鹽酸伊達比星雜質A的合成工藝優化及其高效液相分析

蘇進財, 黃丹丹, 代清宇, 季曉君, 吳 艦, 徐 丹

(南京正大天晴制藥有限公司,江蘇 南京 210046)

鹽酸伊達比星(IDA),即4-脫甲氧基柔紅霉素(Chart 1),屬于半合成的蒽環類抗腫瘤藥物。1991年,IDA由意大利Farmitalia Carlo Erba公司開發,主要用于治療急性白血病,是一種DNA嵌入劑。IDA可作用于拓撲異構酶Ⅱ,抑制核酸合成,與柔紅霉素相比,蒽環結構4-位的改變使該化合物具有高親脂性,提高了細胞對藥物的攝入[1-3]。靜脈或口服用藥對鼠白血病和淋巴瘤均有效。注射用鹽酸伊達比星于1989年11月首先在英國獲批,隨后在美國和法國及其他一些歐盟國家獲批上市,規格均為5.00 mg和10.00 mg。 1997年,衛生部批準原研進口鹽酸伊達比星粉針劑。2004年,原研地產化產品在國內獲批,商品名為善唯達?,規格為5.00 mg和10.00 mg。該藥臨床可用于成人急性非淋巴細胞性白血病(ANLL)的一線治療[4-6],以及復發和難治患者的誘導緩解治療，而作為二線治療藥物,可用于成人和兒童的急性淋巴細胞性白血病[7-9]。

Scheme 1

Chart 1

目前,文獻[10-16]報道的伊達比星的合成方法主要包括全合成和半合成兩種。其中半合成路線[17]是以鹽酸柔紅霉素為原料,經酸水解得到柔紅霉酮和道諾胺糖,然后分別對柔紅霉酮和道諾胺糖進行改造,再經糖苷化、脫保護及成鹽得到鹽酸伊達比星。2012年,扎布金等[18]報道的以鹽酸柔紅霉素為起始物料,通過對3′-位氨基進行保護,以及脫甲基、酚羥基保護和還原3步反應脫除4-位的甲氧基,最后脫除3′-位氨基上的保護基并成鹽后得到鹽酸伊達比星。由上述兩種合成鹽酸伊達比星的方法可以看出,4-位的甲氧基均是先脫甲基為酚羥基,然后再對酚羥基進行保護和還原后使其脫除。此外,在研究過程中發現11-位的酚羥基也可能被脫除,并傳導至鹽酸伊達比星成品中,生成鹽酸伊達比星雜質A。參考上述兩種方法的[19]相關路線,本文成功合成了鹽酸伊達比星11-位脫羥基的雜質A(Scheme 1),并確立了其分析方法,雜質A的結構經1H NMR,13C NMR 和MS(ESI)表征。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Bruker-500 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑,TMS為內標);Agilent 1260 ESI-LC/MS(Infinity/6120)型高效液相色譜儀;S210-K型實驗室臺式pH計。

所用試劑均為分析純或化學純。

1.2 合成

(1) 中間體1的合成

將鹽酸伊達比星10.00 g(18.73 mmol)和二氯甲烷(100.00 mL)加入到三口反應瓶中并進行攪拌,然后依次加入三乙胺10.00 g(104.88 mmol)和三氟乙酸乙酯7.50 g(37.46 mmol),室溫下攪拌反應4 h。向反應液中加入二氯甲烷(100.00 mL),用水(2×50.00 mL)洗滌,濃縮后得固體產物110.40 g,收率94%; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C28H26F3NO10{[M+Na]+}616.20。

表1 不同的有機堿對反應的影響*

(2) 中間體2的合成

將中間體18.00 g(13.48 mmol)溶于吡啶(80.00 mL)并加入到三口反應瓶中進行攪拌,氮氣保護,冰浴控制內溫低于8 ℃,滴加三乙胺3.00 g(29.65 mmol)和三氟甲磺酸酐7.60 g(26.96 mmol),滴加完畢,反應2 h。向反應液中加入乙酸乙酯(80.00 mL),用水(2×50.00 mL)洗滌,有機相濃縮得固體產物28.10 g,收率83%;HR-MS(ESI-)m/z: Calcd for C29H25F6NO12S{[M-H]-}724.60。

(3) 中間體3的合成

將中間體27.00 g(9.65 mmol)和無水1,4-二氧六環(70.00 mL)加入到三口反應瓶中并進行攪拌,然后依次加入醋酸鈀0.11 g(482.38 umol)、 1,1′-雙(二苯基膦)二茂鐵0.53 g(964.77 umol)、三乙胺2.93 g(28.94 mmol)和甲酸1.33 g(28.94 mmol)。氮氣置換保護,加熱至50 ℃反應2 h。反應液降至室溫,向反應液中加入乙酸乙酯(80.00 mL),用水(2×80.00 mL)洗滌,有機相濃縮得固體產物35.30 g,收率94%; HR-MS(ESI-)m/z: Calcd for C28H26F3NO9{[M+Na]+}600.20。

(4) 雜質A的合成

將中間體35.00 g(8.66 mmol)加入到0.30 mol/L氫氧化鈉水溶液(100.00 mL)中,室溫攪拌反應1 h。用10%鹽酸溶液調pH=7,并向反應液中加入二氯甲烷(3×150.00 mL)萃取,有機相合并,濃縮油狀物。油狀物溶于二氯甲烷(100.00 mL),滴加15%氯化氫-甲醇調pH=3,析晶,抽濾、干燥得橙黃色固體雜質A[15]3.50 g,收率78%,純度為99.80%,m.p.205～208 ℃;1H NMRδ: 8.14～8.20(m, 2H), 7.93(m, 2H), 5.66(s, 1H), 5.45(d,J=3.3 Hz, 1H), 5.30(s, 1H), 4.96(s, 1H), 4.20(m, 1H), 3.69(s, 1H), 3.40(d,J=12.0 Hz, 1H), 3.04～3.16(m, 2H), 2.29(s, 3H), 2.16～2.214(m, 2H), 1.93(m, 1H), 1.76(m, 1H), 1.19(d,J=6.0Hz, 3H);13C NMRδ: 212.23, 188.49, 182.04, 161.50, 145.26, 135.52, 135.08, 133.48, 133.20, 132.18, 130.95, 127.28, 126.95, 120.20, 114.14, 99.34, 76.33, 70.44, 66.62, 66.47, 47.06, 39.02, 37.48, 28.68, 24.70, 17.21; HR-MS(ESI+)m/z: Calcd for C26H27NO8{[M-HCl+H]+}482.20。

2 結果與討論

2.1 合成

在合成中間體2時,對有機堿進行了篩選,結果見表1。由表1可知,三乙胺作堿反應略優于N,N-二異丙基乙胺(DIPEA),因此選三乙胺作為該反應的有機堿。且當中間體1和三乙胺的摩爾比為1.0/2.2,中間體2純度最大達87.58%。為了考察酰化劑含量對反應的影響,對反應中三氟甲磺酸酐的含量(物質的量分數)進行考察,其結果見表2。由表2可知,當中間體1和三氟甲磺酸酐的最佳摩爾比為1.0/2.0。綜上所述,合成中間體2的最優工藝為:以吡啶作為反應溶劑,加入適量的三乙胺及三氟甲磺酸酐,冰浴控制內溫低于8 ℃,攪拌反應2 h。

表2 1與三氟甲磺酸酐的物質的量之比對反應的影響*

2.2 反應機理

在合成中間體3時,根據相關文獻[20],推測了該還原反應機理(Scheme 2)。首先醋酸鈀與磷配體形成絡合物,三氟甲磺酸芳基氧化加成到鈀(0)-磷化催化劑中得到化合物II,再由甲酸離子取代三氟甲磺酸在金屬Pd的位置得到化合物III,經失去二氧化碳產生芳基鈀(II)氫化物IV,再通過還原消除形成還原產物。

圖1 鹽酸伊達比星與雜質A的HPLC譜圖Figrue 1 HPLC of idarubicin hydrochloride and impurity A

Scheme 2

2.3 高效液相分析

圖1為鹽酸伊達比星與雜質A的HPLC圖。由圖1可知,RT 10.877 min為鹽酸伊達比星雜質A峰,RT 15.558 min為鹽酸伊達比星峰。鹽酸伊達比星與其脫羥基雜質A用高效液相色譜分析后,可將雜質A進行有效分離。參照高效液相色譜法測定方法,以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑,如Welch Ultimate AQ-C18(4.60 mm×250.00 mm, 5.00μm),或采用效能相當的色譜柱,以0.10%磷酸溶液為流動相A,以甲醇為流動相B,按表3進行線性梯度洗脫。檢測波長為254.00 nm,柱溫為35 ℃,流速為1.00 mL/min。精密量取供試品溶液20.00 μL,注入液相色譜儀,記錄色譜圖,按峰面積歸一化法進行計算。

表3 流動相洗脫比例

本文以鹽酸柔紅霉素為起始原料,經過4步反應首次合成鹽酸伊達比星的11-位脫羥基雜質A,并確定了該雜質的分析方法,為鹽酸伊達比星的質控標準提供參考。經過優化后雜質A的制備總收率為57.20%,純度為99.80%。