甲苯磺酸艾多沙班异构体杂质的合成

徐 进，王子月

（江苏华阳制药有限公司，江苏 宿迁 223700）

2015 年1 月8 日，由日本第一三共公司开发的艾多沙班对甲苯磺酸盐一水合物（edoxaban tosylate monohy—drate，商品名：Savaysa）经美国食品药品监督管理局（FDA）批准上市。甲苯磺酸艾多沙班（EDXB）是日本上市的首个口服给药的抗凝药物，在全球也是首次问世。EDXB 为直接FXa抑制剂，而FXa 正是当今开发新一代抗凝药物的主要靶点。口服给药为临床用药提供方便，临床试验验证了本品安全有效。EDXB 将在抗凝药物领域占据更多的优势，从而获得更多的商业机会。

甲苯磺酸艾多沙班，化学名为N1-（5-氯吡啶-2-基）-N2-（（1S,2R,4S）-4-（（二甲氨基）羰基）-2-（（（5-甲基-4,5,6,7-四氢噻唑并[5,4-c]吡啶-2-基）甲酰基）氨基）环己基）乙二酰胺对甲苯磺酸一水合物，EDXB（1S，2R，4S）的结构式见图1。

EDXB 药物的合成以及存放过程易产生杂质，对药品质量产生严重的影响。EDXB 对映异构体和差向异构体是主要的合成工艺杂质，EDXB对映异构体即甲苯磺酸艾多沙班（1R,2S,4R）的结构式见图2(a)。EDXB 非对映（差向）异构体的结构式有两种，即甲苯磺酸艾多沙班（1R,2R,4S）和甲苯磺酸艾多沙班（1S,2S,4R），结构式见图2(b)和图2(c)。

图1 甲苯磺酸艾多沙班（1S，2R，4S）的结构式

图2 EDXB 的异构体

Nagata 等[1]报道了以3-环己烯-1-甲酸为起始物料合成叠氮化合物的合成路线，见图3。Toshiharu 等[2]、太田敏晴等[3]和Yoshikawa 等[4]均报道了叠氮化合物通过水解还原后与主要的结构片段缩合生成EDXB 的工艺。

现有工艺得到的都是单一构型的EDXB，本文通过不同构型的苯基乙胺与3-环己烯-1-甲酸成盐并水解，得到不同构型的3-环己烯-1-甲酸，进而得到不同构型的环氧化合物。环氧化合物通过氨解、柱层析后可以得到4 个不同构型的氨解产物，重氮化后可以得到4 个不同构型的叠氮化合物，再经过后续的反应步骤得到EDXB 和三个异构体杂质，具体合成路线见图4。

图3 以3-环己烯-1-甲酸为起始物料合成叠氮化合物

图4 EDXB 和三个异构体杂质的合成路线

1 实验部分

1.1 甲苯磺酸艾多沙班差向异构体（1R,2R,4S）的制备

（1）将200 g 3-环己烯-1-甲酸加至1 L 丙酮中，回流溶解1 h，将192.1 g s-苯基乙胺用0.5 L丙酮溶解滴加到反应液中，缓慢降温，降至40 ℃反应2 h，然后降温至20 ℃～25 ℃，抽滤，滤饼在40 ℃～45 ℃下鼓风干燥得到270 g 固体，加入8倍丙酮重结晶，然后降温至20 ℃～25 ℃析晶，抽滤，滤饼在40 ℃～45 ℃下鼓风干燥得到170 g 化合物A。

（2）将170 g 化合物A 加至3 L 二氯甲烷中，加入3 L 2 mol/L 的HCl 溶液搅拌2 h，分液，水层用2 L 二氯甲烷反萃，有机层用3 L 饱和氯化钠溶液洗涤，用100 g 无水硫酸钠干燥，在40 ℃～45℃下浓缩至干，得到108 g 化合物B。

（3）将108 g 化合物B 加至2 L 二氯甲烷中，加入178 g KI、90 g 碳酸氢钠、2 L 纯化水，降温搅拌，温度降至5 ℃～10 ℃，加入283 g 碘，升温至20 ℃～25 ℃搅拌4 h，温度降至5 ℃～10 ℃加入1 mol/L 硫代硫酸钠溶液，加入2 L 二氯甲烷分液，水层用1 L 二氯甲烷反萃，合并有机层，分别用饱和碳酸氢钠、纯化水、饱和氯化钠洗涤，用100 g 无水硫酸钠干燥，浓缩至干，得到145 g 化合物C。

（4）将145 g 化合物C 加至2 L 乙醇中，加入350 mL 的4 mol/L 氢氧化钠水溶液，在25 ℃～30℃下搅拌4 h，在35 ℃浓缩得到油状物，加入1 L二氯甲烷萃取分液，用100 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，浓缩滤液至干，得到80 g 化合物D。

（5）将80 g 化合物D 加至4 L 乙醇中，加入800 mL 氨水，在40 ℃～45 ℃下搅拌24 h，在40℃浓缩，加入250 mL 乙醇，搅拌，将100 mL Boc（二碳酸二叔丁酯）用乙醇溶解滴加到反应液中，滴加完毕，在20 ℃～25 ℃下搅拌2 h，滤液浓缩至干，得到化合物F-1 和F-2 的混合物，然后过硅胶柱（PE 和EA 梯度洗脱）得到50 g 化合物F-1及15 g 化合物F-2。

（6）将15 g 化合物F-2 加至500 mL 二氯甲烷中，加入三乙胺降温搅拌，温度降至0 ℃滴加18 g MsCl，滴加完毕，在20 ℃～25 ℃下搅拌2 h，温度降至0 ℃，滴加250 mL 0.5 mol/L 盐酸，滴加完毕，加入500 mL 二氯甲烷萃取分液，有机层用1 L 纯化水、1 L 饱和氯化钠洗涤，50 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩至干，得到淡黄色固体化合物G-2，将G-2 加至1 L DMF 中，加入23 g 叠氮化钠，在65 ℃～75 ℃下搅拌24 h，温度降至25℃，加入2 L 二氯甲烷、5 L 纯化水萃取分液，水层用2 L 二氯甲烷反萃，有机层用2 L 饱和氯化钠洗涤，50 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩至干，得到淡黄色固体，然后过硅胶柱，用（PE：EA=20:1）冲洗，得到9 g 化合物H-2。

（7）将9 g 化合物H-2 加至500 mL 二氯甲烷、100 mL 纯化水中，加入1.5 g 氢氧化锂一水合物，在25 ℃～30 ℃下搅拌24 h，用1 mol/L 氯化铵溶液调反应液pH 至6，加入1.5 L 乙酸乙酯分液，用1.5 L 饱和氯化钠洗涤乙酸乙酯，50 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩至干，得到淡黄色固体，然后加入1 L 二氯甲烷、2.5 g 盐酸二甲胺、3.6 g EDCI、2.7 g HOBT、N-甲基吗啉，在35 ℃～45 ℃下搅拌24 h，加入饱和碳酸氢钠溶液分液，用50 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩至干，得到淡黄色固体，然后过硅胶柱，用（MEOH：DCM=1:50）冲洗，得到4.5 g 化合物I-2。

（8）将化合物I-2 加至500 mL 乙醇、1.5 g 甲酸铵、0.5 g 钯碳中，搅拌4 h，抽滤，滤液浓缩至干得到油状物，然后加入60 mL 乙腈溶解，在25 ℃～30 ℃下搅拌，加入1.1 g 草酸搅拌3 h，抽滤，滤饼于40 ℃～45 ℃下鼓风干燥得到3.9 g 化合物J-2。

（9）将3.9 g 化合物J-2、2-[（5-氯吡啶）氨基]-2-氧代乙酸乙酯盐酸盐、三乙胺加入DMF 中，反应10 h，干燥得到4.2 g 固体化合物K-2。

（10）将4.2 g 化合物K-2 加入四氢呋喃中，加入对甲苯磺酸一水合物，反应得到4.5 g 化合物L-2。

（11）将4.5 g 化合物L-2 与乙腈、三乙胺、缩合试剂、5-甲基-4,5,6,7-四氢噻唑并[5,4-c]吡啶-2-羧酸盐酸盐反应，再与甲苯磺酸一水合物反应，得到2.8 g 目标化合物，即甲苯磺酸艾多沙班差向异构体（1R,2R,4S）。

1.2 甲苯磺酸艾多沙班对映异构体（1R,2S,4R）的制备

（1）将200 g 3-环己烯-1-甲酸加至1 L 丙酮中，回流溶解1 h，将192.1 g R-苯基乙胺用0.5 L丙酮溶解，滴加到反应液中，缓慢降温，降至40 ℃反应2 h，然后降温至20 ℃～25 ℃，抽滤，滤饼在40 ℃～45 ℃下鼓风干燥，得到282 g 固体，加入8倍丙酮重结晶，然后降温至20 ℃～25 ℃析晶，抽滤，滤饼在40 ℃～45 ℃下鼓风干燥得到173 g 化合物A-1。

（2）将173 g 化合物A-1 加至3 L 二氯甲烷中，加入3 L 的2 mol/L 的HCl 溶液搅拌2 h，分液，水层用2 L 二氯甲烷反萃，有机层用3 L 饱和氯化钠溶液洗涤，用100 g 无水硫酸钠干燥，在40 ℃～45 ℃下浓缩至干，得到112 g 化合物B-1。

（3）将112 g 化合物B-1 加至2 L 二氯甲烷中，加入180 g KI、90 g 碳酸氢钠、2 L 纯化水，降温搅拌，温度降至5 ℃～10 ℃，加入285 g 碘，升温至20 ℃～25 ℃，搅拌4 h，温度降至5 ℃～10 ℃加入1 mol/L 硫代硫酸钠溶液，加入2 L 二氯甲烷分液，水层用1 L 二氯甲烷反萃，合并有机层，分别用饱和碳酸氢钠、纯化水、饱和氯化钠洗涤，用110 g 无水硫酸钠干燥，浓缩至干，得到化合物C-1。

（4）将150 g 化合物C-1 加至2.1 L 乙醇中，加入360 mL 4 mol/L 氢氧化钠水溶液，在25 ℃～30 ℃下搅拌4 h，在35 ℃浓缩得到油状物，加入1 L 纯化水及1 L 二氯甲烷萃取分液，用100 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩至干，得到82 g 化合物D-1。

（5）将82 g 化合物D-1 加至4 L 乙醇中，加入800 mL 氨水，在40 ℃～45 ℃下搅拌24 h，在40 ℃浓缩，加入250 mL 乙醇，搅拌，将100 mL Boc 用乙醇溶解，滴加到反应液中，滴加完毕在20 ℃～25 ℃下搅拌2 h，滤液浓缩至干，得到化合物F-3 和F-4 的混合物，然后过硅胶柱（PE 和EA 梯度洗脱）得到14 g 化合物F-3 及46 g 化合物F-4。

（6）将46 g 化合物F-4 加至450 mL 二氯甲烷中，加入三乙胺降温搅拌，温度降至0 ℃，滴加54 g MsCl，滴加完毕在20 ℃～25 ℃下搅拌2 h，温度降至0 ℃，滴加800 mL 0.5 mol/L 盐酸，滴加完毕加入450 mL 二氯甲烷萃取分液，有机层用0.9 L 纯化水、0.9 L 饱和氯化钠洗涤，100 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩至干，得到淡黄色固体化合物G-4，将G-4 加至0.9 L DMF 中，加入叠氮化钠在65 ℃～75 ℃下搅拌24 h，温度降至25 ℃，加入1.8 L 二氯甲烷、4.5 L 纯化水萃取分液，水层用1.8 L 二氯甲烷反萃，有机层用1.8 L 饱和氯化钠洗涤，100 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩至干，得到淡黄色固体，然后过硅胶柱，用（PE：EA=20:1）冲洗，得到28 g 化合物H-4。

（7）将28 g 化合物H-4 加至460 mL THF、95 mL 纯化水中，加入4 g 氢氧化锂一水合物，在25℃～30 ℃下搅拌24 h，用1 mol/L 氯化铵溶液调节反应液pH 至6，加入3 L 乙酸乙酯分液，用2 L饱和氯化钠洗涤乙酸乙酯，100 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩至干，得到淡黄色固体，然后加入0.9 L 二氯甲烷、8 g 盐酸二甲胺、12 g EDCI、9 g HOBT、N-甲基吗啉，在35 ℃～45 ℃下搅拌24 h，加入饱和碳酸氢钠溶液分液，100 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩至干，得到淡黄色固体，然后过硅胶柱，用（MEOH：DCM=1:50）冲洗，得到13 g 化合物I-4。

（8）将13 g 化合物I-4 加至450 mL 乙醇、5 g甲酸铵、2 g 钯碳中，搅拌4 h，抽滤，滤液浓缩至干，得到油状物，然后加入60 mL 乙腈溶解，在25℃～30 ℃下搅拌，加入3.5 g 草酸搅拌3 h，抽滤，滤饼在40 ℃～45 ℃下鼓风干燥，得到11.5 g 固体化合物J-4。

（9）将11.5 g 化合物J-4、2-[（5-氯吡啶）氨基]-2-氧代乙酸乙酯盐酸盐、三乙胺加入DMF中，反应10 h，干燥得到13.1 g 固体化合物K-4。

（10）将13.1 g 化合物K-4 加入四氢呋喃中，加入对甲苯磺酸一水合物，反应得到14.5 g 固体化合物L-4。

A4（尾声，见例9）在写法上仍沿用了第一主题的旋律，但是情绪上有较大变化。钢琴Ⅰ需要控制好尾声在力度、速度、音色上的变化，与钢琴Ⅱ形成呼应，并随着钢琴Ⅱ在节奏时值上的放慢，力度逐渐减弱直至声音的消失。第126至127小节的演奏要从容富有幻想。

（11）将14.5 g 固体化合物L-4 与乙腈、三乙胺、缩合试剂、5-甲基-4,5,6,7-四氢噻唑并[5,4-c]吡啶-2-羧酸盐酸盐反应，再与甲苯磺酸一水合物反应得到7.5 g 目标化合物，即甲苯磺酸艾多沙班对映异构体（1R,2S,4R）。

1.3 甲苯磺酸艾多沙班差向异构体（1S,2S,4R）的制备

步骤（1）～（5）与甲苯磺酸艾多沙班对映异构体（1R,2S,4R）制备方法相同。

（6）将14 g 化合物F-3 加至500 mL 二氯甲烷中，加入三乙胺降温搅拌，温度降至0 ℃滴加56 g MsCl，滴加完毕，在20 ℃～25 ℃下搅拌2 h，温度降至0 ℃，滴加800 mL 0.5 mol/L 盐酸，滴加完毕，加入500 mL 二氯甲烷萃取分液，有机层用1 L 纯化水、1 L 饱和氯化钠洗涤，50 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩至干，得到淡黄色固体化合物G-3，将G-3 加至1 L DMF 中，加入23 g 叠氮化钠，在65 ℃～75 ℃下搅拌24 h，温度降至25℃，加入2 L 二氯甲烷、5 L 纯化水萃取分液，水层用2 L 二氯甲烷反萃，有机层用2 L 饱和氯化钠洗涤，100 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩至干，得到淡黄色固体，然后过硅胶柱，用（PE：EA=20:1）冲洗，得到8.7 g 化合物H-3。

（7）将8.7 g 化合物H-3 加至480 mL THF、100 mL 纯化水中，加入氢氧化锂一水合物，在25℃～30 ℃下搅拌24 h，用1 mol/L 氯化铵溶液调节反应液pH 至6，加入3 L 乙酸乙酯分液，用2 L饱和氯化钠洗涤乙酸乙酯，50 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩至干，得到淡黄色固体，然后加入1 L 二氯甲烷、2.5 g 盐酸二甲胺、3.6 g EDCI、2.7 g HOBT、N-甲基吗啉，在35 ℃～45 ℃下搅拌24 h，加入饱和碳酸氢钠溶液分液，用50 g 无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩至干，得到淡黄色固体，然后过硅胶柱，用（MEOH：DCM=1:50）冲洗，得到4.1 g 化合物I-3。

（8）将4.1 g 化合物I-3 加至500 mL 乙醇、1.5 g 甲酸铵、1.5 g 钯碳中，搅拌4 h，抽滤，滤液浓缩至干，得到油状物，然后加入60 mL 乙腈溶解，在25 ℃～30 ℃下搅拌，加入1.1 g 草酸搅拌3 h，抽滤，滤饼在40 ℃～45 ℃下鼓风干燥，得到3.6 g 固体化合物J-3。

（9）将3.6 g 固体化合物J-3、2-[（5-氯吡啶）氨基]-2-氧代乙酸乙酯盐酸盐、三乙胺加入DMF中，反应10 h，干燥得到3.8 g 化合物K-3。

（10）将3.8 g 化合物K-3 加入四氢呋喃中，加入对甲苯磺酸一水合物，反应得到4.1 g 固体化合物L-3。

2 结果与杂质控制

2.1 甲苯磺酸艾多沙班差向异构体杂质液相检测及结构确证

2.1.1 液相分离及纯度检测

采用高效液相色谱法（中国药典2020 年版四部通则0512）测定EDXB 差向异构体杂质，色谱条件：十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂（YMCPack ODS-AM，150 mm×4.6 mm，3 μm 或效能相当的色谱柱）；以2.5 g/L 辛烷磺酸钠水溶液（用磷酸调pH 至2.2）为流动相A，乙腈为流动相B 进行液相测定；进样体积为10 μL。EDXB 差向异构体杂质与EDXB 分离图谱见图5。

图5 EDXB 差向异构体杂质与EDXB 液相分离图

EDXB 差向异构体（1R,2R,4S）和差向异构体（1S,2S,4R）在色谱条件下同一位置出峰（保留时间为25.16 min），即杂质G，EDXB 保留时间为21.62 min。两个差向异构体杂质合并控制，限度为0.15%，EDXB 差向异构体（1R,2R,4S）和差向异构体（1S,2S,4R）液相色谱纯度分别为98.1%和98.2%。

2.1.2 甲苯磺酸艾多沙班差向异构体杂质结构确证

甲苯磺酸艾多沙班差向异构体（1R,2R,4S）核磁共振检测数据：1H NMR (400 MHz,DMSO-d6,δ)：1.458～1.549 (1H,d),1.668～1.791 (3H,m),2.034～2.130 (2H,m),2.270 (3H,s),2.789 (3H,s),3.002(7H,m),3.372(2H,s),3.656(2H,s),3.986～4.056 (1H,m),4.445～4.617 (3H,d),7.089～7.109(2H,d),7.451～7.471(2H,d),7.987～8.044(2H,m),8.444～8.452 (1H,m),8.745～8.763 (1H,d),9.197～9.215(1H,d),10.272(2H,s)。13C NMR(400 MHz,DMSO～d6,δ)：21.17,24.09,25.30,27.15,31.81,33.41,35.50,37.00,42.29,48.45,50.02,50.82,51.01,115.48,125.87,126.22,127.20,128.71,138.79,138.83,144.96,147.30,148.26,148.86,158.66,159.22,160.08,163.69,174.55。

甲苯磺酸艾多沙班差向异构体（1S,2S,4R）核磁共振检测数据：1H NMR (400 MHz,DMSO～d6,δ)：1.458～1.549 (1H,d),1.670～1.793 (3H,m),2.038～2.135 (2H,m),2.266 (3H,s),2.789 (3H,s),3.004(7H,m),3.380(2H,s),3.659(2H,s),3.9868～4.059(1H,m),4.449～4.625(3H,d),7.087～7.107(2H,d),7.451～7.471 (2H,d),7.984～8.045 (2H,m),8.440～8.446 (1H,m),8.746～8.765 (1H,d),9.205～9.223(1H,d),10.267(2H,s)。13C NMR(400 MHz,DMSO～d6,δ)：21.19,24.11,25.35,27.17,31.83,33.41,35.47,36.99,42.27,48.53,50.02,50.82,50.97,115.45,125.88,126.22,127.23,128.66,138.64,138.79,145.23,147.32,148.29,148.91,158.70,159.20,160.07,163.73,174.41。

2.2 甲苯磺酸艾多沙班对映异构体杂质液相检测及结构确证

2.2.1 液相分离及纯度检测

采用高效液相色谱法（中国药典2020 年版四部通则0512）测定EDXB 对映异构体。色谱条件：以IA 为色谱柱（CHIRALPAK IA 4.6 mm×250 mm，5 μm 或效能相当的色谱柱）；以无水乙醇-乙腈（50:50）为流动相，进样体积为10 μL。EDXB 对映异构体杂质与EDXB 分离图谱见图6。

色谱图中对映异构体峰（保留时间为16.99 min）即杂质H，EDXB 保留时间为23.52 min，按自身对照法计算含量，对映异构体不得超过0.15%。EDXB 对映异构体液相色谱纯度为97.3%。

图6 EDXB 对映异构体杂质与EDXB 液相分离图谱

2.2.2 甲苯磺酸艾多沙班对映异构体杂质结构确证

甲苯磺酸艾多沙班对映异构体（1R,2S,4R）核磁共振检测数据：1H NMR(400 MHz，DMSO～d6，δ):1.458～1.549 (1H，d)，1.668～1.791 (3H，m)，2.034～2.130(2H，m)，2.270(3H，s)，2.789(3H，s)，3.002(7H，m)，3.372(2H，s)，3.654(2H，s)，3.986～4.056(1H，m)，4.445～4.626 (3H，d)，7.089～7.109 (2H,d)，7.451～7.471(2H，d)，7.987～8.044(2H，m)，8.444～8.452(1H,m)，8.744～8.763(1H，d)，9.196～9.215(1H，d)，10.272(2H，s)。13C NMR (400 MHz，DMSO～d6，δ)：21.18,24.10，25.33，27.15，31.81，33.41，35.48，36.99，42.27，48.50，50.02，50.82，50.98，115.47，125.88，126.22，127.21，128.67，138.69，138.79，145.17，147.32，148.28，148.90，158.69，159.21，160.07，163.72，174.36。

3 结论

本文制备了高纯度的EDXB 对映异构体和差向异构体作为对照品，产物结构均经1H NMR和13C NMR 确证，且通过合适的液相色谱条件的筛选，EDXB 对映异构体、差向异构体和EDXB 本身得到了很好的分离，从而控制EDXB 的药品质量。本方法制备的EDXB 差向异构体杂质(1R,2R,4S) 的纯度可以达到98.1%，EDXB 差向异构体杂质(1S,2S,4R)的纯度可达到98.2%，EDXB 对映异构体杂质(1R,2S,4R)的纯度可以达到97.3%，为甲苯磺酸艾多沙班原料药及相关制剂的工艺研究和质量控制提供了有效的保障。