姚廣豐，張奇，張楠，隋玲玲，劉佳，李威，胡鐵軍

鹽酸小檗堿相關(guān)雜質(zhì)的合成

姚廣豐，張奇，張楠，隋玲玲，劉佳，李威，胡鐵軍

（東北制藥集團(tuán)股份有限公司，遼寧 沈陽 110027）

鹽酸小檗堿在臨床上主要用于治療胃腸炎、細(xì)菌性痢疾等腸道感染，副作用小。為了更好地控制鹽酸小檗堿原料藥的質(zhì)量，以胡椒乙胺為原料，經(jīng)Bischler-Napieralski反應(yīng)、脫氫芳構(gòu)化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、成肟反應(yīng)和關(guān)環(huán)反應(yīng)等共6步反應(yīng)，得到鹽酸小檗堿相關(guān)雜質(zhì)1，經(jīng)核磁和質(zhì)譜等確認(rèn)結(jié)構(gòu)，純度98%以上，可以作為自制對(duì)照品，用于雜質(zhì)分析和研究。同時(shí)，結(jié)合鹽酸小檗堿合成工藝，對(duì)該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析研究，對(duì)改進(jìn)鹽酸小檗堿合成工藝、提升原料藥質(zhì)量具有指導(dǎo)意義。

鹽酸小檗堿；相關(guān)雜質(zhì)；合成

小檗堿（Berberine）又稱黃連素，是從黃連、黃柏等藥用植物中提取的一種季胺鹽型異喹啉類生物堿[1]，其游離堿型（氫氧化小檗堿）不穩(wěn)定，在植物中以鹽的形式存在。它的抗菌譜較廣，對(duì)多種革蘭陽性和陰性細(xì)菌均具有抑制作用[2-3]，與青霉素、鏈霉素等并無交叉耐藥性。目前鹽酸小檗堿在臨床上主要用于治療胃腸炎、細(xì)菌性痢疾等腸道感染，副作用小。另外，鹽酸小檗堿還可以治療糖尿病、抗腫瘤和心血管疾病，具有確切的降血糖、降血脂、改善胰島素抵抗、抗過氧化、抗高血壓等 作用[4-8]。

雜質(zhì)作為藥品的關(guān)鍵質(zhì)量屬性，可能影響藥品的安全性和有效性。雜質(zhì)研究是體外藥學(xué)研究的主要內(nèi)容，貫穿于藥品的研發(fā)、生產(chǎn)及上市后變更等整個(gè)生命周期[9-10]。在鹽酸小檗堿的合成過程中，會(huì)有少量工藝雜質(zhì)1產(chǎn)生，如圖1所示。為了更好地控制鹽酸小檗堿原料藥的質(zhì)量，必須對(duì)此雜質(zhì)進(jìn)行研究，建立該雜質(zhì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此，制備該雜質(zhì)作為對(duì)照品，用于雜質(zhì)分析和研究顯得尤為重要。

圖1 鹽酸小檗堿和相關(guān)雜質(zhì)1的結(jié)構(gòu)

本研究針對(duì)雜質(zhì)1的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相關(guān)文獻(xiàn)[11]報(bào)道制定了合理的合成路線（見圖2），以易得的胡椒乙胺為原料，經(jīng)Bischler-Napieralski反應(yīng)、脫氫芳構(gòu)化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、成肟反應(yīng)和關(guān)環(huán)反應(yīng)等共6步反應(yīng)，得到鹽酸小檗堿相關(guān)雜質(zhì)1，純度98%以上，滿足用于鹽酸小檗堿的質(zhì)量研究。

圖2 鹽酸小檗堿相關(guān)雜質(zhì)1的合成路線

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

質(zhì)譜采用Agilent 1100 ESI-MS型質(zhì)譜儀；核磁共振譜采用Bruker AVANCE-600型核磁共振儀測(cè)定，TMS為內(nèi)標(biāo)；原料胡椒乙胺和2,3-二甲氧基苯甲醛由東北制藥集團(tuán)股份有限公司自制，其余試劑均為國藥集團(tuán)沈陽化學(xué)試劑公司產(chǎn)品，所用試劑均為分析純，使用前未經(jīng)純化處理。

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

1.2.1 化合物3的合成

向反應(yīng)瓶中加入16.5 g化合物2（0.1 mol）和100 mL甲苯，開啟攪拌，緩慢滴加10.2 g乙酸酐 （0.1 mol），滴加完畢攪拌反應(yīng)。向反應(yīng)瓶中滴加100 mL冰水淬滅反應(yīng)，攪拌析晶，過濾，水洗，干燥后得到19.2 g化合物3，收率92.7%。

1.2.2 化合物4的合成

向反應(yīng)瓶中加入10.4 g化合物3（0.05 mol）和100 mL乙腈，控制低溫滴加8.5 g三氯氧磷 （0.055 mol），緩慢升溫至回流反應(yīng)。反應(yīng)完畢減壓濃縮，加入100 mL純化水，滴加氫氧化鈉溶液析出固體，過濾，水洗，干燥得到8.1 g化合物4，收率85.3%。

1.2.3 化合物5的合成

稱量18.9 g化合物4（0.1 mol）和120 mL對(duì)甲基異丙苯加入反應(yīng)瓶中，再加入4 g鈀碳，升溫至回流反應(yīng)。反應(yīng)完畢降至室溫，過濾。濾液中加入150 mL鹽酸水溶液（2 mol·L-1），加入200 mL乙酸乙酯，用碳酸氫鈉調(diào)pH至堿性，分出有機(jī)層，濃縮即得到約16.2 g化合物5，收率86.6%。

1.2.4 化合物6的合成

向反應(yīng)瓶中加入10.5 g二氧化硒（0.095 mol）和100 mL二氧六環(huán)，同時(shí)將12 g化合物5 （0.064 mol）溶于100 mL二氧六環(huán)，滴加到反應(yīng)瓶中，升溫至回流反應(yīng)。降至室溫，過濾，濾液減壓濃干，用氫氧化鈉溶液調(diào)pH至堿性，乙酸乙酯萃取，減壓濃縮得到化合物6粗品，乙醇重結(jié)晶得到10.5 g化合物6，收率81.4%。

1.2.5 化合物7的合成

向反應(yīng)瓶中加入10 g化合物6（0.05 mol）和200 mL無水乙醇，再加入5.2 g鹽酸羥胺 （0.075 mol），回流反應(yīng)。反應(yīng)完畢降至室溫，過濾，干燥后得到10.2 g化合物7，收率94.9%。

1.2.6 化合物1的合成

向反應(yīng)瓶中加入5.4 g化合物7（0.025 mol）、6.9 g化合物8（2,3-二甲氧基溴芐，0.03 mol）和 150 mL N,N-二甲基甲酰胺，加熱至回流攪拌反應(yīng)。反應(yīng)完畢后加入100 mL甲基叔丁基醚，過濾。將固體溶于50 mL濃鹽酸，升溫至回流反應(yīng)。降溫加入50 mL純化水?dāng)嚢?，過濾，二氯甲烷/甲醇柱層析純化，得到5.7 g化合物1，收率61.7%。1H-NMR(DMSO-6, 600MHz,: ppm)：10.31(s, 1H)，9.91(s, 1H)，9.07(d, 1H,=7.2Hz)，8.57(s, 1H)，8.27(d, 1H,=9.0Hz)，8.16(d, 1H,=9.0Hz)，8.04(d, 1H,=7.2Hz)，7.65(s, 1H)，6.39(s, 1H) ，4.14(s, 3H) ，4.12(s, 3H)；13C-NMR(DMSO-6, 600MHz,: ppm)：151.7、151.1、150.1、141.7、137.3、134.7、132.0、129.5、127.2、126.3、124.0、122.3、122.3、122.0、120.7、106.2、103.7、103.1、62.1、57.6；MS (m/z): 333.9[M + H]+。

其中化合物8的制備方法：稱量2,3-二甲氧基苯甲醛8.3 g（0.05 mol）溶于100 mL無水甲醇，分批加入2.2 g硼氫化鈉，室溫還原反應(yīng)。用鹽酸淬滅反應(yīng)，再用碳酸氫鈉調(diào)至中性，減壓除去甲醇，加入二氯甲烷萃取，分出有機(jī)層。滴加5.4 g三溴化磷攪拌反應(yīng)，減壓濃縮得到9.2 g化合物8，不經(jīng)純化直接用于下一步反應(yīng)。

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)果

以胡椒乙胺為原料，經(jīng)Bischler-Napieralski反應(yīng)、脫氫芳構(gòu)化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、成肟反應(yīng)和關(guān)環(huán)反應(yīng)等共6步反應(yīng)，得到鹽酸小檗堿相關(guān)雜質(zhì)1，經(jīng)1H-NMR、13C-NMR和質(zhì)譜等確認(rèn)結(jié)構(gòu)，純度經(jīng) HPLC 測(cè)定達(dá)到了 98%以上，可以作為自制對(duì)照品，用于雜質(zhì)分析和研究。

2.2 來源分析

通過分析鹽酸小檗堿原料藥的合成路線[12]可知（見圖3）：相關(guān)雜質(zhì)1是在合成鹽酸小檗堿的關(guān)環(huán)反應(yīng)過程中發(fā)現(xiàn)的工藝雜質(zhì)，其產(chǎn)生過程與反應(yīng)溫度等有關(guān)；同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)在對(duì)鹽酸小檗堿進(jìn)行強(qiáng)堿破壞時(shí)也會(huì)有此雜質(zhì)產(chǎn)生，隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng)，此雜質(zhì)有明顯的增加趨勢(shì)。

圖3 鹽酸小檗堿的合成路線

3 結(jié) 論

本文以易得的胡椒乙胺為起始原料，經(jīng)Bischler-Napieralski反應(yīng)、脫氫芳構(gòu)化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、成肟反應(yīng)和關(guān)環(huán)反應(yīng)等共6步反應(yīng)，得到鹽酸小檗堿相關(guān)雜質(zhì)1，純度在98%以上，結(jié)構(gòu)經(jīng)核磁及質(zhì)譜確認(rèn)；同時(shí)，結(jié)合鹽酸小檗堿合成工藝，對(duì)該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析研究。該雜質(zhì)的合成，為鹽酸小檗堿原料藥質(zhì)量控制中的雜質(zhì)對(duì)照品提供了來源，極大地降低了購買對(duì)照品的成本，同時(shí)對(duì)改進(jìn)鹽酸小檗堿合成工藝、提升原料藥質(zhì)量具有指導(dǎo)意義。

［1］周瑞，項(xiàng)昌培. 黃連化學(xué)成分及小檗堿藥理作用研究進(jìn)展[J]. 中國中藥雜志，2020，45（19）：4561-4573.

［2］張秀娟，馬駿池. 小檗堿對(duì)腸道菌群作用的研究進(jìn)展[J]. 食品工業(yè)科技，2020，41（23）：359-363.

［3］林媛，司書毅，蔣建東. 小檗堿的抗菌作用[J]. 藥學(xué)學(xué)報(bào)，2018，53（2）：163-168.

［4］于浩，杜建玲. 小檗堿的藥理作用及機(jī)制的研究現(xiàn)狀[J]. 中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué)，2020，37（4）：501-507.

［5］操映倩，周立分. 基于轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)分析小檗堿抗糖尿病慢性炎癥機(jī)制[J]. 中國新藥雜志，2021，30（5）：424-433．

［6］秦紅，袁譽(yù)銘. 鹽酸小檗堿復(fù)合納米乳對(duì)高脂血癥大鼠的影響[J]. 中國臨床藥理學(xué)雜志，2021，37（15）：2019-2022．

［7］楊先浩，張麗瑾. 小檗堿抗腫瘤作用機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 中國中藥雜志，2021，46（10）：2449-2455．

［8］胡天惠，張延?xùn)|，占艷艷，等.一種新的黃連素衍生物XMU-Ber122： CN107501259[P].2017-09-08．

［9］趙娜，石靖. 仿制藥一致性評(píng)價(jià)中雜質(zhì)研究的常見問題探討[J]. 中國醫(yī)藥工業(yè)雜志，2021，52（5）：703-708．

［10］楊柳，趙鼎.吡拉西坦分散片處方的工藝研究[J]. 遼寧化工，2021，50（3）：326-327．

［11］AN R B, GU Z N, et al. Self-assembly of fluorescent dehydro- berberine enhances mitochondria-dependent antitumor efficacy[J]., 2018, 24(39): 9812-9819．

［12］嚴(yán)錫飛，鄭劍峰，李衛(wèi)東. 天然藥物小檗堿的化學(xué)合成研究進(jìn)展[J]. 有機(jī)化學(xué)，2021，41（6）：2217-2227．

Synthesis of Related Impurities of Berberine Hydrochloride

（Northeast Pharmaceutical Group Co., Ltd., Shenyang Liaoning 110027, China）

Berberine hydrochloride is mainly used in the treatment of gastroenteritis, Shigellosis and other intestinal infections, with minor side effects. In order to better control the quality of berberine hydrochloride, homopiperonylamine was used as the starting material to obtain the related impurity 1 of berberine hydrochloride via Bischler-Napieralski reaction, dehydroaromatization reaction, oxidation reaction, oximation reaction and ring-closing reaction, and its purity was over 98% and its structure was confirmed by NMR and MS. At the same time, the causes and mechanisms of the impurities production were analyzed to provide guidance for improving the quality of berberine hydrochloride．

Berberine hydrochloride; Related impurities; Synthesis

2021-11-04

姚廣豐（1985-），男，藥學(xué)類中級(jí)工程師，碩士，研究方向：藥物合成。

R914

A

1004-0935（2022）06-0763-03