抗癲癇藥瑞替加濱的合成工藝改進

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工藝改進

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)

抗癲癇原料藥瑞替加濱現有的合成工藝進行了分析，以可行的工藝為基礎，進行了優化和改進。確定以對硝基苯胺和氯甲酸乙酯為起始原料，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

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5000萬人罹患此疾病，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[3-4]。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，為神經元鉀通道開放劑，用于輔助治療成年患者的部分癲癇發作[6-7]。瑞替加濱通過提高KCNQ 2/KCNQ3亞基異聚體鉀通道活性，增強 KCNQ2/KCNQ3 通道甚至 KCNQ 3 /KCNQ 5 亞基異聚體通道的鉀離子電流，緩沖神經回路興奮性來發揮抗癲癇作用[8]。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，且兼具神經保護作用。此外，瑞替加濱還可用于治療多種特征在于神經系統興奮性過度的病癥，如神經性疼痛、胃功能亢進和偏頭痛等[9-10]。從目前的療效和對患者的副作用等方面來看，瑞替加濱是很有市場競爭力的抗癲癇藥物。

目前，瑞替加濱主要有四種合成路線：(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[11-12]。該路線中，反應步驟雖只有4步，但總收率只有29%，主要是由于第一步的縮合反應選擇性不高，導致生成大量副產物，影響了收率，該反應中還使用了有毒溶劑二甲苯，該溶劑沸點較高，不易去除；(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[13-14]；路線2和3都需經過關鍵中間體4-(4-氟芐基氨基)-1,2-苯二胺，該產物由于其結構中帶2個氨基，極其不穩定，空氣下易被氧化，很難順利地進行下一步反應，且下一步乙氧羰基化反應的選擇性較差，容易生成多種副產物。上述路線步驟雖短，但可操作性小；(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[15]。路線4雖然步驟繁瑣，但成功避開了被氧化的中間體4-(4-氟芐基氨基)-1,2-苯二胺，工藝中生產的副產物較少，而且使用的起始原料和反應溶劑都廉價易得，適合工業化生產。

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，簡化了工藝操作；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o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。

圖1 瑞替加濱二鹽酸鹽的合成路線

Fig.1 The synthesis route of Retigabine dihydrochloride

2 合成步驟

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(10g)，緩慢滴入80%水合肼(166.7g)，常溫下反應12h，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=7.0Hz，2H)，3.60(s，2H)，4.18(q，J=7.0Hz，2H)，6.48(s，2H)，7.16(br d，J=6.0Hz，2H)。

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，30min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)，30～45min內滴完。滴畢體系升溫至100～105 ℃攪拌反應2h。冷卻至室溫并反應1h，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.218.5～ 220.5 ℃。1H-NMR(CDCl3)δ：1.32(t，J=7.0Hz，3H，4.25(q，J=7.0Hz, 2H)，7.77(dd，J=9.0Hz 1H)，7.82～7.84(m，2H)，7.92～7.96(m，2H)，8.42(d，J=8.0Hz，1H)，8.63(t，J=9.0Hz，H)，9.84(s，H)。

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2h，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(19.1g，收率88%)，mp 129.2～131.7 ℃。1H-NMR(CDCl3)δ：1.34(t，J=7.1Hz，3H，3.54(q，J=7.0 Hz, 2H)，4.25(q，J=7.1Hz, 2H)，6.74(dd，J=9.0 Hz, 2.2Hz, 1H)，7.57(d，J=2.5 Hz, 1H)，8.34(d，J=8.0Hz，1H)，9.44(s，1H)。

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(11.3mL，105 mmol)，體系升溫至回流，攪拌反應 8h，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 ℃。

2.5 瑞替加濱二鹽酸鹽(1)的合成

氮氣保護下，將化合物8(24.4g，73.8 mmol)加入甲醇(560 mL)中，將硼氫化鈉(7.8g，206.3 mmol)2h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(75mL)，析出白色沉淀。滴畢繼續于冰浴中攪拌 1h，過濾，得白色結晶1(20.8g，75%)，mp.138～139℃。1H NMR(CDCl3)δ：1.23～1.26(t，J=6.0Hz，3H，-OCH2CH3)，3.73～3.76(s，2H，NH2)，3.97(s，1H，CH2NH)，4.18(dd，J=14.0，7.0Hz，2H，-OCH2CH3)，4.25(s，2H，CH2)，5.98(d，J=2.0Hz，H)，6.02～6.04(d，J=8.0Hz，1H，H)，6.90～6.91(d，J=8.0Hz，1H，H)，6.99～7.03(t，J=9.0Hz，2H，H)，7.21～7.24(dd，J=8.0，6.0Hz，2H，H)；ESI-MS(m/z)：304[M+H] +；純度99.8%，HPLC：色譜柱(250mm×4.6mm×5μm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 。

3 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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ImprovementtotheSynthesisofRetigabine,anAntiepilepticDrug

ZhangWenshi1,YuYaxin2

(1. Jilin Institute of Medical Device Testing, Changchun 130062,China；2. The center for drug evaluation of Jilin province, Changchun 130061,China)

In this article, the current synthesis technique of retigabine that is a prescription anti-epilepsy medication was analyzed. The synthesis route was improved based on the practical processing route. The target product was synthesized from nitroaniline and ethyl chlorocarbonate via substitution, reduction and condensation reaction, et al. the structure of retigabine dihydrochloride was comfired by melting point, 1H-NMR and MS. Compared with the reported literature, this method avoides the use of the reaction conditions of high temperature, high pressure and dangerous catalysts, which replaced by normal temperature, atmospheric pressure and common reagents. This synthesis processing has the advantages of easily available raw materials, mild reactive conditions, and operational safety. This method can be used for industrial production as a new choice.

retigabine;synthesis;anti-epileptic drug

2017-07-24

TQ463

A

1008-021X(2017)18-0052-03

(本文文獻格式張文世,于雅鑫.抗癲癇藥瑞替加濱的合成工藝改進[J].山東化工，2017，46(18)：52-54.)