嗎啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷脫水雜質(zhì)的合成工藝

郭建鋒，肖琳霞，汪 淼,2，屈 欽，李莉娥*，田巒鳶,2，金 芬

(1.宜昌人福藥業(yè)有限責(zé)任公司，湖北 宜昌443000；2.人福醫(yī)藥集團(tuán)股份公司，湖北 武漢430075)

嗎啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷(morphine-6-β-D-glucuronide，M6G)，是嗎啡在體內(nèi)的活性代謝物。該產(chǎn)品先由英國(guó)CeNeS公司研發(fā)，后該公司被德國(guó)PAION公司收購(gòu)，目前處于臨床Ⅲ期研究階段。國(guó)內(nèi)目前主要有江蘇恒瑞醫(yī)藥和宜昌人福藥業(yè)申請(qǐng)了臨床研究，用于中度到重度疼痛的治療。M6G與嗎啡的不同之處在于：(1)M6G對(duì)μ阿片受體的親和力較嗎啡的強(qiáng)；(2)M6G對(duì)μ受體的結(jié)合效率較嗎啡的高；(3)M6G對(duì)κ受體的結(jié)合力較嗎啡的低；(4)M6G與嗎啡的吸收、分布、代謝、排泄(ADME)曲線(xiàn)完全不一樣。這些特點(diǎn)導(dǎo)致M6G與嗎啡的臨床效果不同，M6G對(duì)μ/κ的選擇性比嗎啡的更高，從而降低呼吸抑制、濫用傾向和身體依賴(lài)性[1-3]。

嗎啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷脫水雜質(zhì)[4](HN-33177)，化學(xué)名為(2R,3R,4S)-3,4-二羥基-2-(((4R,4aR,7S,7aR,12bS)-9-羥基-3-甲基-2,3,4,4a,7,7a-六氫-1H-4,12-二甲基苯并吡喃[3,2-e]異喹啉-7-基)氧基)-3,4-二氫-2H-吡喃-6-羧酸，是在制備M6G過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)。文獻(xiàn)[5-7]報(bào)道了首先脫除M6G糖環(huán)上羧基β-位羥基，再與保護(hù)的3-羥基反應(yīng)生成HN-33177。但本研究重復(fù)該工藝時(shí)發(fā)現(xiàn)，得到的黑色油狀物無(wú)法進(jìn)行分離和檢測(cè)，不能進(jìn)行下一步脫水雜質(zhì)的合成。另一種方法是使用KN(SiMe3)2在-10 ℃下對(duì)M6G進(jìn)行水解，但得到的脫水雜質(zhì)不純。作者在參考相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以M6G為原料，經(jīng)乙酰基酯化保護(hù)、鹽酸羥胺氨解、苯甲酰氯酯化保護(hù)、三氟甲醇酯化保護(hù)、DBU活化、混合堿脫水[8]等反應(yīng)合成HN-33177，其合成路線(xiàn)如圖1所示。

圖1 HN-33177的合成路線(xiàn)

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

嗎啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷(M6G)，宜昌人福藥業(yè)有限責(zé)任公司；乙酰氯，分析純，江陰月城江南精細(xì)化工廠有限公司；三乙胺，分析純，武漢業(yè)朗化工有限公司；鹽酸羥胺，分析純，山東凱瑞英材料科技有限公司；苯甲酰氯，分析純，武漢伯業(yè)科技發(fā)展有限公司；1,3-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)，分析純，淄博冠升化工有限公司；1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7-烯(DBU)，分析純，南京化學(xué)試劑股份有限公司；實(shí)驗(yàn)用水為純化水。

AVANCE Ⅲ 500M型全數(shù)字化超導(dǎo)核磁共振波譜儀、APEX Ⅳ型傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀、Smart Apex CCD型單晶衍射儀，Bruker公司；2695型高效液相色譜儀，Waters公司。

1.2 合成方法

1.2.1 3-乙酰基嗎啡-6-β-D-(3R,4S,5S)-三乙酰基葡萄糖醛苷羧酸(Ⅱ)的合成

將M6G(Ⅰ)23 g(0.05 mol)、200 mL乙腈加入配有溫度計(jì)的1 L三口瓶中，攪拌，制為懸浮液；加入三乙胺20.3 g(0.2 mol)，降溫至-10～0 ℃，滴加乙酰氯15.7 g(0.2 mol)，維持0 ℃反應(yīng)完全；向反應(yīng)瓶中補(bǔ)加100 mL二氯甲烷，攪拌，過(guò)濾，濾液分別用50 mL純化水洗滌3次、100 mL飽和氯化鈉溶液洗滌1次，用無(wú)水硫酸鎂干燥過(guò)夜，過(guò)濾，濾液濃縮至干，得化合物Ⅱ 31.7 g，冷藏保存，直接用于下一步反應(yīng)。

1.2.2 3-苯甲酰基嗎啡-6-β-D-(3R,4S,5S)-三乙酰基葡萄糖醛苷羧酸(Ⅳ)的合成

將化合物Ⅱ溶于180 mL無(wú)水乙醇中，加入鹽酸羥胺3.5 g(0.05 mol)，20～30 ℃反應(yīng)12 h；減壓濃縮，濃縮物加入50 mL純化水和120 mL二氯甲烷，萃取分液，二氯甲烷層用飽和氯化鈉溶液洗滌，用無(wú)水硫酸鎂干燥，過(guò)濾，濾液濃縮至干，得化合物Ⅲ。

將化合物Ⅲ溶于50 mL乙腈中，加入三乙胺5.1 g(0.05 mol)，控制反應(yīng)溫度-5～5 ℃，滴加7.0 g(0.05 mol)苯甲酰氯，滴加完畢后自然升至室溫；反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)液直接倒入100 mL二氯甲烷中，用碳酸氫鈉溶液中和，二氯甲烷層用無(wú)水硫酸鎂干燥，過(guò)濾，濾液濃縮至干，得化合物Ⅳ。

1.2.3 3-苯甲酰基嗎啡-6-β-D-(3R,4S,5S)-三乙酰基葡萄糖醛苷羧酸三氟甲酯(Ⅴ)的合成

將化合物Ⅳ溶于100 mL乙腈中，加入配有溫度計(jì)的500 mL三口瓶中，加入DCC 30.9 g，降溫至-10～0 ℃，滴加冷凍的三氟甲醇5.2 g(0.06 mol)，-5～0 ℃反應(yīng)至完畢，過(guò)濾，濾餅用30 mL乙腈洗滌3次，抽干，固體用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，室溫減壓干燥至恒重，得化合物Ⅴ 22.8 g，收率60%，HPLC純度99.43%。1HNMR(500 MHz,CDCl3),δ:1.68(s,3H,-CH3),1.93～1.96(m,7H,-CH,2-CH3),2.00～2.03(m,1H,-CH),2.44(s,3H,-NCH3),2.55～2.56(m,1H,-CH),2.62～3.63(m,1H,-CH),3.04～3.09(d,1H,-CH),3.34～3.37(m,1H,-CH),4.01～4.02(m,1H,-CH),4.29～4.31(m,1H,-CH),4.85～4.96(m,3H,3-CH),5.17～5.34(m,3H,3-CH),5.68～5.71(d,1H,-CH),6.55～6.59(d,1H,-CH),6.82～6.84(d,1H,-CH),7.44～7.49(m,2H,2-CH),7.55～7.57(d,1H,-CH),8.15～8.18(d,2H,2-CH);ESI-MS,m/z:760.6[M+H]+。

1.2.4 HN-33177的合成

將化合物Ⅴ22.8 g加入配有溫度計(jì)的500 mL三口瓶中，加入120 mL無(wú)水二氯甲烷，攪拌溶解，降溫至0 ℃左右，加入DBU 13.7 g，0 ℃左右繼續(xù)攪拌反應(yīng)1～2 h；自然升至室溫后，反應(yīng)液依次用50 mL去離子水洗滌3次、50 mL飽和氯化鈉溶液洗滌1次，用無(wú)水硫酸鎂干燥過(guò)夜，過(guò)濾，濾液濃縮至干，得黃色殘留物28.7 g；殘留物用280 mL 85%乙醇攪拌溶解，冷卻至-10 ℃以下，緩慢分批加入8.4 g鹽酸羥胺和10.3 g無(wú)水碳酸鉀，恢復(fù)至室溫繼續(xù)反應(yīng)5 h；過(guò)濾，滴加10%氫溴酸溶液調(diào)節(jié)濾液pH值至中性，加入乙醇析晶，甲醇洗去溴化鉀，用60%甲醇重結(jié)晶，0～5 ℃析晶，過(guò)濾，濾餅于35～40 ℃下減壓干燥，得白色固體HN-33177 9.3 g，收率69.9%，HPLC純度99.13%。1HNMR(300 MHz,DMSO-d6),δ:1.72～2.17(m,2H,-CH2),2.41～3.03(s,m,5H,-CH2,-NCH3),3.34～3.61(m,2H,-CH2),3.96～4.10(m,1H,-CH),4.32～4.33(d,1H,-OH),5.07～5.08(d,1H,-CH),5.16～5.18(m,1H,-CH),5.33～5.35(d,1H,-OH),5.56～5.68(m,1H,-CH),5.77～5.78(d,1H,-OH),6.35～6.42(d,1H,-CH),6.45～6.51(d,1H,-CH),8.95(s,1H,-OH);13CNMR(75 MHz,DMSO-d6),δ:20.53,33.96,41.47,42.29,45.66,48.56,58.11,67.05,70.61,71.78,87.45,99.07,110.72,116.60,118.89,124.07,128.25,130.00,130.63,138.72,142.49,146.08,164.56;ESI-MS,m/z:462.2[M+H]+。

1.3 檢測(cè)條件

色譜條件：Agilent ZORBAXE clipse XDB-phenyl色譜柱，柱溫35 ℃，檢測(cè)波長(zhǎng)240 nm，進(jìn)樣量10 μL，流動(dòng)相為磷酸二氫鉀(磷酸調(diào)節(jié)pH值至3.0，A)-乙腈(B)，流速1 mL·min-1，梯度洗脫程序：0 min，90%A-10%B；25～40 min，15%A-85%B。

X-射線(xiàn)單晶衍射測(cè)試條件：X-射線(xiàn)管Mo靶，波長(zhǎng)0.710 73 ?，管電壓50 kV，管電流30 mA，掃描方式為連續(xù)，掃描速度0.5°/幀，掃描范圍1.39°～29.99°，溫度100 K。

2 結(jié)果與討論

2.1 X-射線(xiàn)單晶衍射分析

采用溶劑揮發(fā)法進(jìn)行單晶培養(yǎng)。取化合物Ⅴ乙醇濾液10 mL，置于冰箱中冷藏，控制溫度0～5 ℃析晶，自然揮發(fā)溶劑，靜置2周，析出無(wú)色針狀透明晶體，對(duì)其進(jìn)行X-射線(xiàn)單晶衍射分析，結(jié)果如下：

晶胞參數(shù)：a=11.148(3)?，α=90°；b=11.584(3)?，β=110.828(2)°；c=15.677(4)?，γ=90°。

晶體學(xué)數(shù)據(jù)：晶系為單斜晶系，空間群為P2(1)，晶胞體積為1 892.3(9)?3，晶胞內(nèi)分子數(shù)Z為2，晶體密度(計(jì)算值)為1.342 mg·m-3，吸收系數(shù)為0.102 mm-1，F(xiàn)(000)為810，晶體尺寸為0.20 mm×0.20 mm×0.10 mm，可觀察衍射點(diǎn)為R1=0.0441，wR2=0.1190；全部衍射點(diǎn)為R1=0.0524，wR2=0.1355。

2.2 HN-33177的HPLC分析(圖2)

圖2 HN-33177的HPLC圖譜

2.3 討論

本研究在現(xiàn)有的M6G脫水雜質(zhì)HN-33177合成路線(xiàn)[2]的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化：(1)制備中間體Ⅳ時(shí)，由于中間體Ⅱ?yàn)橛蜖钗铮瑹o(wú)法進(jìn)一步純化。研究發(fā)現(xiàn)，將嗎啡的3-羥基氨解后用苯甲酰基進(jìn)行保護(hù)，可得到乳白色的固體，使用無(wú)水乙醇重結(jié)晶可進(jìn)一步純化，HPLC純度可達(dá)到99%以上，收率也較高，有利于進(jìn)行下一步反應(yīng)，且后處理操作更加簡(jiǎn)便。(2)將中間體Ⅳ糖環(huán)上的羧基用特定吸電子基團(tuán)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)利用羧基α-位氫成弱酸性性質(zhì)，使用有機(jī)強(qiáng)堿進(jìn)一步活化α-位氫，使α-位氫和β-位羥基在堿性條件可發(fā)生消除反應(yīng)脫去一分子水，得到較高純度(HPLC純度99.13%)的M6G脫水雜質(zhì)HN-33177，完全滿(mǎn)足藥品雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的要求，且總收率達(dá)到41.9%。

3 結(jié)論

以嗎啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷為原料，經(jīng)乙酰基酯化保護(hù)、鹽酸羥胺氨解、苯甲酰氯酯化保護(hù)、三氟甲醇酯化保護(hù)、DBU活化、混合堿脫水等反應(yīng)合成嗎啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷脫水雜質(zhì)，總收率為41.9%，HPLC純度達(dá)99.13%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1HNMR、13CNMR、ESI-MS等確證。該工藝反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單、總收率高，為嗎啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷脫水雜質(zhì)的合成提供了一種有效途徑。