达格列净·(S)-(+)-1, 2-丙二醇·一水合物的合成及其有关物质的分离与结构鉴定

郑云峰，吴高鑫，罗海荣

(1. 浙江海正药业股份有限公司，浙江 台州 318000；2. 铜仁学院 材料与化学工程学院，安徽 铜仁 554300)

达格列净(Dapagliflozin)是第一个成熟的C-糖苷类用于治疗2型糖尿病的钠-葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT2)抑制剂，相比于早期的O-糖苷类SGLT2抑制剂，其化学稳定性和代谢稳定性均有显著改善[1]，并且达格列净抑制剂不会引起低血糖及体重增加等不良反应，且不需要注射给药，提高了患者用药的顺应性，因此，达格列净具有广阔的应用前景[2]。达格列净的化学名为(1S)-1,5-脱水-1-C-[4-氯-3-[(4-乙氧基苯基)甲基]苯基]-D-葡萄糖。达格列净的结构式中，由于糖环结构含有四个羟基，自由分子状态易吸潮变质，原研公司美国百时美施贵宝公司和瑞典阿斯利康公司采用达格列净与(S)-(+)-1,2-丙二醇和水结合成共晶形式[3]，即达格列净·(S)-(+)-1,2-丙二醇·一水合物(Dapagliflozin·(S)-(+)-1,2-Propanediol·Monohydrate，1)，先后于2012年11月、2014年1月在欧盟和美国上市，商品名为Farxiga[4]。

合成1的关键步骤是β-C-糖苷的合成[5]，文献[6-8]采用经典的葡萄糖酸内酯合成法合成β-C-糖苷，即采用4-溴-1-氯-2-(4-乙氧基苄基)苯(2)和2, 3, 4, 6-四-O-三甲基硅基-D-葡萄糖酸内酯(3)在-78℃、正丁基锂作用下缩合，然后在甲磺酸-甲醇作用下醚化得到4，4在三乙基硅烷-三氟化硼乙醚还原脱除缩醛结构的甲氧基，再经酯化、重结晶得到5，最后经水解脱保护，然后与(S)-(+)-1,2-丙二醇和水络合[3]得到1。

为了合成高质量的1，本研究参照上述文献方法[3，6-8]，并基于质量源于设计(QbD)的理念[9]，对多步操作进行了优化研究：甲磺酸/甲醇醚化步骤中，经研究发现，糖端基差向异构体(α-C-糖苷)比例随反应时间延长逐渐减小，反应12 h后，糖端基差向异构体杂质<0.2%，反应16 h ～ 20 h时，糖端基差向异构体杂质均<0.1%，且随着时间延长，异构体杂质并无明显减少；在羟基乙酰化保护步骤中，我们采用N, N-二异丙基乙胺代替吡啶，避免了工业上异味的产生；在5的精制步骤中，对精制条件进行了优化，先乙酸乙酯/正己烷析晶，然后乙醇重结晶，糖端基差向异构体杂质<0.15%和五元环C-糖苷杂质<0.10%。1的合成路线如图1。

为了研究1的质量，本研究通过富集5结晶后的母液，碱水解后经制备液相分离纯化得到2个有关物质(图2)：(1S)-1,4-脱水-1-C-[4-氯-3-(4-乙氧基苄基)苯基]-D-葡萄糖醇(6)和(1R)-1,5-脱水-1-C-[4-氯-3-(4-乙氧基苄基)苯基]-D-葡萄糖(7)。所得1及6, 7经1H NMR，13C NMR和ESI-MS确认。

图1 达格列净·(S)-1, 2-丙二醇·一水合物的合成路线

Fig.1 Synthetic route of dapagliflozin propanediol monohydrate

图2 1的相关物质

1 实验部分

1.1 2-氯-5-(1-甲氧基-D-吡喃葡萄糖-1-基)-4'-乙氧基二苯甲烷(4)

往反应罐内加入甲苯10 L，2(2.5 kg，7.6 mol)。在氮气保护下搅拌溶清，将反应液降温至≤-78℃，加正丁基锂己烷溶液(1.6 M，5 L，1.05 eq)，在≤-78℃下反应45 min。再滴加含3(3.8 kg，8.0 mol)甲苯溶液10 L，滴毕后在≤-78℃下反应1 h。然后加入甲磺酸/甲醇(v∶v=1∶10，16.5 L)溶液，加完后将反应液自然升温至20～30℃，搅拌反应15 h，结束反应。往反应釜中加入饱和碳酸氢钠溶液20 L，淬灭反应，加入饮用水20 L稀释，分层，水相用乙酸乙酯萃取10 L×2次，合并有机相，用饱和氯化钠溶液洗涤10 L×2次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液在45℃减压浓缩至干，得糖浆物，直接用于下一步反应，ESI-MS(m/z)：456[M+NH4]+,1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.37 (s, 1H), 7.26 (m, 2H), 7.04 (d, J=8.6 Hz, 2H), 6.75 (d, J=8.6 Hz, 2H), 4.26 (s, 4H), 3.88～4.03 (m, 4H), 3.77～3.86 (m, 3H), 3.57～3.62 (m, 1H), 3.49～3.51 (m, 1H), 3.20 (d, J=9.3 Hz, 1H), 2.90～3.25 (s, 3H), 1.35 (t, J=7.0 Hz, 3H)；13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ:157.3, 138.6, 136.6, 134.4, 131.4, 130.1, 129.6, 129.3, 126.7, 114.4, 100.9, 76.9, 74.7, 72.5, 70.0, 63.4, 61.9, 49.2, 38.5, 14.8。

1.2 2-氯-5-(2, 3, 4, 6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖-1-基)-4'-乙氧基二苯甲烷(5)

往反应罐内加入乙腈20 L，降温至0℃，加入三氟化硼乙醚(2.2 kg，15.5 mol)和三乙基硅烷(2.0 kg，17.2 mol)，0℃反应45 min，再加入4的二氯甲烷溶液，，反应4 h，结束反应。向反应液中加入饱和碳酸氢钠溶液10 L，用乙酸乙酯萃取10 L×2次，合并有机相，用饱和氯化钠溶液洗涤10 L×2次，有机相用无水硫酸钠干燥。抽滤，滤液冷却至0℃，加入N, N-二异丙基乙胺(4.5 kg，35.0 mol)、乙酸酐 (3.6 kg，35.0 mol)和4-二甲氨基吡啶(50 g，0.4 mol)，反应45 min，结束反应，加入水25 L淬灭反应，用乙酸乙酯萃取10 L×2次，饱和氯化钠溶液洗涤10 L×2次，有机相于25～35℃浓缩至干。浓缩物加入乙酸乙酯10 L，加热溶清，趁热加入正己烷40 L，冷却至0℃搅拌，析出固体，过滤。滤饼用乙醇40 L，加热至回流溶清，冷却至10℃，搅拌，过滤，45℃真空干燥得白色固体(2.5 kg，以2计收率57.0%)，mp 119 ～ 121℃(文献：mp 118 ～ 122℃[8])。

1.3 达格列净·(S)-1, 2-丙二醇·水合物(1)

往反应罐内加入甲醇10 L，5(1.5 kg，2.6 mol)，搅拌均匀后加入3 mol/L氢氧化钠3.75 L，加热升温至65～75℃。反应30 min，结束反应。

向反应液中加入1 mol/L盐酸(约4.5 L)调pH值至6～7，45℃浓缩掉所有甲醇，乙酸乙酯萃取5 L×2次，有机相用饮用水洗涤5L×2次，分出乙酸乙酯层，过滤，滤液至另一反应罐。往滤液反应罐内加入S-(+)-1,2-丙二醇(280 g，3.6 mol)，室温搅拌1 h，再冷却至0℃，加入晶种适量，搅拌析晶2 h，加入正己烷16 L，维持0℃搅拌打浆，过滤，35℃减压干燥得到白色固体1(1.1 kg，84.6%)。纯度99.8% [HPLC归一法：色谱柱(Merck RP-18，250*4.6mm，5μm)；流动相 水∶乙腈= 60∶40，检测波长 220 nm；柱温 40℃，流速1.0 mL/min]。mp 72.5℃(文献[2]：71.4℃)，[α]D25= +15.1°(c = 1.0, MeOH)，ESI-MS(m/z)：431[M+Na]+;1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 7.36 (d, J=8.2 Hz, 1H), 7.32 (d, J=1.9 Hz, 1H), 7.23 (dd, J=8.3, 2.0 Hz, 1H), 7.09 (d, J=8.6 Hz, 2H), 6.82 (d, J=8.6 Hz, 2H), 4.85 (s, 3H), 4.41 (s, 3H), 3.93～4.02 (m, 5H), 3.70 (dd, J=11.7, 1.3 Hz, 1H), 3.53～3.60 (m, 1H), 3.44 (dd, J=11.7, 5.6 Hz, 1H), 3.26～3.28 (m, 2H), 3.22～3.25 (m, 1H), 3.18～3.20 (m, 2H), 3.09～3.11 (m, 1H), 1.29 (t, J=7.0 Hz, 3H), 1.00 (d, J=6.3 Hz, 3H);13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ:157.4, 140.1, 138.3, 132.4, 131.7, 131.3, 130.0, 129.1, 127.8, 114.8, 81.7, 81.2, 78.8, 75.2, 70.8, 67.7, 67.6, 63.4, 61.8, 38.1, 20.4, 15.1。

1.4 (1S)-1,4-脱水-1-C-[4-氯-3-(4-乙氧基苄基)苯基]-D-葡萄糖醇(6)和(1R)-1,5-脱水-1-C-[4-氯-3-(4-乙氧基苄基)苯基]-D-葡萄糖(7)

将5的母液减压浓缩至干物200 g，加入甲醇2 L，搅拌均匀后加入3 mol/L氢氧化钠溶液0.5 L，加热升温至65～75℃。反应完毕后，向反应液中加入1mol/L盐酸调pH至6～7，于35～45℃浓缩掉所有甲醇，采用制备色谱分离纯化(色谱柱：50 DAC，流动相 甲醇∶水=55∶45，流速：80mL/min)，收集36.1～40.2 min洗脱液，减压浓缩后得到糖浆物6(0.22 g)，ESI-MS(m/z)：431[M+Na]+;1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 7.36～7.32 (m, 2H), 7.28 (dd, J=8.3, 1.6 Hz, 1H), 7.07 (d, J=8.5 Hz, 2H), 6.83 (d, J=8.6 Hz, 2H), 4.48 (d, J=2.6 Hz, 1H), 3.93～3.98 (m, 5H), 3.79～3.83 (m, 3H), 3.63～3.60 (m, 1H), 3.44～3.40 (m, 1H), 1.29 (t, J=7.0 Hz, 3H);13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ:157.4, 141.5, 138.5, 131.9, 131.6, 130.0, 129.7, 129.3, 126.5, 114.8, 87.1, 84.8, 81.9, 77.8, 69.9, 64.3, 63.4, 38.1, 15.1。收集47.4～52.8 min洗脱液，减压浓缩后得到糖浆物7(0.31 g), ESI-MS(m/z)：431[M+Na]+;1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ: 7.34 (d, J=8.2 Hz, 1H), 7.25 (s, 1H), 7.18 (dd, J=8.2, 1.4 Hz, 1H), 7.10 (d, J=8.4 Hz, 2H), 6.83 (d, J=8.5 Hz, 2H), 5.15 (d, J=3.9 Hz, 1H), 5.01 (d, J=2.6 Hz, 1H), 4.87 (d, J=4.4 Hz, 1H), 4.57 (d, J=5.6 Hz, 1H), 4.41 (t, J=5.6 Hz, 1H), 4.13 (m, 1H), 3.95～4.00 (m, 6H), 3.73～3.75 (m, 1H), 3.61～3.64 (m, 1H), 3.31～3.45 (m, 1H), 1.35 (t, J=7.0 Hz, 3H);13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ:157.3, 138.9, 137.9, 131.8, 131.6, 130.5, 130.0, 128.8, 127.5, 114.7, 82.1, 81.3, 78.4, 77.2, 70.0, 64.6, 63.4, 38.1, 15.1。