一种伊马替尼杂质的制备方法

2020-03-30刘春阳

山东化工 2020年4期

刘春阳

(河南省信阳市第三实验高级中学，河南信阳 464000)

甲磺酸伊马替尼(Imatinib mesylate)在中国商品名称为“格列卫”，它是一种由瑞士诺华公司研制销售，治疗慢性骨髓性白血病、胃肠道基质肿瘤等癌症的标靶药物的口服药物[1-3]，是迄今为止第一个针对癌症病因而合理设计开发的分子靶向治疗药物，它只针对癌症细胞而不会影响正常细胞，开创了肿瘤分子靶向治疗的时代，被誉为里程杯式的发现。该药物于2001年由美国食品药品管理局FDA批准，到2011年，该药已被FDA批准用于治疗10个不同的癌症[4-6]。甲磺酸伊马替尼使慢性颗粒性细胞白血病患者的十年生存率从以前的不到50%，增加到了现在的90%左右[7-8]，并且绝大多数患者可以正常工作和生活，因此具有良好的市场前景。

图1 伊马替尼

但是，2003年10月诺华在瑞士药监局刊物《Swissmedic》发表了题名为“Impurities-Issues in regard to quality and safety”的文章，提到N-(5-氨基-2-甲基苯胺)-4-(吡啶-3-基)嘧啶-2-胺，其结构如图(2)所示，具有基因毒性，并确定其最低限度为20 ppm。在2013年4月欧洲药典论坛《Pharmeuropa 25.2》征询稿中将甲磺酸伊马替尼的基因毒性杂质N-(5-氨基-2-甲基苯基)-4-(吡啶-3-基)嘧啶-2-胺的控制限度调整为2 ppm,检测方法为LC-MS。因此为了保证甲磺酸伊马替尼的用药安全性和质量，就需要对相关的杂质进行严谨的研究，将杂质控制在安全、合理的限度范围之内。

图2 N-(5-氨基-2-甲基苯胺)-4-(吡啶-3-基)嘧啶-2-胺

EP标准中的伊马替尼杂质有十几个，伊马替尼杂质(化合物2)，分子式C41H45N9O2;分子量695.86;化学结构式如图(3)所示。

图3 伊马替尼杂质(化合物2)

伊马替尼杂质(化合物2)的产生是由于在伊马替尼的合成过程中，起始原料中的杂质在反应过程中和中间体反应产生的。此种杂质不仅分子结构复杂，而且溶解性很差。因此在合成上具有很高的技术难度，通过文献查阅发现，没有文献报道此化合物的具体合成方法。因此，我们设计了该杂质的合成路线见图4。

图4 伊马替尼杂质的合成路线

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

DF-101B 集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限公司)

R201D-Ⅱ旋转蒸发器(上海申顺生物科技有限公司)

SHZ-Ⅲ型氺循环真空泵(郑州长城科工贸有限公司)

X4 型熔点仪(北京泰克仪器有限公司)

Bruker ACF-400 核磁共振仪(瑞典 Bruker 公司)

梅特勒 AL204 电子天平(瑞士梅特勒)

对氯甲基苯甲酰氯(北京百顺化学试剂有限公司)

N-甲基哌嗪(国药集团化学试剂有限公司)

薄层析用硅胶板 GF254(青岛海洋化工厂)

所用其他试剂均为国产化学纯或分析纯试剂

1.2 合成或制备

化合物2的合成

将化合物1[其结构见图4中1化合物] 1g(1.5 mmol)溶于甲醇和二氯甲烷的混合溶剂(16 mL，VCH3OH∶VDCM=1∶3)中,随后滴加N-甲基哌嗪(0.3g,3 mmol)，滴加过程中控制温度于50℃。滴毕反应4h，TLC显示反应完全后，直接浓缩除去溶剂，然后缓慢滴加水(9 mL)，析晶完全后过滤，滤饼用水(20mL*2)洗涤，40℃减压干燥2h,得淡黄色固体化合物2(0.98g),收率：94.3%。

1HNMR(d6-DMSO)2.10-2.28(m,16H),3.46-3.58(m,7H),7.20-7.49(m,10H),7.91(s,2H),7.98(s,2H),8.09(s,2H),8.48(s,2H),8.51(s,H),8.68(s,1H),8.98(s,1H),9.28(s,1H),10.01(s,1H)。HR-MS(ESI) m/z: Calcd for C41H45N9O2{[M+H]+}696.3596,found 696.3589; Anal.calcd for:C41H45N9O2，C 70.70,H 6.44,N 18.17,O 4.69; found C 70.68,H 6.46,N 18.15,O 4.71。

2 结果与讨论

2.1 对化合物2的合成工艺(反应溶剂，反应时间，反应温度，反应收率)考察

固定起始原料(化合物1):N-甲基哌嗪的投料物质的量比为 1:6，我们对化合物1制备目标产物(化合物2)从溶剂的种类、反应温度、反应时间、反应收率和目标产物的纯度等因素进行考察(表 1)。我们发现，当利用四氢呋喃作反应溶剂时，由于化合物1在四氢呋喃溶剂中的溶解性很差，需要用到大量的溶剂，同时升温至回流时，发现反应时间需要24h，伴随着反应的时间延长，有杂质的生成，致使最终的化合物 2的纯度只有84%。然后，我们采用大极性的溶剂DMF和DMSO，在增加化合物1溶解性的同时，反应时间相对于四氢呋喃，有明显的减少。但化合物2的纯度并不高，需要再进一步的纯化，增加了后处理的步骤和程序。利用反应试剂N-甲基哌嗪做反应溶剂时，原因和四氢呋喃一样，由于化合物1的溶解性因素，反应需要大量的N-甲基哌嗪，反应不经济。结合前面几种溶剂的比较，我们采用了二氯甲烷和甲醇的混合溶剂，温度50℃，实验证明化合物2的收率有94%，尤其纯度可以达到99%。

表1 溶剂对化合物2收率和纯度的影响

我们最终确定以二氯甲烷和甲醇混合溶剂做反应溶剂，控制反应温度50℃,反应4h，为最佳反应条件。

2.2 对化合物2的合成工艺(N-甲基哌嗪的量)考察

我们确定反应溶剂二氯甲烷和甲醇的混合溶剂，反应温度50℃时，考查N-甲基哌嗪的用量(Table 2)对化合物2的制备的影响。

表2 不同N-甲基哌嗪的用量对产品收率和纯度的比较

从表2我们可以看出，N-甲基哌嗪的量与反应时间密切相关。随着N-甲基哌嗪的用量的增加，反应时间越短。但是，当N-甲基哌嗪的量从1.8eq到2eq,反应时间从18h急剧降到4h,反应时间明显减少且收率和纯度都有明显的提高。当N-甲基哌嗪的量从2eq到3eq时，反应时间几乎不变，纯度和收率几乎一致。因此，反应的最佳条件是N-甲基哌嗪的量是2eq。