王軍,邱榮英,郭玉,李鐵健,張貴蘭,張貴民*(1. 山東新時(shí)代藥業(yè)有限公司,山東 臨沂 27300;2. 國(guó)家手性制藥工程技術(shù)研究中心,山東 臨沂 27300;3. 魯南制藥集團(tuán)股份有限公司,山東 臨沂 276005;. 山東省臨沂市蘭山區(qū)柳青街道社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心,山東 臨沂 276005)
枸櫞酸莫沙必利,化學(xué)名為4-氨基-5-氯-2-乙氧基-N
-{[4-(4-氟苯基)-2-嗎啉基]甲基}苯甲酰胺枸櫞酸鹽二水合物,化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。該藥是大日本制藥有限公司開(kāi)發(fā)的消化道促動(dòng)力藥,于1998年6月首次在日本上市。該藥為第一個(gè)5-HT4受體激動(dòng)劑,通過(guò)興奮胃腸道膽堿能中間神經(jīng)元及肌間神經(jīng)叢的5-羥色胺受體,促進(jìn)乙酰膽堿的釋放,從而增強(qiáng)胃腸道運(yùn)動(dòng),改善功能性消化不良患者的胃腸道癥狀,且不影響胃酸的分泌。另外其還可與其他藥物聯(lián)用,治療反流性食管炎及由此引起的咳嗽。由于枸櫞酸莫沙必利良好的療效,其在臨床應(yīng)用越來(lái)越廣泛。圖1 枸櫞酸莫沙必利結(jié)構(gòu)式Fig 1 Structure of mosapride citrate
目前對(duì)枸櫞酸莫沙必利的研究主要集中在合成、臨床療效、制劑與代謝方面,對(duì)其手性分離也有報(bào)道。但關(guān)于其雜質(zhì)研究方面的報(bào)道較少。近幾年LC-MS聯(lián)用技術(shù)在雜質(zhì)譜分析中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,可對(duì)藥物中存在的未知雜質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)推導(dǎo)。本文采用超高效液相色譜-四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜法(UPLC-QTOF-MS)定性分析了枸櫞酸莫沙必利中的6個(gè)雜質(zhì),可為其工藝優(yōu)化與質(zhì)量研究提供參考。
1290 Infinity Ⅱ型超高效液相色譜儀、G6540B四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(美國(guó)Agilent公司),配有電噴霧離子源(ESI)以及MassHunter B.06.00數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
枸櫞酸莫沙必利(純度:99.0%,企業(yè)A);雜質(zhì)2對(duì)照品(2-乙氧基-4-氨基-5-氯苯甲酸,批號(hào):520190901F,純度:99.9%)、雜質(zhì)3對(duì)照品(4-氨基-5-氯-2-乙氧基-N
-{[(4-芐基)-2-嗎啉基]甲基}苯甲酰胺,批號(hào):MSBL-G-180301Z,純度:99.5%)、雜質(zhì)4對(duì)照品(4-氨基-5-溴-2-乙氧基-N
-{[4-(4-氟苯基)-2-嗎啉基]甲基}苯甲酰胺,批號(hào):MSBL-E-180201Z,純度:99.9%)、雜質(zhì)5對(duì)照品(4-氨基-5-氯-2-乙氧基-N
-{[4-(3-氟苯基)-2-嗎啉基]甲基}苯甲酰胺,批號(hào):MSBLF-180301Z,純度:99.2%)(山東新時(shí)代藥業(yè)有限公司);乙酸銨(色譜純,美國(guó)Sigma-Aldrich公司);乙腈(色譜純,美國(guó)Merck公司);水為自制超純水。色譜柱YMC-Triart C柱(2.1 mm×150 mm,1.9 μm);流動(dòng)相:A為10 mmol·L乙酸銨水溶液,B為乙腈;梯度洗脫程序(0~5 min,15%B;5~10 min,15%~30%B;10~20 min,30%~90%B;20~21 min,90%~15%B;21~25 min,15%B);柱溫40℃;波長(zhǎng)274 nm,流速0.3 mL·min;進(jìn)樣量5 μL。
m/z
50~800;毛細(xì)管電壓4 kV;裂解電壓55 V;錐孔電壓40 V;霧化氣溫度:350℃;干燥氣流速8 L·min。稱取枸櫞酸莫沙必利樣品適量,用流動(dòng)相定量稀釋至約1 mg·mL,取適量過(guò)0.2 μm濾膜,作為供試品溶液。
分別稱取雜質(zhì)2、3、4、5對(duì)照品適量,用流動(dòng)相稀釋至約10 μg·mL,作為雜質(zhì)對(duì)照品溶液。
日本藥典中檢測(cè)枸櫞酸莫沙必利原料藥的方法使用檸檬酸鹽水溶液與乙腈進(jìn)行梯度洗脫分析,由于檸檬酸鹽難以揮發(fā),故無(wú)法進(jìn)入質(zhì)譜分析,故需選擇揮發(fā)性流動(dòng)相。筆者分別比較0.1%甲酸水溶液、0.1%乙酸水溶液、10 mmol·L乙酸銨水溶液與乙腈進(jìn)行梯度洗脫,發(fā)現(xiàn)10 mol·L乙酸銨水溶液與乙腈梯度洗脫時(shí)各雜質(zhì)分離度較好;參考文獻(xiàn)報(bào)道,本研究最終采用了ESI源,在正離子模式下進(jìn)行樣品分析,且各雜質(zhì)具有較好的質(zhì)譜響應(yīng)值,有利于雜質(zhì)的定性分析。
供試品溶液進(jìn)入U(xiǎn)PLC-Q-TOF-MS后,總離子流圖見(jiàn)圖2,按照出峰時(shí)間依次對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行編號(hào)(1~6),主峰為莫沙必利。
圖2 枸櫞酸莫沙必利供試品溶液的總離子流圖Fig 2 Total ion chromatogram of mosapride citrate
m/z
422.1652為[M+H]峰,其二級(jí)質(zhì)譜碎片為m/z
198.0319,且m/z
198.0319與m/z
200.0291豐度比約為3∶1,表明其含一個(gè)Cl原子。結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道,其裂解途徑如圖3所示,莫沙必利中連接A、B兩部分的酰胺鍵斷裂后,A部分形成了m/z
198.0319碎片離子,該碎片可為雜質(zhì)結(jié)構(gòu)解析提供重要依據(jù)。圖3 莫沙必利的二級(jí)質(zhì)譜圖及裂解途徑Fig 3 MS2 spectra of mosapride and fragmentation pathway
3.4.1 雜質(zhì)質(zhì)譜信息 6個(gè)雜質(zhì)經(jīng)過(guò)UPLC-QTOF-MS分析后,獲得各雜質(zhì)的精確分子量與二級(jí)質(zhì)譜碎片,具體質(zhì)譜信息見(jiàn)表1。結(jié)合雜質(zhì)的精確分子量,利用MassHunter軟件計(jì)算獲得分子式,再結(jié)合二級(jí)質(zhì)譜碎片信息對(duì)雜質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析,化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。
表1 枸櫞酸莫沙必利中雜質(zhì)的質(zhì)譜信息
Tab 1 MS information of impurities in mosapride citrate
No. 保留時(shí)間/min 母離子/(m/z) 分子式 誤差/(×10-6) 碰撞能量/eV 碎片離子/(m/z)1 10.21 440.1752[M+H]+ C21H27ClFN3O4 1.14 15 198.0317;271.0844 2 12.02 216.0424[M+H]+ C9H10ClNO3 0.93 8 169.9999;198.0314 3 12.73 404.1746[M+H]+ C21H26ClN3O3 2.48 20 198.0316 4 14.17 466.1142[M+H]+ C21H25BrFN3O3 1.29 20 241.9813 5 14.66 422.1646[M+H]+ C21H25ClFN3O3 1.18 20 198.0316 6 15.25 367.1232[M+H]+ C18H20ClFN2O3 3.55 15 198.0321
圖4 枸櫞酸莫沙必利中雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)式Fig 4 Structure of impurities in mosapride citrate
3.4.2 雜質(zhì)結(jié)構(gòu)解析 結(jié)合莫沙必利的裂解規(guī)律與雜質(zhì)二級(jí)碎片離子對(duì)各雜質(zhì)結(jié)構(gòu)解析如下。
雜質(zhì)1:二級(jí)質(zhì)譜圖見(jiàn)圖5,母離子m/z
440.1752 [M+H],經(jīng)軟件計(jì)算分子式為CHClFNO,比莫沙必利分子式多一分子HO。由于m/z
198.0317碎片仍存在,參考莫沙必利裂解機(jī)制,該雜質(zhì)含有A部分結(jié)構(gòu),因此判斷B部分結(jié)構(gòu)多了一分子HO。經(jīng)軟件計(jì)算碎片m/z
271.0844離子組成為CHClNO,為母離子失去基團(tuán)CHFNO生成;而m/z
271.0844繼續(xù)失去基團(tuán)CHNO則生成碎片m/z
198.0317。由此推斷雜質(zhì)1的結(jié)構(gòu)與可能的二級(jí)斷裂機(jī)制如圖5所示。圖5 雜質(zhì)1的MS2質(zhì)譜圖及可能裂解途徑Fig 5 MS2 spectrum and fragmentation pathway of impurity 1
雜質(zhì)2:二級(jí)質(zhì)譜圖見(jiàn)圖6,母離子m/z
216.0424 [M+H],經(jīng)軟件計(jì)算分子式為CHClNO,其中二級(jí)碎片含有m/z
198.0314,說(shuō)明含有A部分結(jié)構(gòu)。由于母離子m/z
216.0424比m/z
198.0314多18 Da,可判斷雜質(zhì)2脫水生成碎片m/z
198.0314,由此判斷雜質(zhì)2含有OH基團(tuán);碎片離子m/z
169.9999為m/z
198.0314脫去乙基形成的。由此推斷雜質(zhì)2的結(jié)構(gòu)與可能的二級(jí)斷裂機(jī)制如圖6所示。通過(guò)與雜質(zhì)2對(duì)照品對(duì)比,保留時(shí)間、母離子與二級(jí)碎片離子均一致,鑒定該雜質(zhì)為2-乙氧基-4-氨基-5-氯苯甲酸。圖6 雜質(zhì)2的MS2質(zhì)譜圖及可能裂解途徑Fig 6 MS2 spectrum and fragmentation pathway of impurity 2
雜質(zhì)3:二級(jí)質(zhì)譜圖見(jiàn)圖7,母離子m/z
404.1746 [M+H],經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算分子式為CHClNO,比莫沙必利少一個(gè)F原子。其中碎片離子m/z
198.0316存在,說(shuō)明含有A部分結(jié)構(gòu),該部分為酰胺鍵斷裂生成,由此可推斷雜質(zhì)3的結(jié)構(gòu)與可能的二級(jí)斷裂機(jī)制如圖7所示。結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道,并通過(guò)與雜質(zhì)3對(duì)照品對(duì)比,保留時(shí)間、母離子與二級(jí)碎片離子均一致,鑒定該雜質(zhì)為4-氨基-5-氯-2-乙氧基-N
-{[(4-芐基)-2-嗎啉基]甲基}苯甲酰胺。圖7 雜質(zhì)3的MS2質(zhì)譜圖及可能裂解途徑Fig 7 MS2 spectrum and fragmentation pathway of impurity 3
雜質(zhì)4:二級(jí)質(zhì)譜圖見(jiàn)圖8,母離子m/z
466.1142 [M+H]與m/z
468.1111 [M+H]豐度比約為1∶1,初步判斷內(nèi)含一個(gè)Br原子,經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算分子式為CHBrFNO,與莫沙必利分子式相比,可判斷Br原子取代了Cl原子;碎片離子m/z
241.9813與m/z
243.9810豐度比約為1∶1,可判斷碎片內(nèi)含一個(gè)Br原子,參考莫沙必利斷裂機(jī)制,初步判斷雜質(zhì)4失去B部分基團(tuán)生成該碎片。由此推斷雜質(zhì)4的結(jié)構(gòu)與可能的斷裂機(jī)制如圖8所示。通過(guò)與雜質(zhì)4對(duì)照品對(duì)比,保留時(shí)間、母離子與二級(jí)碎片離子均一致,鑒定該雜質(zhì)為4-氨基-5-溴-2-乙氧基-N
-{[4-(4-氟苯基)-2-嗎啉基]甲基}苯甲酰胺。圖8 雜質(zhì)4的MS2質(zhì)譜圖及可能裂解途徑Fig 8 MS2 spectrum and fragmentation pathway of impurity 4
雜質(zhì)5:二級(jí)質(zhì)譜圖見(jiàn)圖9,母離子m/z
422.1646 [M+H],經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算分子式為CHClFNO,與莫沙必利互為同分異構(gòu)體。由于存在碎片離子m/z
198.0316,該基團(tuán)為酰胺鍵斷裂生成,說(shuō)明含有A部分結(jié)構(gòu)。結(jié)合合成工藝,初步判斷為F原子位置異構(gòu),通過(guò)與雜質(zhì)5對(duì)照品對(duì)比,保留時(shí)間、母離子與二級(jí)碎片離子均一致,鑒定該雜質(zhì)為4-氨基-5-氯-2-乙氧基-N
-{[4-(3-氟苯基)-2-嗎啉基]甲基}苯甲酰胺,判斷雜質(zhì)5的結(jié)構(gòu)與可能的二級(jí)斷裂機(jī)制如圖9所示。圖9 雜質(zhì)5的MS2質(zhì)譜圖及可能裂解途徑Fig 9 MS2 spectrum and fragmentation pathway of impurity 5
雜質(zhì)6:二級(jí)質(zhì)譜圖見(jiàn)圖10,母離子m/z
367.1232 [M+H],經(jīng)過(guò)軟件計(jì)算分子式為CHClFNO。由于存在碎片離子m/z
198.0321,說(shuō)明含有A部分結(jié)構(gòu)。碎片m/z
198.0321為母離子失去基團(tuán)CHFNO生成,參考“3.4.3”項(xiàng)下的合成路線,該基團(tuán)與化合物Ⅲ分子式一致,由此判斷雜質(zhì)6的結(jié)構(gòu)與可能的二級(jí)斷裂機(jī)制如圖10所示。3.4.3 雜質(zhì)來(lái)源推測(cè) 根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,枸櫞酸莫沙必利的合成路線如圖11所示。結(jié)合表1中的雜質(zhì)質(zhì)譜信息與圖11合成路線對(duì)各雜質(zhì)來(lái)源推導(dǎo)如下。圖10 雜質(zhì)6的MS2質(zhì)譜圖及可能裂解途徑Fig 10 MS2 spectrum and fragmentation pathway of impurity 6
圖11 枸櫞酸莫沙必利合成路線Fig 11 Synthetic route of mosapride citrate
雜質(zhì)1為化合物Ⅴ生成化合物Ⅵ過(guò)程中,兩個(gè)OH未發(fā)生脫水縮合形成嗎啉環(huán),繼續(xù)參與下一步反應(yīng),最終形成了該雜質(zhì);雜質(zhì)2為枸櫞酸莫沙必利酰胺鍵水解生成;雜質(zhì)3結(jié)構(gòu)上比莫沙必利少了一個(gè)F原子,初步判斷為化合物Ⅱ(對(duì)氟苯甲醛)中含有部分苯甲醛雜質(zhì),苯甲醛參與合成反應(yīng)最終生成了該雜質(zhì),該雜質(zhì)已見(jiàn)報(bào)道;雜質(zhì)4為化合物Ⅶ中含有部分溴代雜質(zhì)(2-乙氧基-4-氨基-5-溴苯甲酸),該溴代雜質(zhì)與化合物Ⅵ反應(yīng)生成;雜質(zhì)5為化合物Ⅱ中含有的間氟苯甲醛參與合成反應(yīng)生成;雜質(zhì)6為殘余的化合物Ⅲ與化合物Ⅶ發(fā)生副反應(yīng)生成。
由于美國(guó)、歐盟的藥品注冊(cè)管理部門對(duì)雜質(zhì)鑒定有嚴(yán)格要求,對(duì)藥物中含量≥0.1%的雜質(zhì)要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)確證,鑒定結(jié)構(gòu)后可為原料藥的質(zhì)量控制與合成工藝提供依據(jù)。由于TOF技術(shù)能準(zhǔn)確測(cè)定樣品的精確分子量,而且在全掃描和二級(jí)質(zhì)譜分析過(guò)程中具有非常高的靈敏度,本研究采用UPLC-Q-TOF-MS法對(duì)枸櫞酸莫沙必利中的6個(gè)雜質(zhì)進(jìn)行了定性研究,通過(guò)與雜質(zhì)對(duì)照品對(duì)比,鑒定了其中4個(gè)雜質(zhì)。需進(jìn)一步優(yōu)化工藝路線與存儲(chǔ)條件,避免雜質(zhì)的產(chǎn)生。本文可為枸櫞酸莫沙必利的工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制提供參考。