抗偏头痛药物佐米曲普坦相关杂质的合成
2020-03-30张天军郭大鹏高军龙
张天军，郭大鹏， 高军龙
(1.江苏恒瑞医药股份有限公司医药研究院，江苏 连云港 222047；2.浙江先锋科技股份有限公司，浙江 临海 317021)
佐米曲普坦(Zolmitriptan)化学名称为(S)-4-[3-[2-(二甲胺基)乙基]-1H-吲哚-5-基-甲基]-2-噁唑烷酮，是高选择性的5-HT1B/1D受体激动剂，用于治疗偏头痛，不仅能够迅速的缓解头痛，还能缓解畏光、惧声、恶心等并发症[1]。它最初由德国Glaxo-Wellcome 公司开发，后由Zeneca 公司于1997年3月首次获得批准进入英国，目前，佐米曲普坦已经成为国际上治疗偏头痛的常用药物之一[2]。
因药物中的大多数杂质具有潜在的毒性和生物活性，会影响药物的安全性和有效性，因此杂质合成及控制是化学药品质量控制的一项重要内容[3-4]。目前，佐米曲普坦已在我国上市，属于药品注册分类中的4类仿制药，但两个杂质的合成未见文献报道。
为了满足佐米曲普坦的研发及生产质量控制需求，同时依据国际人用药品注册技术要求国际协调会(ICH)的杂质限度指导原则要求，我们在结合佐米曲普坦合成工艺和文献的基础上[5-7]，以佐米曲普坦成品为原料，均通过一步反应得到相应的杂质。其中，杂质B为碱降解杂质，杂质E为氧化杂质。具体的合成路线见Scheme 1和Scheme 2。
Scheme 1
Scheme 2
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
WRS-1B 型熔点仪；Bruker AV III 400MHz NMR核磁共振仪(以DMSO为溶剂,TMS为内标)；Agilent 6110 Quadruplie液相色谱-质谱联用仪；Thermo Nicolet iS10 FT-IR红外光谱仪；Elementar Vario EL III型元素分析仪。
甲醇，氢氧化钾，双氧水(28-30%)，乙酸乙酯和无水硫酸钠均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；佐米曲普坦为工业级，上海凌凯医药科技有限公司。
1.2 实验过程
1.2.1 (S)-2-氨基-3-{3-[2-(二甲氨基)乙基]-1H-吲哚-5-基}丙-1-醇(杂质B)的合成
向装有磁力搅拌器的100 mL 三颈烧瓶中加入4.0g(139.2 mmol)佐米曲普坦，然后加入40 ml 甲醇作为溶剂，搅拌下，向体系中加入20 mL KOH溶液(3.0 mol/L)。加热至回流反应3 h，TLC检测(V二氯甲烷：V甲醇=5:1)反应完全。向反应体系中加入20 mL 水，并加入NaCl使其饱和，用乙酸乙酯50ml×3萃取，分液。有机相无水硫酸钠干燥。过滤，减压除去乙酸乙酯，得粗品。然后将粗品加入到90 mL乙酸乙酯中,加热至回流溶解，室温搅拌过夜。过滤，干燥得白色固体(杂质B)，纯度98.5%(HPLC)，收率79.3%。(文献收率83.0%[8]),mp 156～158 ℃；1H NMR (DMSO-d6，400 MHz):δ:10.63 (s,1H,NH),7. 22-7.26 (t,J =12.8 Hz,2H,ArH),7.06-7.10 (d,J =4.0 Hz,1H,CH),6.84-6.86 (q,J =3.2 Hz,1H,),3.12-3.30 (m,6H,CH2，OH),2.70～2.91(m,4H,CH2,CH),2.42～2.52(m,2H,CH),2.22 (s,6H,CH3);MS. (m / z):262.02 [M +H]]+。
1.2. 2 (S)-N,N-二甲基-氧化-2-[5-(2-噁唑烷-4-基)甲基)-1H-吲哚-3-基)二乙胺基](杂质E)的合成
将5.0g (17.4 mmol)佐米曲普坦 ,和 40 mL甲醇加入到100 mL三颈瓶中，搅拌溶解.然后加入20 mL双氧水，20～30℃反应16 h,TLC检测(V甲醇：V二氯甲烷=1∶5,产物Rf=0.3)反应完全。升温至55～60℃，搅拌4h，将剩余的双氧水分解。将反应体系降温至30℃，过滤，真空干燥，得白色固体3.5g，收率70.1%，纯度98.5%(HPLC)；IR ν : 3500 (NH),3228(CH),2869(CH2),1728 (C=O),1482(C=C),1401(C-N),878(ArH) cm-1;1H NMR (DMSO-d6,400 MHz)δ: 7.51 (d,J =8.0 Hz，1H,11-H),7.301(d,J=8.4 Hz， 1H,9-H),7.13(s, 1H,6-H),6.99(dd,J=2.4,9.2,1H,8-H),4.31-4.36(m,1H,15-H),4.16-4.21(m,2H,14和15-H),3.47-3.61(m,2H,4-H),3.30-3.31(m,2H,3-H)， 3.24(s,3H,2-H)，3.21(s,3H,1-H)，2.93(t,2H,13-H),13CNMR δ:162.34(16C),137.32(7C),128.70(12C),127.45(10C),124.49(6C),124.33(8C),119.92(11C),112.59(9C),110.69(5C),71.46(4C),70.48(15'C),58.69(2C),58.34(1C),55.19(14C),41.82(13C),20.51(3C); MS. (m / z): 447.63 [M +H]+；Anal.calcd for C35H26Cl2N6O7:C 63.35,H 6.98,N 13.85; found C 63.55,H 6.74,N 13.97。
2 结果与讨论
2.1 表征
通过杂质B和杂质E的核磁，质谱和元素分析的结果可知：
(1)通过杂质B的1H-NMR谱，得到了10种质子峰，对应于23个质子，重水交换后有4个质子消失，这与化合物1结构中氢质子的个数种类相符。
通过杂质E的的1H-NMR谱，给出11种质子峰，对应于19个质子与佐米曲普坦杂质E结构中不活泼氢质子的个数相符，同时样品13CNMR谱给出了16个碳峰，与佐米曲普坦杂质E分子中所含碳原子种数相符。
(2)在样品的电喷雾阳离子模式一级质谱中，经分析，质荷比为447.63的峰是化合物E(M = 396.23)分子结合一个氢离子形成准分子离子峰。
(3)按照的分子式C16H21N3O3计算，C、H和N元素分析的测试结果显示样品的组成与理论值相符。
因此，可以确认，所得杂质B和E结构正确。
2.2 讨论
根据佐米曲普坦合成路线[5-7](见Scheme 3)，杂质B产生原因有以下两个：(1)在开发佐米曲普坦工艺过程中，中间体3未完全转化成中间体4而参与后续反应，生产杂质B带到成品中。(2)由于强酸或强碱的使用，导致佐米曲普坦结构中噁唑烷开环，生成杂质B。两种情况均为工艺杂质。为降解杂质。
Scheme 3
杂质E是产生原因为佐米曲普坦在放置过程中由于暴露在空气中被氧化而生成的氧化杂质。杂质E产生成的原因(见Scheme 4)。
Scheme 4
3 结论
本文首次报道了佐米曲普坦工艺杂质B和降解杂质E的合成方法，同时，结合佐米曲普坦合成工艺，对两个杂质产生的原因进行了分析研究。
总之，合成杂质的操作简单，收率高，纯度好。杂质B和E的合成，可为满足佐米曲普坦质量控制提供对照品，同时对佐米曲普坦的生产工艺的改进以及今后的工业化生产，具有一定的指导意义。
