抗癲癇藥瑞替加濱的合成研究

張文世，于雅鑫

（1. 吉林省醫療器械檢驗所， 吉林 長春 130062； 2. 吉林省食品藥品審評中心，吉林 長春 130061）

抗癲癇藥瑞替加濱的合成研究

張文世1，于雅鑫2

（1. 吉林省醫療器械檢驗所， 吉林 長春 130062； 2. 吉林省食品藥品審評中心，吉林 長春 130061）

對抗癲癇原料藥瑞替加濱的合成工藝進行了改進，對硝基苯胺和氯甲酸乙酯為起始原料，為起始原料，經取代、還原、縮合等反應得到目標產物瑞替加濱二鹽酸鹽，目標化合物的結構經熔點（MP）、核磁共振氫譜（1H-NMR）和質譜（MS）確證。與文獻報道相比，本工藝避免了使用高溫，高壓的反應條件和有危險性的催化劑，以常溫、常壓和常用試劑代替。所使用的原料易得，反應條件溫和，操作安全，可作為工業化生產一個新的選擇。

抗癲癇藥；瑞替加濱；合成

Abstract:The synthesis process of retigabine as an antiepileptic drug was improved. The target product was synthesized from nitroaniline and ethyl chlorocarbonate via substitution, reduction and condensation reactions. The structure of retigabine dihydrochloride was confirmed by melting point, 1H NMR and MS. Compared with the reported literature, this method avoided the reaction condition of high temperature, high pressure and dangerous catalysts, which was replaced by normal temperature, atmospheric pressure and common reagents. This synthesis process has many advantages, such as easily available raw materials, mild reactive conditions and good operational safety. This method can be used in the industrial production of retigabine.

Key words:Anti-epileptic drug; Retigabine; Synthesis

癲癇（epilepsy）, 是一種嚴重的神經系統疾病，主要是由于大腦神經元突發性異常放電，導致短暫的大腦功能障礙，全世界大約有5 000萬人罹患此疾病，而且每年還以萬分之2～7的速度增長[1,2]。中國約有900萬左右的癲癇患者，每年新增加癲癇患者約40萬，在中國癲癇已經成為神經科僅次于頭痛的第二大常見病[3]。目前，市售藥物對 25%～30%的癲癇患者的治療無效，只有65%～70%的患者使用經典的抗癲癇藥物如：乙琥胺、卡馬西平、苯巴比妥、苯妥英鈉、撲米酮、丙戊酸等病情能得到緩解或控制[4]。2011 年，FDA 批準了瑞替加濱作為抗癲癇藥物上市[5]，瑞替加濱是第一個以KCNQ 型鉀離子通道為作用靶點的抗癲癇藥物，能夠激活人體腦中心部位的通道門控，達到控制神經系統的興奮性，從而達到治療目的[6，7]。其作用機制與現有的抗癲癇藥作用機制如鈉通道調節劑、γ-氨基丁酸（GABA）調節劑、興奮性氨基酸受體拮抗劑和興奮氨基酸釋放的調節劑等作用機制完全不同，還能治療其他的一些神經性疾病，如偏頭痛和神經性頭痛。瑞替加濱的出現，是抗癲癇藥物史上的一個新的發現[8,9]。

目前，瑞替加濱主要有4種合成路線：（1）是以對氟苯甲醛和 2-硝基-1,4-苯二胺為起始原料，經縮合反應、硼氫化鈉還原得到中間體2-氨基-4-（4-氟芐胺基）硝基苯，中間體經鈀碳催化，體系加氫氣還原后，再與氯甲酸乙酯經酰基化反應，得到瑞替加濱[10]；（2）是以間氟苯胺為起始原料，經乙酰化反應、硝化反應、縮合反應和水解反應得到中間體 4-（4-氟芐基氨基）-1,2-苯二胺，最后，經酰基化反應得到瑞替加濱；（3）是以對氟芐胺和4-氟-1，2-二硝基苯為起始原料，經縮合反應和還原反應得到中間體 4-（4-氟芐基氨基）-1,2-苯二胺，然后，與氯甲酸乙酯經酰基化反應得到瑞替加濱[11,12]；（4）是以對硝基苯胺和氯甲酸乙酯為起始原料，先經取代反應得到 N-（4-氨基-2-硝基苯基）氨基甲酸乙酯，再經還原反應、氨基保護、硝基化反應、氨基脫保護和縮合反應得到中間體N-[4-（4-氟苯亞甲基氨基）-2-硝基苯基]氨基甲酸乙酯，最后，中間體經還原反應得到瑞替加濱[13]。

本文在結合分析以上文獻的工藝路線的基礎上，對路線4進行了研究和改進，以對硝基苯胺和氯甲酸乙酯為起始原料，經取代反應得到 N-（4-氨基-2-硝基苯基）氨基甲酸乙酯（3），經還原反應得到N-（4-氨基-2-硝基苯基）氨基甲酸乙酯（4），經氨基保護、硝基化反應得到N-[2-硝基-4-（鄰苯二甲酰亞氨基）苯基] 氨基甲酸乙酯（5），經還原反應得到N-（2-硝基-4-氨基苯基）氨基甲酸乙酯（6），然后，與對氟苯甲醛反應得到 N-[2-硝基-4-( 4-氟苯基亞甲基氨基) 苯基]氨基甲酸乙酯（7），經一步還原反應得到中間體 N-[2-硝基- 4-( 4-氟苯基甲基氨基) 苯基]氨基甲酸乙酯（8），最后，與氯化氫甲醇溶液反應，得到終產品瑞替加濱二鹽酸鹽，總收率45%，合成路線見圖1。

在本文路線中，還原反應基本以水合肼或硼氫化鈉等還原劑替代氫氣和催化劑雷尼鎳，既節省了經濟開支，又避免了蘭尼鎳易燃的危險性，減輕了對環境的污染；在合成產物（4）時，本工藝改為一鍋法合成，即以乙酸乙酯為溶劑，在常溫下反應得到N-（4-硝基苯基）氨基甲酸乙酯（3），不經分離直接還原得到N-( 4-氨基苯基) 氨基甲酸乙酯（4）；在合成中間體產物（8）時，加入還原劑硼氫化鈉，增加反應時間，可一步得到產物，改進了文獻中需要分離后再進行還原的步驟。此外，摒棄了文獻中所使用的甲苯等二類溶劑，以對人體低毒的三類溶劑替代。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Mercurydlus-400型核磁共振儀（TMS為內標，美國瓦里安公司），Apexii型FT-ICR質譜儀（美國布魯克 ?道爾頓公司），Optimelt-MPA100全自動熔點儀（美國）。

氯甲酸乙酯（AR，成都貝斯特化學試劑有限公司），乙酸乙酯、乙醇、甲醇、冰乙酸、硝酸、硼氫化鈉（AR，天津光復精細化工有限公司），鈀碳、對氟苯甲醛（AR，山東西亞化學試劑有限公司），對硝基苯胺、N，N-二異丙基乙酸（AR，北京大田豐拓化學品有限公司），鄰苯二甲酸酐、水合肼（AR，國藥集團化學試劑有限公司），所用試劑均為分析純試劑。

1.2 合成步驟

1.2.1 N-( 4-氨基苯基) 氨基甲酸乙酯（4）的合成

將對硝基苯胺（100 g，729.2 mmol），溶于乙酸乙酯（800 mL）中，室溫下緩慢滴加N,N-二異丙基乙胺（150 mL，729.2 mmol）和氯甲酸乙酯（134 mL，1.26 mol）的乙酸乙酯（200 mL）溶液，室溫反應24 h，TLC監測。反應結束后，將所得溶液減壓濃縮至原體積的一半，氮氣保護下，加入5%鈀碳（10 g），緩慢滴入 80%水合肼（166.7 g），常溫下反應12 h，TLC監測反應進程。反應結束后，溶液減壓濃縮至干，以乙酸乙酯和石油醚重結晶，得白色固體 4（48.2g，收率 90%），mp.72～73 ℃。1H-NMR（CDCl3）δ：1.26（t，J=7.0 Hz，2H），3.60（s，2H），4.18（q，J=7.0 Hz，2H），6.48（s，2H），7.16（br d，J=6.0 Hz，2H）。

1.2.2 N-（2- 硝基 -4- 鄰苯二甲酰亞胺基苯基）氨基甲酸乙酯（6）的合成

將化合物4（48.2 g，267.6 mmol）溶于冰乙酸（819 mL）中，30 min內分三批加入鄰苯二甲酸酐（43.5g，293.7 mmol），升溫至 90～95 ℃，反應 1 h。然后緩慢滴加發煙硝酸（25.8 mL，580.1 mmol），30～45 min內滴完。滴畢體系升溫至100～105 ℃攪拌反應2 h。冷卻至室溫并反應1 h，析出固體，抽濾，餅用水洗滌至中性，真空干燥，得黃色固體 6（87.4 g，92%），mp.218～ 219 ℃。1H-NMR（CDCl3）δ：1.32（t，J=7.0 Hz，3H，4.25（q，J=7.0 Hz, 2H），7.77（dd，J=9.0 Hz 1H），7.82～7.84（m，2H），7.92～7.96（m，2H），8.42（d，J=8.0Hz，1H），8.63（t，J=9.0 Hz，H），9.84（s，H）。

1.2.3 N-（4-氨基-2-硝基苯基）-氨基甲酸乙酯（7）的合成

室溫下，將異丙醇（657 mL）、去離子水（876 mL）、40%甲胺水溶液（219 mL）混合攪拌，將化合物6（87.6 g，96 mmol）加入體系中，體系升溫至60 ℃，攪拌反應2 h，TLC檢測反應進程。反應結束，體系冷卻至至室溫，加入657 mL去離子水，攪拌析晶，抽濾，用水洗滌，40 ℃真空干燥，得暗紅色固體 7（19.1 g，收率 88%），mp 129.2～131.7 ℃。1H-NMR（CDCl3）δ：1.34（t，J=7.1 Hz，3H，3.54（q，J=7.0 Hz, 2H），4.25（q，J=7.1 Hz, 2H），6.74（dd，J=9.0 Hz, 2.2 Hz, 1H），7.57（d，J=2.5 Hz, 1H），8.34（d，J=8.0 Hz，1H），9.44（s，1H）。

1.2.4 N-[2-硝基-4-（4- 氟苯亞甲胺基）苯基]氨基甲酸乙酯（8）的合成

將化合物7（19.1 g，84.8 mmol）加入甲醇（190 mL）中，緩慢滴加對氟苯甲醛（11.3 mL，105 mmol），體系升溫至回流，攪拌反應 8 h，TLC檢測反應進程。反應結束，體系減壓濃縮至干，固體用甲醇重結晶，得疏松黃色針狀結晶 8（24.4 g，87%），mp 131～132.5 ℃。

1.2.5 瑞替加濱二鹽酸鹽（1）的合成

氮氣保護下，將化合物8（24.4 g，73.8 mmol）加入甲醇（560 mL）中，將硼氫化鈉（7.8 g，206.3 mmol）2 h內分3次加入，室溫下攪拌反應24h，TLC檢測反應進程。反應結束后，體系在冰浴條件下滴加氯化氫甲醇溶液（75 mL），析出白色沉淀。滴畢繼續于冰浴中攪拌 1 h，過濾，得白色結晶1（20.8 g，75%），mp.138～139 ℃。1H-NMR（CDCl3）δ：1.23～1.26（t，J=6.0 Hz，3H，-OCH2CH3），3.73～3.76（s，2H，NH2），3.97（s，1H，CH2NH），4.18（dd，J=14.0，7.0 Hz，2H，-OCH2CH3），4.25（s，2H，CH2），5.98（d，J=2.0 Hz，H），6.02～6.04（d，J=8.0 Hz，1H，H），6.90～6.91（d，J=8.0 Hz，1H，H），6.99～7.03（t，J=9.0 Hz，2H，H），7.21～7.24（dd，J=8.0，6.0 Hz，2H，H）；ESI-MS(m/z)：304[M+H] +；純度99.8%，HPLC：色譜柱（250 mm×4.6 mm×5 μm色譜柱適用）；流動相：乙腈-0.1M 磷酸二氫鈉溶液（40∶60），檢測波長：220 nm；流速 1 mL/min；

圖1 瑞替加濱二鹽酸鹽的合成路線Fig.1 The synthesis route of retigabine dihydrochloride

2 討 論

本文簡要介紹了抗癲癇藥瑞替加濱合成方法的改進，將目前最優線路從7步簡化為5步，并且在合成條件上避免使用高溫，高壓和有風險的催化劑，以低溫甚至常溫、常壓、常用試劑代替。在制備化合物 4 的過程中，生成的化合物3無需處理，直接進行還原反應，簡化了步驟，節省了時間成本。在該反應中以水合肼代替氫氣，避免了操作的危險性，也節省了成本；在制備化合物6的過程中，生成的化合物5無需分離，直接進行硝基化反應，簡化了步驟；在制備化合物8的過程中，用甲醇替代甲苯作為溶劑，避免了使用有毒溶劑的風險；在制備化合物1的過程中，用硼氫化鈉代替氫氣作為還原劑，避免了操作的危險性。本合成路線使用的原料易得，反應條件溫和，操作安全，可作為工業化生產一個新的選擇。

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俄羅斯采用“綠色化學”從白樺樹皮中提取藥用原料

俄羅斯科學院西伯利亞分院有機化學研究所采用“綠色化學”技術研發出從白樺樹皮提取白樺脂醇的新型工藝方法，所研發的技術具有生態性、節能性、產品純度高的特點。相應成果刊登在《西伯利亞學報》上。

就其工藝原理，所研發的工藝技術為萃取方法，但其萃取劑不是傳統工藝方法所采用的酒精，而是醋酸類“綠色萃取液”。萃取液采用可再生原料制備，具有成本低廉、無毒性、可生物降解的特點，而工藝過程則具有低能耗及萃取液可回收再利用的特點，由此整個生產過程具有生態安全性的特點，向“綠色化學”邁出了重要的一步。

其工藝消除了白樺脂醇溶解度低對提取過程的不利影響，具有非常高的產出率。工藝過程中萃取劑損耗低，并可循環使用，對原材料的雜質含量無特殊要求，而提取的產品具有極高的純度。研究所將進一步研發“綠色萃取液”，提高其萃取性能，在此基礎上完善萃取、加工處理工藝，為科研和市場提供更加符合要求的醫藥原料。

Research on Synthesis of Retigabine as an Antiepileptic Drug

ZHANG Wen-shi1,YU Ya-xin2

（1. Jilin Institute of Medical Device Testing, Jilin Changchun 130062, China；2. The Center for Drug Evaluation of Jilin province, Jilin Changchun 130061，China）

TQ 460.6

A

1671-0460（2017）09-1834-03

2017-07-20

張文世（1979-），男，吉林九臺人。

于雅鑫（1983-），男，副研究員，博士，研究方向：藥物化學。E-mail：yaxin_yu@163.com。