为1:3。

表2 碘甲烷用量对化合物5合成的影响

3.3 缚酸剂用量对化合物5合成的影响

以NaOH溶液（32%）为缚酸剂，考查其用量对化合物5合成的影响，见表3，以化合物4与NaOH物质的量n1:n2的不同比例考查化合物5的收率，随着碱用量增加，反应收率增加，当n1:n2介于1:1.1～1:1.2时，收率趋于稳定，因过多的碱可能造成酯的水解而收率降低，故缚酸剂NaOH的用量应选择n1:n2= 1:1.1～1:1.2。