非那西汀-乙氧基-1-13C的合成與表征*

陳 凱，卿 晶，賈雪雷，代德勝

(深圳市中核海得威生物科技有限公司，廣東 深圳 518057)

芳基醚類碳13標記化合物是一類重要的標記物，在醫藥開發、標記物合成等方面有的應用價值，科研工作者發現了多種芳基醚類碳13標記化合物。重要的芳基醚類碳13標記化合物包括美沙西汀-甲氧基-13C[1-2]、非那西汀-乙氧基-1-13C[3]和對甲氧基苯甲酸-甲氧基-13C[4]等，其中美沙西汀-甲氧基-13C在肝功能呼氣檢測領域有重要的應用價值，目前在肝部疾病呼氣檢測方面有重大的應用價值，多項實驗處于臨床Ⅱ期和臨床Ⅲ期；對甲氧基苯甲酸-甲氧基-13C是一種重要的碳13標記中間體，可以用合成碳-13標記化合物。芳基醚類碳13標記化合物常規的合成方法一般以烷基碘化物為標記原料，通過雙分子親核取代反應完成醚鍵的構建，由于常見的碘甲烷-13C[5]、碘乙烷-1-13C等碘代物毒性大，價格高，儲存要求非常嚴格，科研工作者一致致力于通過簡單、易得的醇類標記原料合成芳基醚類碳13標記化合物。本文旨在研究一種直接使用醇類標記化合物合成芳基醚類碳13標記物的新方案。

光延反應是一種雙分子親核取代反應[6]，廣泛應用于酯類化合物的合成。日本化學家光延·旺洋等人在1967年發現并發展了該方法。反應原理為醇類化合物的羥基在三苯基膦和偶氮二甲酸二異丙酯的作用下被活化，活性中間體中碳氧鍵的活性大大提高，隨后羧酸負離子進攻活性中間體可以構建新的化學鍵。參照反應機理，光延反應可以被用于芳基醚類碳13標記化合物的合成，本文以非那西汀-乙氧基-1-13C為目標物進行實驗驗證。

1 實 驗

1.1 儀器與試劑

儀器：XPE303S型電子天平，梅特勒-托利多；MS7-H550-Pro數顯加熱磁力攪拌器，大龍興創實驗儀器股份公司；機械攪拌，上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司；SHK-Ⅲ循環水式多用真空泵，鄭州科泰實驗設備有限公司；EYELA東京理化旋轉蒸發儀N-1300系列，東京理化器械株式會社；HB-20耐腐蝕隔膜真空泵，上海滬析實業有限公司；Agilent 1260高效液相色譜儀，安捷倫科技有限公司；核磁共振氫譜，布魯克400 M核磁AVANCE-Ⅲ；檢測和高分辨質譜，賽默飛高分辨質譜Q Exactive Focus。

試劑：對乙酰氨基酚(>98%)、氧羰酰-4-羥基苯胺(>98%)、偶氮二甲酸二異丙酯(>98%)、三苯基膦(>98%)、三氟乙酸(>99%)、三乙胺(>99.5%)、乙酰氯(>98%),薩恩化學技術(上海)有限公司;乙醇-1-13C(純度>98%，同位素豐度為99atom%13C)、非那西汀-乙氧基-1-13C(純度99.2%，同位素豐度為99atom%13C)，劍橋同位素實驗室；乙腈(色譜純)，默克股份兩合公司；乙酸乙酯(EA，分析純)、正己烷(HEX，分析純)、氯化鈉(分析純)、無水硫酸鈉(分析純)，于國藥集團化學試劑有限公司；柱層析硅膠(精制型，200～300目)，青島海洋化工有限公司;除特別說明外，所有試劑均直接使用。

1.2 實驗步驟

將40 mL二氯甲烷加至100 mL圓底燒瓶中，再依次加入4.18 g氧羰酰-4-羥基苯胺、0.81 mL乙醇-[1-13C]和6.28 g三苯基膦冷卻至0 ℃，將4.40 mL偶氮二甲酸二異丙酯緩慢加入反應體系，隨后在室溫條件下攪拌4 h。體系用20 mL飽和碳酸鈉水溶液淬滅，用200 mL乙酸乙酯萃取2次，合并有機相。有機相使用30 mL飽和食鹽水清洗，無水硫酸鈉干燥，過濾后減壓濃縮。剩余物用柱層析色譜(200～300目，洗脫劑為乙酸乙酯:正己烷=1:4)純化，真空干燥后得到白色固體2.99 g，即為中間體化合物。

將中間體化合物溶于40 mL二氯甲烷中，冷卻至0 ℃，向反應體系中加入10 mL三氟乙酸。室溫攪拌3 h，減壓蒸餾除去體系中的溶劑和三氟乙酸。隨后將濃縮物溶于40 mL二氯甲烷中，冷卻至0 ℃，向反應體系中依次加入4.16 mL三乙胺、1.78 mL乙酰氯，室溫反應1.5 h。使用10 mL飽和氯化銨淬滅反應；反應液用乙酸乙酯100 mL萃取3次，合并有機相，用飽和食鹽水20 mL洗滌，無水硫酸鈉干燥；過濾、旋干溶劑后用乙醇重結晶，得到固體產物非那西汀-乙氧基-1-13C 2.2 g。1H NMR (400 MHz, Acetone-d6) δ 8.95 (s, 1H), 7.53～7.51 (m, 2H), 6.83～6.81 (m, 2H), 4.19～3.78 (m, 2H), 2.02(s, 3H), 1.35～1.30 (m, 3H)。

2 結果與討論

圖1 非那西汀-乙氧基-1-13C的合成路線(一)Fig.1 Synthetic route of Phenacetin-ethoxy-1-13C(1)

本研究首先采用對乙酰氨基酚、乙醇-1-13C為原料，通過光延反應可以得到非那西汀-乙氧基-1-13C。由于非那西汀-乙氧基-1-13C與反應的副產物三苯基氧化膦極性接近，分離困難，不適于進行放大研究。通過分析，本文考慮將反應原料對乙酰氨基酚更換為極性更小的氧羰酰-4-羥基苯胺。

圖2 非那西汀-乙氧基-1-13C的合成路線(二)Fig.2 Synthetic route of Phenacetin-ethoxy-1-13C(2)

接下來以氧羰酰-4-羥基苯胺、乙醇-1-13C為起始原料，首先通過光延反應得到中間體，由于中間體極性小，很容易與副產物三苯基氧化膦分離。隨后本文使用三氟乙酸成功的脫除中間體的叔丁氧羰基，在堿性條件下對氨基乙酰化即可得到非那西汀-乙氧基-1-13C。該合成方案可放大，操作簡單，可作為合成非那西汀-乙氧基-1-13C工藝化的方案。

3 結構表征與含量測試

得到合成樣品以后，本文通過核磁共振氫譜和高分辨質譜進行了結構確證，非那西汀-乙氧基-1-13C合成樣品核磁共振氫譜的出峰位置、峰形和積分與劍橋同位素的對照品一致，非那西汀-乙氧基-1-13C高分辨加氫峰的理論數值為181.1058，實驗值為180.1052。以上結果顯示合成樣品的特征譜圖與劍橋同位素的對照品一致，結構確證無誤。通過分析高效液相數據推算出合成樣品的純度為98.27%，高分辨質譜顯示合成樣品的同位素豐度為atom99.0%13C，相對于標記原料乙醇-1-13C(同位素豐度為99atom%13C)未發生明顯降低。

圖3 非那西汀-乙氧基-1-13C的核磁共振氫譜和高分辨質譜

4 結 論

本文以乙醇-1-13C和氧羰酰-4-羥基苯胺為原料，經過光延反應和簡單的官能團轉化合成了非那西汀-乙氧基-1-13C。合成樣品經過高效液相、高分辨質譜和核磁共振氫譜表征，確定了結構，合成反應總合成收率為61%，純度為98.27%，同位素豐度為atom99.0%13C。該方法產品易純化，是合成芳基醚類碳13標記化合物的一種新方案。