王 易,伏世建,劉文杰,張 偉(江蘇奧賽康藥業(yè)股份有限公司,南京 211112)
奧美拉唑(omeprazole,簡(jiǎn)稱OPZ,又名洛賽克),化 學(xué) 名 為 (R,S)-5-甲 氧 基-2-{[(4-甲 氧 基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基相對(duì)]亞磺?;? H-苯并咪唑,分子式為C17H19N3O3S,相對(duì)分子質(zhì)量為345.41[1-2]。它是瑞典 Astra Zeneca公司研發(fā)的第一代苯并咪唑類(lèi)胃酸質(zhì)子泵抑制劑,用于治療消化性胃潰瘍和反流性胃炎等疾?。?]。不過(guò)奧美拉唑在溶液中不是非常穩(wěn)定,長(zhǎng)時(shí)間放置容易變色,用高效液相色譜法對(duì)變色的溶液進(jìn)行有關(guān)物質(zhì)分析,發(fā)現(xiàn)其明顯降解產(chǎn)生一些雜質(zhì),其中包括2-[(5-甲氧基-1 H-苯并咪唑-2-亞磺酰基)甲基]-3,5-二甲基-4-羥基吡啶這個(gè)雜質(zhì)。為了得到這個(gè)奧美拉唑雜質(zhì),用于奧美拉唑產(chǎn)品的質(zhì)量研究,我們對(duì)它進(jìn)行了定向合成。
2-[(5-甲氧基-1 H-苯并咪唑-2-亞磺?;┘谆荩?,5-二甲基-4-羥基吡啶可選擇的合成路線不多,整條合成路線沒(méi)有文獻(xiàn)報(bào)道,我們通過(guò)其各步的反應(yīng)機(jī)理和相關(guān)文獻(xiàn)整合成了一條比較可行的合成路線(見(jiàn)圖1):①由起始原料2-氯甲基-4-甲氧基-3,5-二甲基吡啶鹽酸鹽(CMML)在甲苯回流反應(yīng)18h左右(一般回流過(guò)夜即可),反應(yīng)液冷卻至室溫,有大量固體析出。析出固體再通過(guò)甲醇-乙酸乙酯混合溶劑體系進(jìn)行重結(jié)晶得到質(zhì)量較純的中間體2-氯甲基-3,5-二甲基-4-羥基吡啶(4-OH CMML),該步精制完成后總收率為56%;②2-氯甲基-3,5-二甲基-4-羥基吡啶(4-CMML)與5-甲氧基-2-巰基苯并咪唑先溶解于甲醇中,室溫下加入氫氧化鈉水溶液,加完后回流反應(yīng),TLC監(jiān)測(cè)其反應(yīng)進(jìn)程,原料消失即反應(yīng)停止。將反應(yīng)液冷卻至室溫,過(guò)濾掉多余的固體,直接選擇柱層析對(duì)該中間體進(jìn)行純化,用DCM∶MeOH=15∶1體系進(jìn)行洗脫,得到很純的中間體5-甲氧基-2-(4-羥基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基硫代-1 H-苯并咪唑,該步柱層析結(jié)束后總收率為78%;③5-甲氧基-2-(4-羥基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基硫代-1 H-苯并咪唑先溶解于甲醇中,在低溫槽中攪拌反應(yīng),慢慢滴加入80%的間氯過(guò)氧苯甲酸-甲醇溶液,TLC監(jiān)測(cè)其反應(yīng)進(jìn)程,一旦原料基本消失就在低溫下慢慢加入三乙胺,調(diào)反應(yīng)液pH為8~9之間,直接選擇柱層析對(duì)其進(jìn)行純化,用DCM-MeOH=10∶1體系進(jìn)行洗脫,最終得到需要的奧美拉唑雜質(zhì)2-[(5-甲氧基-1 H-苯并咪唑-2-亞磺?;┘谆荩?,5-二甲基-4-羥基吡啶,該步柱層析完成后總收率為52%。綜合三步反應(yīng),第二步中間體和產(chǎn)品提純難度較大,個(gè)別反應(yīng)反應(yīng)條件比較苛刻,整條路線分為三步,總收率為23%。
圖1 羥基奧美拉唑雜質(zhì)合成路線Fig.1 Synthesis of the hydroxyl-omeprazole impurity route
1.1 儀器1H-NMR 譜以 DMSO-d6為溶劑和內(nèi)標(biāo),13C-NMR 以 DMSO-d6為 溶 劑 和 內(nèi) 標(biāo),Bruker DRX-500核磁共振譜儀;DLSB-20/30型低溫冷凍槽;JJ-1型電動(dòng)機(jī)械攪拌器。
1.2 試藥 2-氯甲基-4-甲氧基-3,5-二甲基吡啶鹽酸鹽(上海瀚鴻化工科技有限公司,質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%);5-甲氧基-2-巰基苯并咪唑(上海瀚鴻化工科技有限公司,質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%);間氯過(guò)氧苯甲酸(上海笛柏化學(xué)品技術(shù)有限公司,質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%);其他試劑均為分析純。
2.1 2-氯 甲 基-3,5-二 甲 基-4-羥 基 吡 啶 (4-OH CMML)的合成[4]將2-氯甲基-4-甲氧基-3,5-二甲基吡啶鹽酸鹽(100g,0.45mol)懸浮于甲苯(500mL)中,在油浴中回流反應(yīng)18h左右,溶液基本澄清,TLC(展開(kāi)劑為VDCM∶VMeOH=15∶1)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)原料點(diǎn)完全消失。則將反應(yīng)液冷卻至室溫,有大量類(lèi)白色固體析出,過(guò)濾,干燥得到粗品(57.2g),收率為74%。粗品HPLC檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有16%的雜質(zhì)。將粗品(57.2g)加至500mL反應(yīng)瓶中,量取工業(yè)甲醇(350mL)加入,升溫至40℃,使粗品固體基本溶解于工業(yè)甲醇中,呈淡黃色澄清液;加入少量活性炭和硅藻土,持續(xù)攪拌約1h左右,過(guò)濾;濾液再慢慢滴加入乙酸乙酯(約1.6L),在冰水浴中析晶,可以看到瓶壁上有不少油狀物析出,待攪拌3~4h后,油狀物不再增加;倒出上清液,減壓蒸餾,有大量白色固體析出;過(guò)濾,干燥得到較純的2-氯甲基-3,5-二甲基-4-羥基吡啶中間體(43.3g),收率為56%。ESI-MS(m/z)∶172.0[M+H]+。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ2.269(s,3H),2.286(s,3H),5.079(d,J=16.5Hz,2H),8.414(s,1H)。
2.2 5-甲氧基-2-(4-羥基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基硫代-1 H-苯并咪唑的合成[5]將2-氯甲基-3,5-二甲基-4-羥基吡啶(42g,0.24mol)和5-甲氧基-2-巰基苯并咪唑(46.3g,0.26mol)溶解于甲醇(500mL)中,于室溫下慢慢加入氫氧化鈉(24g,0.60mol)與水(120mL)配成的堿溶液。加完后,升溫至75℃左右回流反應(yīng)。反應(yīng)5h后,TLC(展開(kāi)劑為VDCM∶VMeOH=15∶1)監(jiān)控主原料消失,則將反應(yīng)混合物冷卻至室溫,過(guò)濾,濾去少量不溶物。將濾液減壓蒸餾除去大部分甲醇,加入水(400mL),用4mol鹽酸溶液調(diào)溶液pH=6.5~7。調(diào)好后,有大量黃色黏稠物出現(xiàn),加入乙酸乙酯(500mL),充分?jǐn)嚢?h,可以看到很多白色固體析出。過(guò)濾,得濕品,TLC(展開(kāi)劑為VDCM∶VMeOH=15∶1)檢測(cè)固體中仍有較多雜質(zhì),則采用柱層析方法進(jìn)行分離純化,用VDCM∶VMeOH=15∶1混合溶劑體系對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行洗脫,洗脫液進(jìn)行減壓蒸餾至干,干燥后得到較純的中間體5-甲氧基-2-(4-羥基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基硫代-1 H-苯并咪唑(60.2g),收率為78%。ESI-MS(m/z):316.1[M+H]+。1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ1.841(s,3H),1.943(s,3H),3.747(s,3H),4.324(s,2H),6.620(d,J=8.5Hz,1H),6.940(d,J=1.5Hz,1H),7.268(d,J=8.5Hz,1H),7.564(s,1H)。
2.3 奧美拉唑雜質(zhì)2-[(5-甲氧基-1 H-苯并咪唑-2-亞磺?;┘谆荩?,5-二甲基-4-羥基吡啶的合成[6]將5-甲氧基-2-(4-羥基-3,5-二甲基-2-吡啶基)甲基硫代-1 H-苯并咪唑(31.5g,0.10mol)溶解于甲醇(200mL)中,投入500mL反應(yīng)瓶?jī)?nèi),置于低溫槽內(nèi)充分?jǐn)嚢?,低溫槽的工作溫度調(diào)至-30℃,混合溶液溫度降至-25℃左右,慢慢滴加入80%的間氯過(guò)氧化苯甲酸(22.6g,0.11mol)和甲醇混合液(150mL)。滴加完畢后,于-25℃攪拌反應(yīng)3h。反應(yīng)3h后,此時(shí)TLC(展開(kāi)劑為VDCM∶VMeOH=10∶1)表明原料已經(jīng)消失,結(jié)束反應(yīng),于-25℃下滴加三乙胺(25mL),將反應(yīng)混合液中和至pH=8左右,混合液顏色有少許變深,減壓蒸餾除去大部分甲醇,采用柱層析方法進(jìn)行分離純化,用DCM∶MeOH=10∶1混合溶劑體系對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行洗脫,將洗脫液減壓蒸餾至干,得到白色粉末2-[(5-甲氧基-1 H-苯并咪唑-2-亞磺?;┘谆荩?,5-二甲基-4-羥基吡啶(17.2g),收率為52%。ESI-MS(m/z):332.2[M+H]+。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ2.204(s,3H),2.271(s,3H),3.704(s,3H),5.250(s,2H),7.198(dd,J1=8.6Hz,J2=1.9Hz,1H),7.368(dd,J1=2.4Hz,J2=0.5Hz,1H),7.703(dd,J1=8.8Hz,J2=0.5Hz,1H),7.848(s,1H);13C NMR(400MHz,DMSO-d6)δ5.8,13.4,53.4,56.8,101.2,110.4,116.8,115.7,118.4,130.2,139.5,142.4,149.8,156.6,159.2,166.3。
奧美拉唑雜質(zhì)2-[(5-甲氧基-1 H-苯并咪唑-2-亞磺?;┘谆荩?,5-二甲基-4-羥基吡啶的合成,經(jīng)過(guò)脫甲基、縮合、氧化三步反應(yīng),合成總收率為23%。在該雜質(zhì)合成過(guò)程中,中間體和產(chǎn)品的純化為最關(guān)鍵點(diǎn),每一步的純化都相對(duì)麻煩,特別是縮合、氧化這兩步用到柱層析進(jìn)行提純,不過(guò)分離效果較好,最終順利得到目標(biāo)化合物。
目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)經(jīng) MS、1H-NMR和13C-NMR進(jìn)行鑒定。
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