鹽酸小檗堿相關雜質的合成

姚廣豐，張奇，張楠，隋玲玲，劉佳，李威，胡鐵軍

鹽酸小檗堿相關雜質的合成

姚廣豐，張奇，張楠，隋玲玲，劉佳，李威，胡鐵軍

（東北制藥集團股份有限公司，遼寧 沈陽 110027）

鹽酸小檗堿在臨床上主要用于治療胃腸炎、細菌性痢疾等腸道感染，副作用小。為了更好地控制鹽酸小檗堿原料藥的質量，以胡椒乙胺為原料，經Bischler-Napieralski反應、脫氫芳構化反應、氧化反應、成肟反應和關環反應等共6步反應，得到鹽酸小檗堿相關雜質1，經核磁和質譜等確認結構，純度98%以上，可以作為自制對照品，用于雜質分析和研究。同時，結合鹽酸小檗堿合成工藝，對該雜質產生的原因進行了分析研究，對改進鹽酸小檗堿合成工藝、提升原料藥質量具有指導意義。

鹽酸小檗堿；相關雜質；合成

小檗堿（Berberine）又稱黃連素，是從黃連、黃柏等藥用植物中提取的一種季胺鹽型異喹啉類生物堿[1]，其游離堿型（氫氧化小檗堿）不穩定，在植物中以鹽的形式存在。它的抗菌譜較廣，對多種革蘭陽性和陰性細菌均具有抑制作用[2-3]，與青霉素、鏈霉素等并無交叉耐藥性。目前鹽酸小檗堿在臨床上主要用于治療胃腸炎、細菌性痢疾等腸道感染，副作用小。另外，鹽酸小檗堿還可以治療糖尿病、抗腫瘤和心血管疾病，具有確切的降血糖、降血脂、改善胰島素抵抗、抗過氧化、抗高血壓等 作用[4-8]。

雜質作為藥品的關鍵質量屬性，可能影響藥品的安全性和有效性。雜質研究是體外藥學研究的主要內容，貫穿于藥品的研發、生產及上市后變更等整個生命周期[9-10]。在鹽酸小檗堿的合成過程中，會有少量工藝雜質1產生，如圖1所示。為了更好地控制鹽酸小檗堿原料藥的質量，必須對此雜質進行研究，建立該雜質的質量標準。因此，制備該雜質作為對照品，用于雜質分析和研究顯得尤為重要。

圖1 鹽酸小檗堿和相關雜質1的結構

本研究針對雜質1的結構特點及相關文獻[11]報道制定了合理的合成路線（見圖2），以易得的胡椒乙胺為原料，經Bischler-Napieralski反應、脫氫芳構化反應、氧化反應、成肟反應和關環反應等共6步反應，得到鹽酸小檗堿相關雜質1，純度98%以上，滿足用于鹽酸小檗堿的質量研究。

圖2 鹽酸小檗堿相關雜質1的合成路線

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

質譜采用Agilent 1100 ESI-MS型質譜儀；核磁共振譜采用Bruker AVANCE-600型核磁共振儀測定，TMS為內標；原料胡椒乙胺和2,3-二甲氧基苯甲醛由東北制藥集團股份有限公司自制，其余試劑均為國藥集團沈陽化學試劑公司產品，所用試劑均為分析純，使用前未經純化處理。

1.2 實驗過程

1.2.1 化合物3的合成

向反應瓶中加入16.5 g化合物2（0.1 mol）和100 mL甲苯，開啟攪拌，緩慢滴加10.2 g乙酸酐 （0.1 mol），滴加完畢攪拌反應。向反應瓶中滴加100 mL冰水淬滅反應，攪拌析晶，過濾，水洗，干燥后得到19.2 g化合物3，收率92.7%。

1.2.2 化合物4的合成

向反應瓶中加入10.4 g化合物3（0.05 mol）和100 mL乙腈，控制低溫滴加8.5 g三氯氧磷 （0.055 mol），緩慢升溫至回流反應。反應完畢減壓濃縮，加入100 mL純化水，滴加氫氧化鈉溶液析出固體，過濾，水洗，干燥得到8.1 g化合物4，收率85.3%。

1.2.3 化合物5的合成

稱量18.9 g化合物4（0.1 mol）和120 mL對甲基異丙苯加入反應瓶中，再加入4 g鈀碳，升溫至回流反應。反應完畢降至室溫，過濾。濾液中加入150 mL鹽酸水溶液（2 mol·L-1），加入200 mL乙酸乙酯，用碳酸氫鈉調pH至堿性，分出有機層，濃縮即得到約16.2 g化合物5，收率86.6%。

1.2.4 化合物6的合成

向反應瓶中加入10.5 g二氧化硒（0.095 mol）和100 mL二氧六環，同時將12 g化合物5 （0.064 mol）溶于100 mL二氧六環，滴加到反應瓶中，升溫至回流反應。降至室溫，過濾，濾液減壓濃干，用氫氧化鈉溶液調pH至堿性，乙酸乙酯萃取，減壓濃縮得到化合物6粗品，乙醇重結晶得到10.5 g化合物6，收率81.4%。

1.2.5 化合物7的合成

向反應瓶中加入10 g化合物6（0.05 mol）和200 mL無水乙醇，再加入5.2 g鹽酸羥胺 （0.075 mol），回流反應。反應完畢降至室溫，過濾，干燥后得到10.2 g化合物7，收率94.9%。

1.2.6 化合物1的合成

向反應瓶中加入5.4 g化合物7（0.025 mol）、6.9 g化合物8（2,3-二甲氧基溴芐，0.03 mol）和 150 mL N,N-二甲基甲酰胺，加熱至回流攪拌反應。反應完畢后加入100 mL甲基叔丁基醚，過濾。將固體溶于50 mL濃鹽酸，升溫至回流反應。降溫加入50 mL純化水攪拌，過濾，二氯甲烷/甲醇柱層析純化，得到5.7 g化合物1，收率61.7%。1H-NMR(DMSO-6, 600MHz,: ppm)：10.31(s, 1H)，9.91(s, 1H)，9.07(d, 1H,=7.2Hz)，8.57(s, 1H)，8.27(d, 1H,=9.0Hz)，8.16(d, 1H,=9.0Hz)，8.04(d, 1H,=7.2Hz)，7.65(s, 1H)，6.39(s, 1H) ，4.14(s, 3H) ，4.12(s, 3H)；13C-NMR(DMSO-6, 600MHz,: ppm)：151.7、151.1、150.1、141.7、137.3、134.7、132.0、129.5、127.2、126.3、124.0、122.3、122.3、122.0、120.7、106.2、103.7、103.1、62.1、57.6；MS (m/z): 333.9[M + H]+。

其中化合物8的制備方法：稱量2,3-二甲氧基苯甲醛8.3 g（0.05 mol）溶于100 mL無水甲醇，分批加入2.2 g硼氫化鈉，室溫還原反應。用鹽酸淬滅反應，再用碳酸氫鈉調至中性，減壓除去甲醇，加入二氯甲烷萃取，分出有機層。滴加5.4 g三溴化磷攪拌反應，減壓濃縮得到9.2 g化合物8，不經純化直接用于下一步反應。

2 結果與討論

2.1 結果

以胡椒乙胺為原料，經Bischler-Napieralski反應、脫氫芳構化反應、氧化反應、成肟反應和關環反應等共6步反應，得到鹽酸小檗堿相關雜質1，經1H-NMR、13C-NMR和質譜等確認結構，純度經 HPLC 測定達到了 98%以上，可以作為自制對照品，用于雜質分析和研究。

2.2 來源分析

通過分析鹽酸小檗堿原料藥的合成路線[12]可知（見圖3）：相關雜質1是在合成鹽酸小檗堿的關環反應過程中發現的工藝雜質，其產生過程與反應溫度等有關；同時，研究發現在對鹽酸小檗堿進行強堿破壞時也會有此雜質產生，隨著放置時間的延長，此雜質有明顯的增加趨勢。

圖3 鹽酸小檗堿的合成路線

3 結 論

本文以易得的胡椒乙胺為起始原料，經Bischler-Napieralski反應、脫氫芳構化反應、氧化反應、成肟反應和關環反應等共6步反應，得到鹽酸小檗堿相關雜質1，純度在98%以上，結構經核磁及質譜確認；同時，結合鹽酸小檗堿合成工藝，對該雜質產生的原因進行了分析研究。該雜質的合成，為鹽酸小檗堿原料藥質量控制中的雜質對照品提供了來源，極大地降低了購買對照品的成本，同時對改進鹽酸小檗堿合成工藝、提升原料藥質量具有指導意義。

［1］周瑞，項昌培. 黃連化學成分及小檗堿藥理作用研究進展[J]. 中國中藥雜志，2020，45（19）：4561-4573.

［2］張秀娟，馬駿池. 小檗堿對腸道菌群作用的研究進展[J]. 食品工業科技，2020，41（23）：359-363.

［3］林媛，司書毅，蔣建東. 小檗堿的抗菌作用[J]. 藥學學報，2018，53（2）：163-168.

［4］于浩，杜建玲. 小檗堿的藥理作用及機制的研究現狀[J]. 中國現代應用藥學，2020，37（4）：501-507.

［5］操映倩，周立分. 基于轉錄組學和蛋白質組學分析小檗堿抗糖尿病慢性炎癥機制[J]. 中國新藥雜志，2021，30（5）：424-433．

［6］秦紅，袁譽銘. 鹽酸小檗堿復合納米乳對高脂血癥大鼠的影響[J]. 中國臨床藥理學雜志，2021，37（15）：2019-2022．

［7］楊先浩，張麗瑾. 小檗堿抗腫瘤作用機制研究進展[J]. 中國中藥雜志，2021，46（10）：2449-2455．

［8］胡天惠，張延東，占艷艷，等.一種新的黃連素衍生物XMU-Ber122： CN107501259[P].2017-09-08．

［9］趙娜，石靖. 仿制藥一致性評價中雜質研究的常見問題探討[J]. 中國醫藥工業雜志，2021，52（5）：703-708．

［10］楊柳，趙鼎.吡拉西坦分散片處方的工藝研究[J]. 遼寧化工，2021，50（3）：326-327．

［11］AN R B, GU Z N, et al. Self-assembly of fluorescent dehydro- berberine enhances mitochondria-dependent antitumor efficacy[J]., 2018, 24(39): 9812-9819．

［12］嚴錫飛，鄭劍峰，李衛東. 天然藥物小檗堿的化學合成研究進展[J]. 有機化學，2021，41（6）：2217-2227．

Synthesis of Related Impurities of Berberine Hydrochloride

（Northeast Pharmaceutical Group Co., Ltd., Shenyang Liaoning 110027, China）

Berberine hydrochloride is mainly used in the treatment of gastroenteritis, Shigellosis and other intestinal infections, with minor side effects. In order to better control the quality of berberine hydrochloride, homopiperonylamine was used as the starting material to obtain the related impurity 1 of berberine hydrochloride via Bischler-Napieralski reaction, dehydroaromatization reaction, oxidation reaction, oximation reaction and ring-closing reaction, and its purity was over 98% and its structure was confirmed by NMR and MS. At the same time, the causes and mechanisms of the impurities production were analyzed to provide guidance for improving the quality of berberine hydrochloride．

Berberine hydrochloride; Related impurities; Synthesis

2021-11-04

姚廣豐（1985-），男，藥學類中級工程師，碩士，研究方向：藥物合成。

R914

A

1004-0935（2022）06-0763-03