趙振鑫,龔婭瓊
(1.福建天泉藥業(yè)股份有限公司,福建龍巖 364000;2.云南沃森生物技術股份有限公司,云南昆明 650000)
作為臨床常用的降壓藥物,奧美沙坦酯片在降壓效果、安全性方面具有明顯優(yōu)勢[1]。隨著這種血管緊張素Ⅱ1型受體(AT1)拮抗劑效果的證實,奧美沙坦酯片的合成工藝逐漸引起了人們的廣泛關注[2]。因此,分析奧美沙坦酯片的合成工藝具有一定的必要性。
試劑:乙醇、鹽酸、無水乙醚、四氫呋喃,均為化學純;碘甲烷(濃度≥99%);原丁酸三甲酯(濃度≥99%);N,N-二甲基甲酰胺(DMF);2,3-二氨基順丁烯二腈等。
儀器:HHS2I-8型號恒溫水浴鍋、FA1204B型號電子分析天平、LC-10A型號液相色譜儀、BDW1-202-0ASB型號恒溫干燥箱等。
(1)制備格氏試劑。以乙醚無水處理碎片狀鎂條:于N2條件下,向反應瓶內加入鎂條及30 mL乙醚,充分混勻后,將混合溶液(無水乙醚120 mL、碘甲烷20 mL)加入反應瓶內,將反應過程溫度參數(shù)控制于60 ℃以下(控制方法采用滴加方法)。反應開始的標志為:加入溶液時可見反應瓶內變渾濁。格氏試劑制備完成標志:反應液轉為黑色。
(2)合成2-丙基咪唑-4,5-二腈。取48 g原丁酸三甲酯、32 g 2,3-二氨基順丁烯二腈,混于50 g DMF溶液中。充分混勻后,將混合溶液加熱至100 ℃,充分反應(反應時長為10 h)。反應結束時,以減壓濃縮法處理DMF,獲得黑色油狀產物。
(3)合成2-丙基咪唑-4,5-二羧酸。于320 mL HCl溶液(6N)混入上批全量。于低溫條件下靜置處理,直至溶液中析出結晶為止。經過濾、干燥處理后,獲得45.3 g產物。經液相色譜儀檢測產物含量為98.1%。熔點及兩步總回收率參數(shù)分別為263~264 ℃、76.2%。
(4)合成2-丙基咪唑4,5-二羧酸二乙酯。與100 g無水乙醇中混入10 g 2-丙基咪唑4,5-二羥酸。向混合溶液中加入10滴濃硫酸溶液。冷卻處理至10 ℃,向混合溶液中加入10 g二氯亞砜。于室溫條件下持續(xù)反應2 h。按照1∶2比例(甲醇∶氯仿)進行TLC檢測。反應后,將混合液pH值調至7(調節(jié)方法為碳酸氫鈉溶液),去除多余乙醇。提取乙酸乙酯,正己烷及硫酸鎂分別進行結晶、干燥處理。過濾結晶,獲得11.9 g產物,經檢測:含量為97.6%。熔點及回收率參數(shù)分別為82~84 ℃、92.3%。
(5)合成4-2-丙基咪唑-5-羧酸乙酯。于50 mL二氯甲烷中混入15 g 2-丙基咪唑-4,5-二羧酸二乙酯,于-10 ℃溫度條件下,混入適量格氏試劑,攪拌后,于2 ℃條件下充分反應(反應時間以1.5 h為宜)。按1∶6比例(甲醇:氯仿)進行TLC檢測。反應后,混入100 g氯化銨溶液及120 g乙酸乙酯,提取有機層后,經干燥、蒸發(fā)、結晶處理后,獲得12.8 g淡黃色晶體,檢測含量為96.0%,回收率為90.2%。
(6)合成4-2-丙基-1-甲基咪唑-5-羧酸乙酯。于500 mL三頸瓶內加入55.7 g 4-苯甲基溴、24.0 g 4-2-丙基咪唑-5-羧酸乙酯、41.1 g碳酸鉀等,攪拌均勻后,以恒溫水浴鍋加熱至60℃。持續(xù)反應5h后,按1∶1比例(正已烷∶乙酸乙酯)進行檢測。經兩次提取分液、洗滌、濃縮、析出、過濾、烘干處理后,獲得67.5 g產物,檢測含量為98.5%,回收率為94.3%。
(7)反應物合成。按照規(guī)范流程分別合成4-2-丙基-1-甲基咪唑-5-羧酸乙酯、4-2-丙基-1-甲基咪唑-5-羧酸甲基酯。二者含量檢測結果分別為98.2%、99.5%。合成流程化學式如圖1。
圖1 合成流程
(8)合成奧美沙坦酯。于1 000 mL三頸瓶中混入80 g最后一步驟中獲取化合物、448 g二氯甲烷,混勻后,緩慢加入243.2 g甲醇。于5 ℃條件下,向混合物中混入262.4 g 10%濃度鹽酸甲醇。持續(xù)反應1 h。按1∶3比例(正己烷∶乙酸乙酯)進行檢測。經過調pH、提取、干燥、脫色、濃縮、結晶、過濾、干燥處理后,獲得50.4 g粗品奧美沙坦酯,含量水平為99.1%。對粗品進行重結晶處理,獲得含量為99.7%的精品奧美沙坦酯。
產物各元素質量分數(shù)見表1。
表1 產物各元素質量分數(shù)(%)
質譜檢測結果見表2。
表2 質譜檢測
見表3。
表3 HNMR圖譜
奧美沙坦酯片治療高血壓的藥理機制為:經口服給藥后,由胃腸道進行吸收、水解,生成奧美沙坦產物,這一產物可對血管平滑肌AT1受體與血管緊張素Ⅱ之間的結合反應產生抑制作用,進而干擾血管緊張素Ⅱ經收縮血管這一機制造成患者血壓升高[3]。隨著奧美沙坦酯藥效的發(fā)揮,高血壓患者的降壓效果可逐漸呈現(xiàn)出來。
奧美沙坦酯作為一種化合物,其合成工藝直接決定這種化合物的生產成本及生產效率[4]。近年來,隨著高血壓發(fā)病率的不斷升高,生產企業(yè)對奧美沙坦酯片合成工藝的要求也隨之變化。在這一背景中,奧美沙坦酯合成工藝所暴露出的問題也變得越來越明顯。為了改善奧美沙坦酯的合成效果,需注重合成工藝的優(yōu)化與改進。
本研究在奧美沙坦酯合成工藝基礎上,針對各個工藝環(huán)節(jié)中所使用的溶劑、操作方法等進行優(yōu)化,其目的為:提高產物純度,縮短生產耗時,并改善產物質量。
相對于原有奧美沙坦酯合成工藝而言,本研究所選用合成工藝的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下3方面。(1)以二氯亞砜替代少量濃硫酸。2-丙基咪唑-4,5-二羧酸二乙酯合成工藝無疑是奧美沙坦酯合成中的關鍵環(huán)節(jié)。原有合成工藝中,原料中含較多濃硫酸,溶劑采用乙醇,原料溶解環(huán)節(jié)的耗時在20 h左右。為了實現(xiàn)便捷化合成奧美沙坦酯的目的,同時縮短工藝耗時,本研究將這一工藝改進為:引入二氯亞砜原料,并將濃硫酸用量控制為10滴水平。經改進處理后,在這一環(huán)節(jié)中,所有原料充分反應所需時間降至2 h左右,而該工藝成本也下降約31.0%。(2)以碳酸鉀干燥,并以乙醚進行結晶。干燥、結晶是合成4-2-丙基-1-甲基咪唑-5-羧酸乙酯工藝中的兩個關鍵步驟[5]。在化學合成過程中,原有工藝選用叔丁醇為干燥劑。而本研究工藝流程則采用碳酸鉀進行替代,這種工藝設計方法的優(yōu)勢為:這種干燥劑成本較低,且不易受環(huán)境因素(儲存環(huán)境溫度、濕度等)影響,將其用于奧美沙坦酯片合成,可在保障合成任務完成的基礎上,充分發(fā)揮良好的控制成本作用。此外,本研究還將這一工藝中的結晶物質替換為乙醚,從結晶效果來看,所得產物的純度較原有工藝上升3.9%左右,這一數(shù)據充分證實了乙醚在結晶環(huán)節(jié)中的應用價值。(3)以鹽酸甲醇替代乙醇水溶液。奧美沙坦酯合成過程中,酯鍵水解環(huán)節(jié)的重要性不言而喻。這一工藝流程的難度在于酯鍵水解反應具有可逆性特征,如原料及反應溫度控制不當,可能引發(fā)逆向反應,導致反應時間延長,甚至影響最終的奧美沙坦酯合成效果[6]。原工藝中選用乙酸水溶液為原料,而本研究工藝則以鹽酸甲醇進行替代。這種工藝改進方法的優(yōu)勢在于:鹽酸甲醇反應過程中無水的參與,避免了酯鍵水解反應的發(fā)生。此外,鹽酸甲醇這種原料的溶解效果良好,將其用于奧美沙坦酯合成,可節(jié)約該環(huán)節(jié)的溶劑成本,使該工藝更加符合在工業(yè)生產中推廣的要求。
采用本工藝合成奧美沙坦酯片,其優(yōu)勢較為明顯,這種合成工藝可提高奧美沙坦酯片的回收率,整個合成操作較為簡單,易于實施,且耗時較短,成本較少。上述優(yōu)勢充分滿足其在工業(yè)合成奧美沙坦酯片中推廣的要求。
綜上所述,采用脫醇、閉環(huán)、水解、酯化系列工藝合成奧美沙坦酯,效果良好,這種合成工藝適用于奧美沙坦酯片的工業(yè)化生產。