氘標記鹽酸苯環壬酯的合成

史衛國，陳家駿，樊士勇，何新華，陳蘭福，龔雄麒，仲伯華

（軍事醫學科學院 毒物藥物研究所，北京 100850）

鹽酸苯環壬脂（Phencynondte Hydrochloride，商品名：飛賽樂），化學名稱為：α－苯基－α－環戊基－α－羥基乙酸－9α－［N－甲基－3－氮雜雙環（3，3，1）壬］酯鹽酸鹽，是軍事醫學科學院毒物藥物研究所研制的抗膽堿一類新藥，主要用于預防暈動癥［1－3］。臨床研究［4－9］結果表明，鹽酸苯環壬酯對各種原因導致的眩暈癥，錐動脈供血不足引起的眩暈、位置性眩暈、美尼爾氏病等具有較好的療效（有效率94.0%），優于臨床首選抗暈藥眩暈停（有效率67.9%），且起效時間快。鹽酸苯環壬酯分子中有一個手性中心，具有兩個光學異構體，目前正在進行光學異構體左旋苯環壬酯的研究和開發，以期進一步提高藥效，降低毒副作用。

穩定性同位素無放射性，物理性質穩定，對人體無害，可采取化學合成的方法將其標記到藥物分子中去，標記藥物的濃度可運用氣相色譜－質譜聯用（GC－MS）或液相色譜－質譜聯用（LCMS）方法檢測，具有較高的測試專屬性和靈敏度［10］。因此，近年來穩定同位素示蹤技術在臨床藥代動力學研究中的應用日益廣泛。鹽酸苯環壬酯用藥劑量小、代謝產物多，為了開展鹽酸苯環壬酯及其光學異構體藥代動力學研究，確定代謝途徑，進行代謝差異比較等，本工作擬合成氘標記的鹽酸苯環壬酯。

1 主要實驗材料

環己酮（AR）、溴代環戊烷（AR）、D5－溴苯（AR）、重氮甲烷（AR）：均為Sigma公司產品；甲醛（AR）、冰乙酸（AR）、氯化銨（AR）、鹽酸（AR）、氫化鈉（AR）：國產試劑，國藥集團化學試劑公司產品。溫度計讀數未經校正；高分辨質譜儀（MS）：Finnigan MAT 90；超導核磁共振儀（NMR）：日本電子JNM－ECA－400型。

2 實驗方法

氘代鹽酸苯環壬酯的化學結構示于圖1。由圖1可知，苯環壬酯分子中的苯環及環戊基均可作為標記位置，據此設計的合成路線示于圖2。由于氘代苯衍生物原料易得，價格較低廉，故選擇氘代溴苯為氘代試劑。以五氘溴苯（含氘99%，Sigma產品）為原料，先由格氏反應生成α－環戊基－α－D5－苯基羥乙酸乙酯（化合物5），通過水解生成中間體6，經成鹽純化，再甲酯化制備得到化合物7，最后，化合物7與化合物2進行酯交換反應，再與鹽酸成鹽，得到鹽酸氘代苯環壬酯（化合物8）。

2.1 3－甲基－3－氮雜雙環［3，3，1］壬－9－α－醇（化合物2）的合成

將14.7g（1.5mol）環己酮、123g（1.8mol）甲胺鹽酸鹽、375mL甲醛水溶液（含量36%）和2 000mL冰醋酸依次加入到5 000mL三口瓶中，95℃水浴加熱回流反應4h；降溫到50℃，向反應液中加入130mL濃鹽酸，繼續攪拌30min，減壓蒸除醋酸溶液，加水1 500mL，得紅色水溶液。加入固體碳酸鉀調pH＝9，析出棕色油狀物。用氯仿提取，無水硫酸鎂干燥。蒸除溶劑后，向殘留物中加400mL乙醇、100mL乙酸酐，室溫放置過夜。之后用鹽酸將反應混合物酸化，加1 500mL水溶解生成的鹽酸鹽，用氯仿洗滌3次。加入碳酸鉀，析出油狀物，氯仿提取，無水碳酸鉀干燥。蒸除溶劑后減壓蒸餾，收集68～70℃／266～400Pa餾分，得無色液體35.4g（化合物1），產率13%。

圖1 氘代鹽酸苯環壬酯的化學結構

圖2 氘代鹽酸苯環王酯的化學合成路線

將35g上一步產物與700mL冰醋酸混合，再加入2g氧化鉑，室溫低壓氫化，氫氣初壓5kg／cm2，約1.5h后不再吸收氫氣，反應完成。濾去催化劑，濃縮去除溶劑，加300mL水溶解殘留物，滴加5mol／L氫氧化鈉溶液堿化，乙醚提取析出物，加無水碳酸鉀干燥。濃縮，減壓加熱（60℃／800Pa）升華，得白色固體31g，此為化合物2。熔點94.5～95.5℃，產率88%。

2.2 環戊基乙醛酸乙酯（化合物4）的合成

取10.5g（0.42mol）鎂屑置于250mL無水乙醚中，滴加160mL含60g（0.4mol）溴代環戊烷的乙醚溶液，滴加完畢后繼續回流反應4h，格氏試劑制備反應完成。稱取117g（0.8mol）草酸二乙酯，加120mL無水乙醚，充高純氮氣，冰鹽浴冷卻，滴加制備的格氏試劑，使反應溫度不高于0℃，滴加完成后于室溫攪拌2h，向反應液中滴加溶有21g氯化銨的水溶液120mL，室溫攪拌20min，分離醚層，水洗，無水硫酸鎂干燥4～6h。濾除干燥劑，蒸除溶劑，減壓蒸餾，收集120～124℃／2 000Pa餾分，得37.3g無色油狀液體。

2.3 α－環戊基－α－D5－苯基羥乙酸（化合物6）的合成

將0.66g（0.027mol）鎂屑置于40mL無水乙醚中，充高純氮氣，加入4.0g（0.025mol）D5－溴苯，回流2.5h，格氏試劑制備完成。取4.1g（0.024mol）上步制備的環戊基乙醛酸乙酯（化合物2）溶于50mL無水乙醚，充高純氮氣，用冰鹽浴冷卻，滴加制備的格氏試劑，控制反應溫度＜0℃，室溫攪拌40min，溫熱回流40min。冷卻至0℃，滴加30mL含2g氯化銨的水溶液，分離，水洗，無水硫酸鎂干燥。蒸除溶劑后減壓蒸餾，收集84～100℃／2 666Pa餾分。

粗產品與5%的KOH甲醇溶液混合，置于50℃水溶中加熱攪拌4h，蒸除甲醇，加20mL水溶解生成的α－環戊基－α－D5－苯基羥乙酸鉀鹽。滴加2mol／L鹽酸酸化，乙醚提取析出物，水洗，干燥。蒸除溶劑，用30mL 10%碳酸鈉水溶液溶解，滴加2mol／L鹽酸酸化，有固體析出，過濾，真空干燥，得白色固體2.53g，產率45.9%，熔點144～145℃。

2.4 α－環戊基－α－D5－苯基羥乙酸甲酯（化合物7）的合成

將2.5g（0.011mol）化合物6（α－環戊基－α－D5－苯基羥乙酸）溶于20mL乙醚，導入重氮甲烷至溶液呈淺黃色，減壓蒸餾，收集85～87℃／4 776.27Pa餾分，得無色油狀液體2.43g。

2.5 α－環戊基－α－D5－苯基羥乙酸－9α－［N－甲基－3－氮雜雙環（3，3，1）壬］酯鹽酸鹽（化合物8）的合成

將2.41g（0.01mol）α－環戊基－α－D5－苯基羥乙酸甲酯（化合物7）溶于100mL無水正庚烷，加1.5g（0.009 7mol）3－甲基－3－氮雜雙環［3，3，1］壬－9－α－醇（化合物 2），攪拌至溶解，再加入100mg氫化鈉，待放出氣泡平靜后，攪拌，逐漸升高溫度至126℃，反應1.5h，冷卻至室溫，再加入30mg氫化鈉、20mL正庚烷，反應1.5h，反應完成。減壓蒸除溶劑，加30mL乙醚、10mL水，攪拌5min，分出醚層，水洗，無水硫酸鎂干燥。濾除干燥劑，蒸除乙醚，使得液體體積為20mL，加18mL 2mol／L鹽酸，攪拌，分出乙醚，靜置，冷卻水溶液，有固體析出，過濾，得到白色結晶2.83g，熔點196～197℃。

3 結果與討論

3.1 環戊基乙醛酸乙酯（化合物4）

環戊基乙醛酸乙酯的 MS－EI（m／z）：170（3.94）、140 （1.48）、99 （1.48）、98 （2.60）、97（38.64）、96 （6.65）、95 （10.43）、70 （5.80）、69（100）、68 （4.15）、67 （8.28）、66 （1.05）、65（1.86）、55（4.67）、53（1.85）、45 （1.43）。

3.2 α－環戊基－α－D5－苯基羥乙酸（化合物6）

α－環戊基－α－D5－苯基羥乙酸的 MS－EI（m／z）：225 （1.65）、181 （13.41）、180 （100）、179（2.78）、158 （5.24）、157 （55.33）、156 （4.12）、112（15.17）、111 （9.73）、110 （43.42）、109（12.34）、108 （2.12）、84 （9.54）、83 （4.30）、82（19.44）、81（4.64）、80（2.82）。由質譜計算得其氘豐度為99%。

3.3 α－環戊基－α－D5－苯基羥乙酸甲酯（化合物7）

α－環戊基－α－D5－苯基羥乙酸甲酯的 MS－EI（m／z）：239（1.43）、181 （13.51）、182 （1.11）、180 （100）、179 （5.36）、172 （1.23）、171（11.27）、170 （4.76）、113 （1.08）、112 （13.40）、111 （6.84）、110 （52.86）、109 （8.44）、108（1.49）、84 （6.15）、83 （3.14）、82 （19.84）、81（3.17）、80 （2.17）、79 （2.38）。

3.4 α－環戊基－α－D5－苯基羥乙酸－9α－［N－甲基－3－氮雜雙環（3，3，1）壬］酯鹽酸鹽（化合物8）

α－環戊基－α－D5－苯基羥乙酸－9α－［N－甲基－3－氮雜雙環（3，3，1）壬］酯鹽酸鹽的 MS－EI（m／z）：363 （7.09）、362 （29.82）、361 （2.84）、220（9.10）、181 （5.94）、180 （47.82）、179 （1.33）、155（2.65）、154 （24.90）、139 （13.80）、138（100）、112 （4.57）、110 （4.74）、96 （6.28）、95（39.03）、94 （2.79）、93 （2.47）、84 （4.01）、82（4.30）、58（37.12）、59（9.96）。由質譜計算得氘豐度為99%。

1H－NMR圖譜中，δ7.2～7.6苯環氫信號消失。1H－NMRδ：2.99（m，1H，CH－）、1.30～1.71（m，8H，4CH2－）、5.06（d，1H，CH－）、2.06（brs，1H，CH－）、1.30～1.71（m，2H，CH2－）、1.87～1.96（m，2H，CH2－）、1.30～1.71（m，1H，CH2－）、2.76（m，1H，CH2－）、2.26（brs，1H，CH－）、2.19～3.10（m，2H，CH2－ ）、3.81（d，1H，J ＝ 12.3Hz，CH2－）、3.73（d，1H，J ＝ 12.4Hz，CH2－ ）、2.91（d，3H，CH3－）、3.12（br，1H，－OH）、10.41（br，1H，N－H）。未氘代的苯環壬酯的1H－NMRδ：7.63（d，1H，J ＝7.6Hz，CH－、7.35（t，1H，J12＝ 6.8Hz；J23＝ 8Hz，CH－）、7.29（m，1H，CH－ ）、7.35（t，1H，J12＝6.8Hz；J23＝8Hz，CH－）、7.63（d，1H，J ＝7.6Hz，CH－ ）、2.99（m，1H，CH－）、1.30～1.71（m，8H，4CH2－）、5.06（d，1H，CH－）、2.06（brs，1H，CH－）、1.30～1.71（m，2H，CH2－）、87～1.96（m，2H，CH2－）、1.30～1.71（m，1H，CH2－）、2.76（m，1H，CH2－）、2.26（brs，1H，CH－）、2.19～3.10（m，2H，CH2－ ）、3.81（d，1H，J＝12.3 Hz，CH2－）、3.73（d，1H，J ＝12.4Hz，CH2－ ）、2.91（d，3H，CH3－）、3.12（br，1H，－OH）、10.41（br，1H，N－H）。該結果說明所合成的產物為目標產物。

4 結 論

以氘代溴苯為起始原料，通過格式反應得到格式試劑C6D5MgBr，進一步反應得到苯環氘代的重要中間體化合物5；接著，將化合物5的甲醇溶液在5%KOH存在下加熱回流水解反應，脫除乙酯保護基得到化合物6；再與重氮甲烷反應得到化合物7，最后通過化合物7與化合物2的陰離子縮合，得到終產物目標化合物8。再與鹽酸成鹽，得到氘代的鹽酸苯環壬酯。實驗所用的起始物氘代苯化合物商業購買方便，引入反應步驟簡便，實驗條件容易控制，得到了高豐度的氘代鹽酸苯環壬酯，通過質譜（MS），核磁（1H－NMR）確證了化合物結構。所制備的氘代鹽酸苯環壬酯純度好，能夠滿足進一步的藥代動力學實驗要求。

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