4種他達拉非雜質的合成

張 彬，劉文濤，李新志，楊 利，孔祥雨

（山東省藥學科學院 山東省化藥重點實驗室，山東 濟南 250101）

他達拉非，化學名為：(6R,12aR)-6-(1, 3-苯并二惡茂-5-基)-2-甲基-2, 3, 6, 7, 12, 12a-六氫化吡嗪并[1’, 2’: 1, 6]-吡啶并[3, 4-b]吲哚-1, 4-二酮，分子式：C22H19N3O4，相對分子質量：389.41。起初由葛蘭素史克公司[1]研發，隨后被轉讓給美國艾科斯（ICOS）公司，后經ICOS公司與禮來公司聯合開發，并于2003年11月經美國藥品食品監督管理局（FDA）批準上市。他達拉非是 FDA 和中國國家食品藥品監督管理總局（CFDA）批準的唯一長效5型磷酸二酯酶抑制劑（PDE5），其半衰期為17.5 h，比西地那非長[2]，持續時間久，使用劑量小，心血管安全性好，不會增加心血管疾病的風險，具有良好的安全性和耐受性[3]。其適應癥除勃起功能障礙（ED）外，分別于2009年5月和2011年10月經FDA批準用于治療肺動脈高壓[4-5]和良性前列腺增生[6]。此外，他達拉非還用于急性缺氧性肺血管收縮[7]和減少內臟脂肪蓄積[8]。2013年開始，他達拉非在銷售額上超過西地那非，2015年實現23億美元銷售額，在市場份額和凈銷售額上全面超越其主要競爭對手，成為ED市場遙遙領先的全球領導者[9]。

他達拉非的合成需經與甲胺水溶液的環合反應[10]，質量控制研究中發現4類與甲胺有關的雜質，包括雜質I（(6R, 12aR)-6-(1, 3-苯并間二氧戊環-5-基)-2, 3, 6, 7, 12, 12a-六氫化吡嗪并[1’, 2’: 1, 6]-吡啶并[3, 4-b]吲哚-1, 4-二酮），雜質II（(6R, 12aR)-6-(1, 3-苯并間二氧戊環-5-基)-2-乙基-2, 3, 6, 7, 12,12a-六氫化吡嗪并[1’, 2’: 1, 6]-吡啶并[3, 4-b]吲哚-1,4-二酮），雜質III（(6R,12aR)-6-(1, 3-苯并間二氧戊環-5-基)-2-氨基-2, 3, 6, 7, 12, 12a-六氫化吡嗪并[1’, 2’: 1, 6]-吡啶并[3, 4-b]吲哚-1, 4-二酮），雜質IV（(1R, 3R)-1-(1, 3-苯并二惡茂-5-基)-2-(2-(二甲氨基)乙酰基)-2, 3, 4, 9-四氫-1H-吡啶并[3, 4-b]吲哚-3-羧酸甲酯），這是由于甲胺的工業制備過程中不可避免地會含有其他氨類化合物，這些化合物不容易被檢測出來，而且會與環合之前的他達拉非中間體發生反應，從而在他達拉非原料藥中引入這4種雜質。這4種雜質的合成方法未見文獻報道，故對這4種雜質進行了合成研究，以便作為雜質對照品，為他達拉非原料及其中間體的質量控制研究提供指導和幫助。4種雜質的結構見圖1。

圖1 雜質I、雜質II、雜質III、雜質IV結構

1 儀器與材料

1.1 儀器

Inova-400超導核磁共振波譜儀（美國Varian，內標TMS）；Agilent 1260高效液相色譜儀（美國Agilent）；LCQ型質譜儀（美國Finnigan）；電子分析天平（瑞士Mettler Toledo）。

1.2 藥品與試劑

N-氯乙酰代四氫-β-咔啉（(1R, 3R)-1-(1, 3-苯并二惡茂-5-基)-2-(2-氯乙酰基)-2, 3, 4, 9-四氫-1氫-吡啶并[3, 4-b]吲哚-3-羧酸甲酯）（實驗室自制[10]）；30 %氨水（分析純，萊陽市康德化工有限公司）；70 %一乙胺溶液（分析純，天津大茂化學試劑廠）；80 %水合肼（分析純，山東西亞試劑）；40 %二甲胺水溶液（分析純，天津大茂化學試劑廠）；其余試劑均為分析純。

2 方法與結果

2.1 雜質I的合成

合成路線見圖2。

圖2 雜質I的合成路線

取N-氯乙酰代四氫-β-咔啉（10 g，0.0235 mol），30 %氨水（35.5 g，0.305 mol），甲醇80 ml加入250 ml三口瓶中，攪拌加熱至回流，回流反應30 h，HPLC監控至反應完全（N-氯乙酰代四氫-β-咔啉＜1 %），過濾，得白色固體，加至甲醇-水（1:1）100 ml中室溫攪拌2 h，過濾，濾餅用少量甲醇淋洗，60 ℃真空干燥，得白色固體雜質I 7.8 g，HPLC純度99.3 %。ESI-MSm/z實測值（計算值）：374.3（374.12）[M-H]-。1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：11.06（s，1H），7.91（m，1H），7.82（s，1H），7.35～7.12（m，3H），6.92～6.87（m，3H），6.18 （s，1H），5.95（d，2H），4.39（dd，1H），4.21～4.03（m，2H），3.75（dd，1H），3.23（dd，1H）。

2.2 雜質II的合成

合成路線見圖3。

圖3 雜質II的合成路線

將N-氯乙酰代四氫-β-咔啉（10 g，0.0235 mol），乙醇80 ml，70 %一乙胺溶液（3.98 g，0.062 mol）加入250 ml三口瓶中，攪拌加熱至回流，回流反應10 h，HPLC監控反應至反應完全（N-氯乙酰代四氫-β-咔啉＜1 %），降溫至室溫，過濾，得類白色固體，加至乙腈-水（2:1）100 ml中，室溫攪拌2 h，過濾，少量乙腈淋洗濾餅，60 ℃真空干燥得白色固體雜質II 8.5 g，HPLC純度99.5 %。ESI-MSm/z實測值（計算值）：402.1（402.15）[M-H]-。1H NMR（400 MHz， DMSO-d6）δ：11.06（s，1H），7.82（s，1H），7.35～7.12（m，3H），6.92～6.87 （m，3H），6.18（s，1H），5.95（d，2H），4.41（dd，1H），4.21～4.03（m， 2H），3.92（m，2H），3.72（dd，1H），3.21（dd，1H），1.23（t，3H）。

2.3 雜質III的合成

合成路線見圖4。

圖4 雜質III的合成路線

將N-氯乙酰代四氫-β-咔啉（10 g，0.0235 mol），甲醇80 ml，80 %水合肼（5.135 g，0.082 mol）加入250 ml三口瓶中，攪拌加熱至回流，回流反應8 h，HPLC監控反應至反應完全（N-氯乙酰代四氫-β-咔啉＜1 %），降溫至室溫，過濾，得到類白色固體，加至甲醇-水（2:1）100 ml中，室溫攪拌2 h，過濾，少量甲醇淋洗濾餅，60 ℃真空干燥得白色固體雜質Ⅲ 8.4 g，純度99.2 %。ESI-MSm/z實測值（計算值）：389.3（389.13）[M-H]-。1H NMR（400 MHz，DMSO-d6） δ：11.06（s，1H），7.82（s，1H），7.35～7.12（m，3H），6.92～6.87（m，3H）， 6.18（s，1H），5.95（d，2H），4.39（dd，1H），4.30（s，2H），4.19～4.01（m，2H），3.75（dd，1H），3.23（dd，1H）。

2.4 雜質IV的合成

合成路線見圖5。

圖5 雜質IV的合成路線

將N-氯乙酰代四氫-β-咔啉（10 g，0.0235 mol），乙醇30 ml，純化水10 ml，40 %二甲胺水溶液（23.9 g，0.212 mol）加入100 ml三口瓶中，攪拌加熱至65 ℃，反應3 h，HPLC監控反應至反應完全（N-氯乙酰代四氫-β-咔啉＜1 %），降溫至室溫，過濾，得白色固體，加至乙醇-水（1:1）100 ml中，室溫攪拌2 h，過濾，少量乙醇淋洗濾餅，60 ℃真空干燥，得白色固體雜質IV 8.7 g，純度99 %。ESI-MSm/z實測值（計算值）：434.1（434.18）[M-H]-。1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：11.06（s，1H），7.81（s，1H），7.35～7.12（m，3H），6.92～6.87（m，3H），6.18（s，1H），5.95（d，2H），4.36（dd，1H），3.94（s，3H），3.75（s，2H），3.56（dd，1H），3.03（dd，1H），2.77（s，6H）。

3 結論

本文首次報道了他達拉非4種雜質的合成方法。以N-氯乙酰代四氫-β-咔啉為原料，分別與氨水，一乙胺，水合肼和二甲胺發生反應合成4種雜質，精制得到純度都＞99 %的目標產物。合成路線簡單，收率高，原料易得。合成的4種雜質結構經MS和1H NMR確認，可作為他達拉非質量控制的雜質對照品。