吡羅昔康-d3的合成

梁大偉，張 漫，譚 琳，王悅秋

（雅安職業技術學院 藥學與檢驗系，四川 雅安 625000）

關鍵字：氘代標記；吡羅昔康；合成

吡羅昔康化學名稱為2-甲基-4-羥基-N-（2-吡啶基）-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酰胺-1,1-二氧化物，是輝瑞制藥公司于1980年以Feldene為商品名開發上市的一種非甾體抗炎藥，臨床主要用于治療風濕性及類風濕性關節炎，有明顯的鎮痛、抗炎及一定消腫作用[1]。相對于其他非甾體抗炎藥，吡羅昔康有惡心、胃痛與消化不良等胃腸不良反應，長期使用會造成肝功能異常[2-3]，近年，有報道顯示其對心臟、神經系統具有一定的影響[4-5]，因此，關于吡羅昔康在體內藥動與藥代研究引起人們的廣泛關注[6-9]。穩定同位素由于無放射性，物理性質相對穩定等特征，將其標記到藥物分子中，可用氣質聯用（GC-MS）或液質聯用（LCMS）檢測其在體內代謝與分布，有較高的靈敏性等優勢[10]。近年，穩定同位素標記藥物被廣泛用于藥代與藥動的研究中，為了進一步研究吡羅昔康，本文擬合成穩定同位素氘標記的吡羅昔康（1）。

目前，市售的吡羅昔康-d3（1）為少數幾個國外公司所壟斷，價格昂貴，關于其合成技術也鮮見報道。本文擬在非標記的吡羅昔康的合成基礎上[11-13]，重點考察氘代試劑引入條件、同位素豐度保持及產品純度，使其滿足使用在體內代謝及藥物動力學研究等方面。以鄰苯甲酰磺酰亞胺（2）為原料，在氫化鈉作用下，與氯乙酸甲酯發生烷基化反應生成3-氧代-1,2-苯并異噻唑-2(3H)乙酸甲酯-1,1-二氧化物（3），引入甲氧羰甲基側鏈，進一步在有機堿甲醇鈉作用下發生分子內擴環重排生成4-羥基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物（4），然后與自制的氘代碘甲烷反應，在噻嗪環氮原子上引入氘代甲基得到4-羥基-2-甲基-2H-1，2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物-d3（5），最后與2-氨基吡啶發生酯的氨解得到目標分子吡羅昔康-d3（1）（圖1）。該方法簡單，原料易得、反應條件易于控制，產物純度與同位素豐度滿足作為體內藥動藥代研究的質量要求。

圖1 吡羅昔康-d3 (1)的合成

1 材料

1.1 儀器

X-5型顯微熔點測定儀（鞏義予華），溫度計未加校正；ARX-400型核磁共振儀（CDCl3為溶劑，TMS為內標，瑞士Bruker公司）；6120 Quadruple型LC/MS（ESI源，美國Agilent公司）；Agilent 1200 HPLC（Zorbax Eclipse XDB-C18column，5 μm，4.6 mm × 250 mm，美國Agilent公司）。

1.2 藥品與試劑

氘代甲醇（CD3OD）購于Cambridge Isotope Laboratories，Inc，純度與氘代豐度均大于99%；其他原料與試劑購于阿拉丁，分析純（AR）；分析純溶劑DMF經過CaH2攪拌干燥并現蒸現用，其他常規溶劑為分析純，未經過進一步處理，直接使用。

2 合成步驟

2.1 氘代碘甲烷的合成

將碘單質（19.5 g）與氘代甲醇（5.0 g）混合，置于恒壓滴液漏斗中，漏斗上端連接冷凝管，下端連接裝有1.58 g紅磷的單口圓底燒瓶中，先滴加少量恒壓滴液漏斗中溶解部分碘的氘代甲醇混合液到圓底燒瓶中，然后加熱回流，待溫度升至約75 ℃時，將剩余的混合液分批滴入圓底燒瓶中。約60 min滴加完畢。回流液繼續溶解碘滴下，待滴液漏斗中的碘全部溶解后，停止加熱，冷卻至室溫。 在室溫下攪拌4 h后，常壓蒸餾，收集38～42 ℃餾分，依次用飽和Na2S2O3、飽和食鹽水各洗一次，無水CaCl2干燥，得無色透明液體的氘代碘甲烷10.4 g，收率為51.6%，低溫、密閉、避光保存，無需進一步純化，可直接用于下一步反應。

2.2 3-氧代-1,2-苯并異噻唑-2(3H)乙酸甲酯-1,1-二氧化物（3）的合成

將NaH（60%，0.24 g，6 mmol）溶于3 ml干燥的DMF，冰浴下攪拌10 min，將溶于5 ml干燥DMF的鄰苯甲酰磺酰亞胺（2）（1.0 g，5.5 mmol）溶液緩慢的滴加到上述溶液中，30 min滴加完畢，繼續在冰浴條件下攪拌反應20 min，加入氯乙酸甲酯（0.48 ml，5.5 mmol），自然升溫至室溫反應30 min，然后升溫至100 ℃反應1 h，反應完畢，自然冷卻至室溫，倒入適量的冰水中，有大量固體析出，抽濾，冰水洗滌，干燥得0.93 g白色固體3-氧代-1,2-苯并異噻唑-2（3H）乙酸甲酯-1,1-二氧化物（3），收率為67.4%，mp =115～117 ℃（文獻值[14]為116～117 ℃），ESI-MS（m/z）：256.0（M+H）+，1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ：7.72～7.77（m，4H，PhH），4.41（s，2H，CH2），3.80（s，3H，OCH3）。

2.3 4-羥基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物（4）的合成

將CH3ONa（0.27 g，5.0 mmol）溶于5 ml的DMSO溶液，化合物3（0.63 g,2.5 mmol）加入上述溶液中，常溫攪拌反應30 min，反應完畢，倒入10% HCl（10 ml）溶液中，用CH2Cl2（3 × 10 ml）萃取，合并有機相，依次用飽和NaHCO3，食鹽水洗滌，無水MgSO4干燥，減壓濃縮得黃色粗品，乙醇-水（v:v= 1:10）重結晶，干燥得0.44 g黃色固體4-羥基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物（4），收率為70.4%，mp = 171～173 ℃（文獻值[14]為172～173 ℃），ESI-MS（m/z）：256.0（M+H）+，1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ：12.32（s，1H，OH），8.31（br s，1H，NH），7.82（dd，J= 5.6，3.2 Hz，2H，PhH），7.76（dd，J= 5.6，3.2 Hz，2H，PhH），3.82（s，3H，OCH3）。

2.4 4-羥基-2-甲基-2H-1,2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1,1-二氧化物-d3（5）的合成

將化合物4（0.4 g，1.6 mmol），CD3I（0.3 ml，4.8 mmol）與NaOH溶液（32%，1.75 ml，1.8 mmol）加入乙醇-水體系（v:v= 2:1，9 ml），常溫攪拌反應24 h，反應完畢，倒入20 ml水中，有大量固體析出，抽濾，干燥得0.3 g黃色固體4-羥基-2-甲基-2H-1，2-苯并噻嗪-3-甲酸甲酯-1，1-二氧化物-d3（5），收率為69.1%，無需純化，直接用于下一步。mp = 165～167 ℃(文獻值[14]為167 ℃)，ESI-MS（m/z）：273.1（M+H）+，1H NMR（400 MHz,CDCl3）δ：12.05（1H，s，OH），7.73～8.10（4H，m，PhH），3.93（3H，s，OCH3）。

2.5 吡羅昔康-d3（1）的合成

將化合物5（0.27 g，1 mmol）與2-氨基吡啶（0.2 g，2 mmol）溶于5 ml間二甲苯，氮氣保護下回流反應24 h，減壓濃縮回收溶劑得粗品，直接進行硅膠柱層析（CH3OH:CH2Cl2= 1:3）純化得0.27 g淡黃色固體吡羅昔康-d3（1），收率為81.1%，mp = 197～200 ℃（文獻值[12]為198～201 ℃），化學純度為99.2%（HPLC色譜條件：色譜柱采用 Zorbax Eclipse XDB-C18 column，5 μm，4.6 mm × 250 mm，流動相為乙腈-水溶液（0.01 mol/L KH2PO4）（50:50），流速為1 ml/min，柱溫為30 ℃，進樣量為10 μl），同位素豐度為99.3%，ESI-MS（m/z）: 335.1（M+H）+，1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ：13.29（s，1H，OH），8.89（s，1H，NH），8.37（d，J= 4 Hz，1H，PyH），8.25（d，J=8 Hz，1H，PyH），8.07（m，1H，PhH）,7.92（m，1H，PhH），7.77（m，3H，PhH & PyH）,7.13（dd，J= 7.5，5 Hz，1H，PyH）。

3 結果與討論

氘代原料由于來源有限，價格昂貴等因素，對該類產品的成本控制起著至關重要的影響，此外，噻嗪環上磺酰基具有較強的吸電子性，造成2位磺酰氨基中氮原子上的氫原子具有弱酸性，相對于4位烯醇式羥基易于被甲基化。因此，本文以價格低廉、易于購買的碘甲烷為甲基化試劑進行平行反應，重點考查第3步反應條件對甲基化試劑利用率的影響，以期獲得較優的反應條件應用在氘代碘甲烷的反應中。本文重點考查溶劑體系、碘甲烷用量及縛酸劑堿的用量對化合物5收率的影響。

3.1 溶劑體系對化合物5合成的影響

以NaOH為縛酸劑，分別選用THF-H2O、C2H5OH-H2O為溶劑體系，考查了不同溶劑及配比對化合物5合成收率的影響，結果見表1，采用THF-H2O體系時，收率普遍較低，而采用C2H5OH-H2O（v:v，2:1）時，收率較高，甲基化試劑利用率較高。

表1 溶劑體系對化合物5合成的影響

3.2 碘甲烷用量對化合物5合成的影響

碘甲烷的用量對化合物5合成的影響，見表2，以化合物4與碘甲烷的物質的量n1:n2的不同比例進行化合物5收率考查，隨著碘甲烷用量的增加，促使甲基化反應向著產物方向移動，轉化率提高，收率呈現增加趨勢，當n1:n2大于1:3時，收率趨于穩定狀態，鑒于氘代碘甲烷的成本因素，最終選擇n1:n2為1:3。

表2 碘甲烷用量對化合物5合成的影響

3.3 縛酸劑用量對化合物5合成的影響

以NaOH溶液（32%）為縛酸劑，考查其用量對化合物5合成的影響，見表3，以化合物4與NaOH物質的量n1:n2的不同比例考查化合物5的收率，隨著堿用量增加，反應收率增加，當n1:n2介于1:1.1～1:1.2時，收率趨于穩定，因過多的堿可能造成酯的水解而收率降低，故縛酸劑NaOH的用量應選擇n1:n2= 1:1.1～1:1.2。

表3 縛酸劑堿用量對化合物5合成的影響

4 結論

以氘代碘甲烷為氘代標記試劑，經過4步簡易合成法及優化甲基化反應條件，得到氘代標記的吡羅昔康-d3（1），總收率為26.6%，化學純度為99.2%，氘代豐度為99.3%，滿足其用在藥代動力學等方面的研究。