奧美沙坦酯關鍵中間體中的雜質結構分析

李 紅

(遼寧省分析科學研究院 遼寧省標準化體系建設工程技術研究中心，沈陽 110015)

奧美沙坦酯關鍵中間體中的雜質結構分析

李 紅

(遼寧省分析科學研究院 遼寧省標準化體系建設工程技術研究中心，沈陽 110015)

研究了奧美沙坦酯關鍵中間體8中的主要雜質結構，先通過液質聯用分析初步推測其可能結構，然后以二氨基馬來腈和原丁酸三甲酯為原料，經5步反應合成了其可能雜質7a和7b，采用核磁共振氫譜和NOE確定了7a和7b這一對同分異構體各自的分子結構，并通過HPLC保留時間比對確認了奧美沙坦酯關鍵中間體中的主要雜質為7a，該研究結果為奧美沙坦酯質量控制提供了很好的借鑒。

奧美沙坦酯關鍵中間體 雜質 結構分析

奧美沙坦酯是由日本三公株式會社開發成功的新的AngⅡ受體拮抗劑。奧美沙坦酯是前藥，其代謝產物奧美沙坦才是生理活性的藥物。奧美沙坦酯與其他沙坦類藥物相比，具有對AT1受體的選擇性作用高，能使舒張壓和收縮壓在24h內持續平穩降低，故顯示出強效和長效的作用，且副作用少，是目前上市的沙坦類藥物中總體療效較好的品種[1-5]。在奧美沙坦酯原料藥中，現有研究已發現其中有15種雜質，這些雜質的結構均經過全合成或譜學等手段確認。然而，這些雜質來源于何種中間體以及引入方式尚未有細致的研究，因此，研究其關鍵中間體中的雜質結構和含量對最終藥物的質量控制具有重要的意義。

化合物8(結構如圖1所示)是制備奧美沙坦酯的關鍵中間體，目前市場上該工業品的含量在96%左右，尚含有4%的雜質。而關于這4%雜質的類型以及是否會引入最終產物中尚未有細致的研究。本實驗在對市場上銷售的化合物8的含量分析過程中，發現其中有一個雜質的含量約為2%，其它雜質的含量都在0.5%以下，而該雜質的結構尚未有文獻報道。實驗在參考化合物8的合成工藝的基礎上并結合超高液相色譜和質譜聯用分析，推測該雜質可能為7a或7b(如圖2所示)。

圖1 奧美沙坦酯關鍵中間體8

因此，實驗在參考文獻方法的基礎上以二氨基馬來腈和原丁酸三甲酯為原料，經過縮合環化得化合物2、化合物2與格式試劑反應得化合物3、化合物3的氰基經水解后酯化得到化合物6，化合物6與聯苯溴芐衍生物反應得化合物7a和7b, 并采用譜學手段確定了其各自的結構，并與化合物8中的雜質進行液相色譜分析比對，發現其中的雜質為化合物7a。7a在后續的反應中生成了原料藥中的雜質C。因此，控制中間體8中雜質7a的含量將對控制奧美沙坦酯產品質量具有重要價值[6-10]。具體合成路線如圖2所示。

圖2 目標產物化合物7a的合成

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

Bruker NMR 500MHz(CDCl3或DMSO為溶劑，TMS為內標，德國布魯克公司)；Ultima Global Spectrometer型質譜儀(ESI源，美國Waters公司)；RY-1顯微熔點儀。

薄層層析用硅膠板、柱層析用硅膠(200～300目，青島海洋化工廠)；如果未經注明，使用的試劑均為分析純，未做進一步純化。

1.2 合成方法

1.2.1 化合物3的合成

將二氨基馬來腈(24.1 g, 0.162 mol)溶于乙腈(300 mL)中，加入原丁酸三甲酯(26.4 g, 0.178 mol)。所得反應混合物在回流溫度下攪拌5小時， TLC檢測原料反應完全后減壓濃縮回收乙腈。將殘余物用二甲苯(87 mL)稀釋，所得溶液在回流溫度下攪拌7小時。冰浴中冷卻后，析出大量棕色固體、過濾、濾餅經少量二甲苯洗滌后干燥得25.4 g化合物3的純品，產率為98.0%。熔點:141～144℃。熔點數據與文獻[4]報道一致。

1.2.2 化合物4的合成

在氮氣氛圍下，將化合物3 (20 g, 0.13 mol)溶于干的THF (200 mL)中，冰浴冷卻下滴加1M MeMgCl (160 mL, 0.16 mol)的四氫呋喃溶液，控制滴加速度使反應液溫度不超過20℃。滴加完畢后，所得反應混合物在室溫下繼續攪拌反應0.5小時，TLC檢測原料反應完全后，加入飽和氯化銨溶液(200 mL)繼續攪拌2小時以終止反應，然后加入乙酸乙酯(200 mL)，攪拌均勻后加入硫酸氫鉀，分出有機相，水相用100 mL乙酸乙酯萃取一次。合并有機相，有機相經飽和食鹽水洗滌后無水硫酸鈉干燥，過濾，濾液減壓濃縮至干，得固體化合物4粗品，所得粗品在石油醚/乙酸乙酯中重結晶得19.5 g化合物4的純品。產率為88.0%。熔點:93～94℃。熔點與文獻[4]報道一致。1H-NMR(CDCl3, 500 MHz),δ: 1.00 (t,J=7.5 Hz, 3H); 1.81 (m,J= 7.5 Hz, 2H); 2.72 (s, 3H); 2.79 (t,J=7.5 Hz, 2H); 10.70 (brs, 1H)。MS(ESI+),m/z:178.2[M+H]+。所得譜學數據與文獻[4]報道一致。

1.2.3 化合物6的合成

將化合物4(4.00 g，23.2mmol)溶于6N HCl(60mL)溶液中。所得反應混合物在回流溫度下攪拌反應8小時， TLC檢測原料反應完全后減壓濃縮至干，加入100 mL乙醇后濃縮至干，重復3次得化合物5的粗品。所得化合物5粗品無需純化，直接用于下一步的酯化。

將化合物5溶于EtOH(100mL)中。在室溫下向該乙醇溶液中通入HCl氣體20分鐘。所得反應液在室溫攪拌反應16小時后，將溶液真空濃縮。所得殘余物溶于乙酸乙酯和碳酸氫鈉的混合溶液中。分出有機相，水相用100 mL乙酸乙酯萃取1次。合并有機相，有機相經飽和食鹽水洗滌后無水硫酸鈉干燥，過濾，濾液減壓濃縮至干，得固體化合物6粗品，所得粗品在石油醚/乙酸乙酯中重結晶得3.5 g化合物6的純品。產率為70.0%。熔點:80.5-82℃。1H-NMR(CDCl3, 500 MHz),δ: 0.98 (t,J=7.5 Hz, 3H); 1.43 (t,J=7 Hz, 3H); 1.79 (m,J=7.5 Hz, 2H); 2.76 (s, 3H); 2.77 (t,J=7.5 Hz, 2H); 4.45 (q,J=7 Hz, 2H); 10.44 (brs, 1H)。MS(ESI+),m/z:225.2[M+H]+。

1.2.4 化合物7a和7b的合成

將化合物6(2.24g，10mmol)，無水碳酸鉀(1.52g，11 mmol)和50毫升乙腈置于圓底燒瓶中，室溫攪拌均勻后，加入聯苯溴芐衍生物(6.1g，11mmol)，所得混合物加熱至回流并在該溫度下反應10小時，薄層色譜檢測原料完全反應，將反應液冷卻至室溫，過濾，濾餅用二氯甲烷洗滌數次，合并濾液，濾液濃縮至干后經柱層析分離得到化合物5.5克7a和1.04克7b。化合物7a,熔點：180～181℃，1H-NMR(CDCl3, 500 MHz)δ:7.89 (d, 1H), 7.49 (m, 2H), 7.35～7.24 (m, 10H), 7.10 (d, 2H), 6.94 (d, 6H), 6.80 (d, 2H)；化合物7b, 熔點：150～152℃，1H-NMR(CDCl3, 500 MHz)δ: 7.89 (d，1H), 7.46 (m，2H), 7.35～7.25 (m, 10H), 7.09 (d, 2H), 6.94 (d, 6H), 6.73 (d, 2H), 5.23 (s, 2H), 4.43 (q, 2H), 2.60 (m, 2H), 2.38 (s, 3H), 1.70 (m, 2H), 1.41 (t, 3H), 0.91 (t, 3H)。

2 結果與討論

目標產物的合成需要5步反應，在整個反應路線中，影響收率的關鍵步驟是由化合物1制備化合物3的分子間的縮合成環反應，本實驗對改步反應的條件進行了優化。另外，實驗重點還就如何確定化合物7a和7b的結構進行了研究。

2.1 化合物3制備過程反應條件的確定

化合物1制備化合物3的過程涉及分子間反應和分子內反應，首先，原丁酸三甲酯與二氨基馬來腈中的一個氨基發生分子間反應形成中間體，所得中間體與分子結構中另外一個氨基發生分子內環合反應形成咪唑環。一般來說，為了獲得滿意的反應速率，分子間反應可采用高一點的底物濃度；而對于分子內的環合反應，為了避免副反應的發生，一般采用較低的底物濃度。對于化合物3的制備過程是包含分子間和分子內反應的復雜過程，因此，反應的條件對產品的收率影響較大。為討論方便，將該反應過程分為縮合和環化兩個過程，并主要考察了兩個過程中溶劑對產品收率的影響，反應溫度均為溶劑的沸點，以原料反應完全為反應終點。具體結果如表1所示。

表1 不同反應條件對化合物3收率的影響

由于環合過程都采用了相同的溶劑二甲苯，因此，影響產品收率的關鍵在于縮合過程中的溶劑。由表1中反應結果看出采用乙腈作為縮合反應溶劑時收率最高，達到了98%。如果縮合反應過程和環合反應過程采用相同的溶劑二甲苯，產品收率只有84%，與兩個過程采用不同溶劑的產率差別較大。采用甲苯與二氧六環為溶劑時產品收率均大于80%，但也遠遠低于采用乙腈為溶劑時的收率。采用其它極性的溶劑如四氫呋喃、乙醇、甲醇時，收率均較低。因此，實驗最終選擇乙腈/二甲苯分別作為化合物3制備過程中的溶劑。

2.2 化合物6的結構分析

化合物6的結構中含有一個咪唑環，咪唑環本身存在共振異構，所以化合物6也存在著如圖3所示的共振異構。

圖3 咪唑環的共振異構

從化合物6的核磁圖(如圖4所示)可以看出，譜圖中確實存在著一對異構體，通過分子結構中乙酯基團中亞甲基的峰面積比較可以得出其異構體比例為5.3∶1，但不能確認其中主要以哪種異構體存在。

圖4 化合物6的核磁氫譜

2.3 化合物7a和7b的結構確定

化合物7a和7b是一對同分異構體，由于其原料化合物6中主要異構體的構型不能確定，所以7a和7b的結構很難確定，從化合物7a和7b的核磁氫譜(如圖5所示)上可以看出，芳環區氫的化學位移差別不大，乙酯基和乙酰基的化學位移差別較大，因此，可以斷定聯苯環與這兩個基團之間在空間上有明顯的效應。

圖5 化合物7a和7b的核磁共振氫譜

實驗將這兩個化合物分別進行了NOE研究，具體的NOE譜圖如圖6所示。通過照射空間位置上鄰近的氫，從而確定了化合物7a和7b的結構從化合物7a的NOE圖上可是看出，當照射芐位上亞甲基氫的時候，乙酯基中的亞甲基有增益，說明聯苯芐基基團與酯基在空間上是鄰近的，同樣，當照射化合物7b上芐位上亞甲基氫的時候，乙酰基中的甲基信號有增益，說明說明聯苯芐基基團與乙酰基在空間上是鄰近的。由此，確認了化合物7a和7b的結構。同時也可以確定化合物6中異構體的主要構型。

圖6 化合物7a和7b的NOE譜圖

3 結論

以二氨基馬來腈和原丁酸三甲酯為原料，經過5步反應，合成了奧美沙坦酯中的關鍵中間體中的主要雜質7a，并采用核磁共振氫譜和NOE譜圖確定了7a的結構，并通過HPLC分析比對，確認了奧美沙坦酯關鍵中間體中的主要雜質為7a，該研究結果為奧美沙坦酯質量控制提供了很好的借鑒。

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信息簡訊

“醫用制氧機質量分析儀的研制”通過驗收

由甘肅省計量研究院承擔的國家質檢總局科研計劃項目“醫用制氧機質量分析儀的研制”，日前通過國家質檢總局驗收。該項目于2015年10月立項，歷經一年多完成。醫用制氧機質量分析儀可實現實時、在線、關鍵指標的檢測，具有攜帶方便、易于操作的特點，可以現場實時對醫療機構和家用的醫用制氧機進行關鍵參數的檢測，具有很好的推廣應用價值，可廣泛應用于各級檢驗檢測機構。驗收委員會聽取和審議了項目組的工作匯報和相關技術文件，現場審查了相關證明材料，認為該項目較好的完成了計劃任務書的任務目標，各項技術指標和功能均達到項目任務書要求，部分指標優于項目任務書要求，項目成果具有良好的科學性和實用性，填補了國內空白，一致同意通過驗收。

(中新網武振寧)

Study on main impurity structure of key intermediate of olmesartan.

Li Hong

( Liaoning Province Academy of Analytic Sciences，Standard System Engineering Research Center of Liaoning Province，Shenyang 110015,China)

The main impurity structure of key intermediate 8 of olmesartan was studied，and the possible structure was speculated by LC-MS. The possible structures (7a and 7b) were synthesized by the use of maleonitrile and trimethyl orthobutyrate as raw material and 5-step reaction. The structures of isomers 7a and 7b were confirmed by1H-NMR and NOE. Compariing the HPLC retention time of 7a and impurity of 8, the structure of the main impurity of key intermediate 8 was confirmed as 7a. This study provide a good reference for the quality control of olmesartan.

key intermediate of olmesartan; impurity; structure analysis

10.3969/j.issn.1001-232x.2017.04.018

2017-05-02

李紅，女，1978年出生，碩士研究生，從事化工產品合成及分析研究，Email：lihong123dd@163.com。