樊印波，王忠美，李 翔，王世輝*

（1.寧波諾柏醫(yī)藥有限公司，浙江 寧波 315000；2.浙江朗華制藥有限公司，浙江 臺州 318000）

HIV-1 整合酶抑制劑是治療HIV/AIDS 的一項重要手段。其中，多替拉韋鈉（1，圖1）具有高效的抗病毒活性以及抗耐藥性[1-2]，自2013 年被美國FDA 批準上市以來，多替拉韋鈉以其顯著的治療效果得到廣泛的應用。多替拉韋鈉具有多官能團的三環(huán)母核結構，因此在其制備過程中需要較長的合成路線及純化策略。本研究重點介紹了多替拉韋鈉制備過程中一系列關鍵雜質的合成及表征，并對雜質的傳遞情況進行了分析。

圖1 多替拉韋鈉的化學結構式Fig.1 Chemical structure of dolutegravir sodium

1 多替拉韋鈉合成路線

采用多替拉韋鈉原研公司的專利工藝路線[3-4]，如圖2 所示。起始物料2 在甲磺酸催化下縮醛水解得到中間體3，加入過量的氨基丁醇中和催化量的甲磺酸，同時進行環(huán)合反應，立體選擇性地生成三環(huán)結構骨架化合物4。4 與CDI 活化經活性中間體5，再與2,4-二氟芐胺縮合反應生成中間體6，經溴化鋰脫去甲基生成多替拉韋游離態(tài)化合物7，最后7 與氫氧化鈉成鹽得到原料藥多替拉韋鈉(1)。

2 多替拉韋鈉開環(huán)雜質的制備

采用原研專利路線得到的多替拉韋鈉多批次產品中，HPLC 圖譜均顯示存在一個雜質超過鑒定限（0.15%）。通過LC-MS 檢測分析，該雜質具有和產品一樣的分子量。同時，產品的穩(wěn)定性實驗表明，該雜質在酸性條件下產生，在堿性條件下可以穩(wěn)定存在，推測雜質的結構可能為母核結構中類似的縮醛結構發(fā)生氫質子轉移，從而生成共軛體系更強的烯烴開環(huán)雜質，最后經核磁確證結構為1’（圖3）。同時查詢相關文獻發(fā)現該雜質已有報道[5]，但文獻并未提及該雜質的詳細制備方法，或者制備方法過于繁瑣。因此有必要尋求一種更為簡便的制備方法。

圖2 多替拉韋鈉的原研專利工藝路線Fig.2 ROS in original patent of dolutegravir sodium

圖3 多替拉韋鈉的開環(huán)雜質1’生成機理Fig.3 Mechanism of open-cycle impurity 1’ of dolutegravir sodium

基于開環(huán)雜質在酸性條件下產生，嘗試以中間體7 為原料，篩選了多種酸性條件（表1）。結果發(fā)現：將工藝產品或者相應的中間體在甲磺酸催化下，反應溫度為80 ℃，反應2 h，即可達到80%以上的轉化率，反應液經簡單柱層析分離，所得到的開環(huán)雜質7’收率和純度較好；再與氫氧化鈉成鹽，即可快速分離得到大量的雜質對照品1’，以供后續(xù)多替拉韋鈉產品的分析方法開發(fā)和驗證。

表1 開環(huán)雜質7’的制備條件篩選Tab.1 Condition screening for the preparation of open-cycle impurity 7’

同時，對該雜質在各反應步驟間的傳遞和去除效果進行了系統研究，發(fā)現在合成化合物4 的步驟中已經出現了開環(huán)雜質4’，通過反應傳遞和后續(xù)中間體降解最終一步步傳遞到原料藥中。采用類似的方法，分別成功制備了中間體4，6 對應的開環(huán)雜質4’，6’（圖4），為后續(xù)制定中間體及成品質量標準提供了雜質標準品。

圖4 開環(huán)雜質傳遞路線Fig.4 Scheme of open-cycle impurities carryover

2.1 開環(huán)雜質7’的合成

向反應瓶中加入化合物7（42 g,100 mmol）、乙腈（200 mL）、自來水（200 mL）,室溫下攪拌溶解，滴加甲磺酸（10 g,100 mmol），升溫至80 ℃，攪拌約2 h，HPLC 檢測化合物7 殘留小于5%。旋蒸蒸除溶劑，殘余物通過biotage 梯度洗脫，分批分離得到高純雜質7’30 g，外觀為淡黃色固體，收率為71%，純度為99.5%。1H NMR(500 MHz,DMSO-d6),δ：12.29（br,1H），10.61（t,1H），8.80（s,1H），7.55（d,1H），7.42（q,1H），7.25（dt,1H），7.07（dt,1H），7.02（d,1H），4.86～4.93（m,1H），4.54～4.57（m,3H），3.37～3.40（m,2H），1.74～1.90（m,2H），1.29（d,3H）；13C NMR（400 MHz,DMSO-d6）,δ：168.2,163.5,161.8,160.5,159.8,153.1,134.9,130.9,122.2,117.7,117.3,114.8,113.6,111.4,103.9,57.5,47.4,36.6,35.9,18.4；ESI-MS:m/z,420.2 [M+H],839.4[2M+H]。

2.2 開環(huán)雜質1’的合成

將純化后的雜質7’（10 g，23.8 mmol）加入反應瓶中，隨后加入甲醇（100 mL），升溫到65 ℃，滴加預先配置的20%氫氧化鈉水溶液（1.4 g NaOH，5.6 g 水），反應瓶中逐漸析出固體，滴加完畢后，繼續(xù)保溫2 h，降至室溫，過濾得到淡黃色雜質1’約9.5 g，收率為90%，純度為99.8%。1H NMR(500 MHz,DMSO-d6),δ：10.92～10.94（t,1H），8.13（s,1H）,7.36～7.41（q,1H）,7.19～7.24（td,1H），7.14（d,1H），7.01～7.05（td,1H），6.66～6.65（d,1H），4.84～4.91（m,1H），4.53～4.54（d,2H），4.49（brs,1H），3.35（s,2H），1.68～1.80（m,2H），1.19（d,3H）；13C NMR (125 MHz,DMSO-d6),δ：175.4,167.1,165.9,160.5,159.8,159.1,130.7,127.4,122.8,115.5,115.4,112.2,111.2,109.9,103.7,57.7,44.8,37.1,35.4,18.8；ESI-MS:m/z,420.0[M+H]。

2.3 開環(huán)雜質4’的合成

以中間體4 為原料，制備方法同開環(huán)雜質7’，得到(R)-2-(4-羥基丁-2 基)-9-甲氧基-1,8-二氧代-1,8-二氫-2H-吡啶[1,2-a]并吡嗪-7-羧酸（開環(huán)雜質4’），外觀為黃色粉末，收率為70%，純度為99.5%。1H NMR（500 MHz,DMSO-d6）,δ：9.06（s,1H）,7.53（d,1H）,7.19（d,1H），4.88～4.95（m,1H），4.53（t,1H），3.87（s,3H），3.35～3.93（m,2H），1.74～1.88（m,2H），1.28（d,3H）；13C NMR（400 MHz,DMSO -d6）,δ：173.3,165.3,153.3,151.0,138.6,131.5,117.3,117.0,111.5,60.5,57.6,47.5,36.9,18.7；ESI-MS:m/z,309.2 [M+H]639.3[2M+Na]。

2.4 開環(huán)雜質6’的合成

以中間體6 為原料，制備方法同開環(huán)雜質7’，得到開環(huán)雜質6’，外觀呈淡黃色粉末，收率為75%，純度為99.3%。1H NMR（500 MHz,DMSOd6）,δ：10.60（t,1H），8.88（s,1H）,7.41～7.47（m,2H）,7.23～7.28（m,1H），7.05～7.10（m,1H），7.00（d,1H），4.86～4.95（m,1H），4.56（d,2H），4.51～4.53（m,1H），3.81（s,3H），3.38～3.39（m,2H）,1.71～1.88（m,2H），1.25（d,3H）；13C NMR（400 MHz,DMSO-d6）,δ：171.8,163.2,161.6,159.6,153.5,152.1,138.1,131.0,129.5,122.1,119.7,115.4,111.6,111.3,103.9,60.1,57.6,47.1,36.9,35.9,18.6；ESI-MS:m/z,434.2 [M+H]。

3 小結

本文論述了一種簡便高效地定向雜質合成方法，合成出多替拉韋鈉原料藥關鍵工藝雜質1’及相應的中間體開環(huán)雜質4’，6’，7’，并對其進行了全面的結構鑒定。隨后進行了該系列雜質的傳遞研究，為后續(xù)的工藝研究及雜質控制策略研究提供有力支持。