一种柳氮磺吡啶杂质I磺酸乙酯杂质的制备方法

陈伟荣 周 刚 陈道新 孟祥亮

（浙江海翔川南药业有限公司,浙江 临海317000）

柳氮磺吡啶为磺胺类抗菌药,临床用于治疗急慢性溃疡性结肠炎。属口服不易吸收的磺胺药,吸收部分在肠微生物作用下分解成5 -氨基水杨酸和磺胺吡啶。5 -氨基水杨酸与肠壁结缔组织络合后较长时间停留在肠壁组织中起到抗菌消炎和免疫抑制作用,如减少大肠埃希菌和梭状芽孢杆菌,同时抑制前列腺素的合成以及其他炎症介质白三烯的合成[1]。因此,目前认为本品对炎症性肠病产生疗效的主要成分是5 -氨基水杨酸, 由本品分解产生的磺胺吡啶对肠道菌群显示微弱的抗菌作用。同时柳氮磺吡啶对于改善腰背部僵痛及骶髂关节病变有明显的疗效。该产品由美国辉瑞于1941年在瑞士上市,2011年在全球销售额达到2 亿美元,且逐年增长。随着时代的进步,国际社会对医药的质量要求越来越严格,特别是对潜在基毒杂质的研究要做到实际存在的和理论存在的都要研究透彻。

目前商业化生产的柳氮磺胺吡啶,以2 -氨基吡啶和对乙酰氨基苯磺酰氯为起始物料经过缩合再水解得到磺胺吡啶,然后磺胺吡啶和亚硝酸钠经重氮化反应再和水杨酸偶合反应在乙醇中调酸结晶得到柳氮磺吡啶粗品,最后通过纯化重结晶得到柳氮磺吡啶成品[2]。磺胺吡啶重氮盐和水杨酸偶合过程中产生的柳氮磺吡啶杂质I 结构上的磺酸基片段便有可能和工艺中用到的乙醇缩合生成柳氮磺吡啶杂质I 磺酸乙酯杂质。此杂质具有遗传毒性致癌性杂质的警示结构的苯基磺酸酯。由于目前并没有此柳氮磺吡啶杂质I 磺酸乙酯杂质的合成文献报道和相关的毒理数据,因此合成此化合物对柳氮磺吡啶后期的生物代谢和毒理研究具有重大的研究价值。

本研究发明了一种柳氮磺吡啶杂质I 磺酸乙酯杂质的制备方法,合成路线如下图1 所示,以对硝基苯磺酰氯（6）和乙醇钠为起始物料,经过缩合得到对硝基苯磺酸乙酯（5）,再在钯碳的催化下氢化还原硝基[3]得到对氨基苯磺酸乙酯（4）,然后在亚硝酸钠和浓盐酸的作用下经过重氮化反应得到苯磺酸乙酯重氮盐（3）,最后重氮盐和水杨酸（2）在碱性条件下偶合反应[4]得到柳氮磺吡啶杂质I 磺酸乙酯杂质（1）。

图1 化合物1 的合成路线Fig．1 Synthetic Route of 1

1 实验部分

1．1 主要实验仪器及试剂

安捷伦1260II 液相色谱仪器；瑞士Bruker DMX-500 型核磁共振仪；对硝基苯磺酰氯（麦克林试剂,含量99%）；水杨酸（山东隆兴药业,含量99．5%以上）；其它试剂或溶剂均为市售分析纯或化学纯。

1．2 合成方法

1．2．1 对硝基苯磺酸乙酯（5）的合成

在氮气保护下,往干燥的1 000 ml 四口烧瓶中加入四氢呋喃溶剂300 ml 和对硝基苯磺酰氯（6）10 g（45．1 mmol）,搅拌待溶清后加入15．3 g 乙醇钠（225．5 mmol）,完毕搅拌升温至60 ℃保温反应18 小时以上。取样点板TLC 显示原料反应完毕,冷却至室温后加入纯化水100 ml 和乙酸乙酯300 ml 提取分层,水层再用100 ml 乙酸乙酯萃取一次,合并乙酸乙酯层,在50 ℃下浓缩干得到黄色固体对硝基苯磺酸乙酯（5）9．9 g,收率95%。

1．2．2 对氨基苯磺酸乙酯（4）的合成

往250 ml 四口瓶中加入乙醇150 ml,5．0 g 对硝基苯磺酸乙酯（5）（21．6 mmol）,搅拌溶清后加入0．8 g 10%的钯碳,氢气置换后插上氢气球室温反应过夜,取样点板TLC 显示原料反应完毕后,过滤,并用少量乙醇淋洗后在50 ℃下浓缩干得到对氨基苯磺酸乙酯（4）4．2 g,收率97%。

1．2．3 柳氮磺吡啶杂质I 磺酸乙酯杂质（1）的合成

在氮气保护下往100 ml 四口反应瓶中加入纯化水20 ml,开启搅拌下加入对氨基苯磺酸乙酯（4）4．0 g（19．9 mmol）,加入浓盐酸7．4 g（70．6 mmol）,搅拌溶清后加入预冷的冰水20 g,降温至-5 ～0 ℃。控制内温- 5 ～4 ℃,将预配制的亚硝酸钠溶液（1．5 g 亚硝酸钠（21．7 mmol）+7 g 冰水）缓慢滴加进行重氮化反应,以淀粉碘化钾试纸变蓝色为反应终点。-5 ～4 ℃保温半小时,反应完毕得到对氨基苯磺酸乙酯重氮盐（3）待用。

氮气保护下在另一350 ml 四口反应瓶中加入液碱20．5 g（169．1 mmol）和水杨酸（2）8．3 g（59．4 mmol）搅拌溶清,冷却温度至-5 ～0 ℃,在控制内温≤0 ℃下往里缓慢滴加上步的对氨基苯磺酸乙酯重氮盐（3）,并在-5 ～0 ℃下保温反应半小时。反应完毕,控制内温≤10 ℃下,加入乙醇20 g 并用浓盐酸调体系内pH 在2．5 ～3．0 范围,完毕在室温下搅拌半小时,过滤,并用少量水淋洗,得柳氮磺吡啶杂质I 磺酸乙酯杂质（1）5．9 g,纯度96% （HPLC）,收率85%。1H NMR（DMSO,400 MHz）δ:1．25（t,J =6．9 Hz,3 H）,4．01（q,J=6．9 Hz,2 H）,7．23（s,1 H）,7．50 ～8．12（m,7 H）,12．1（r,1 H）；13C NMR （DMSO,100 MHz）δ:10．6,57．4,115．2,116．9,123．5,123．9,125．1（2C）,125．7,130．2,143．5,151．3,158．5,166．8,171．1。

2 结果与讨论

2．1 乙醇钠用量对对硝基苯磺酸乙酯（5）收率的影响

对硝基苯磺酰氯（6）在乙醇钠的作用下缩合得到对硝基苯磺酸乙酯（5）,在其它条件不变的情况下,考察不同用量的乙醇钠对得到对硝基苯磺酸乙酯（5）收率的影响,结果如表1 所示。

表1 乙醇钠用量对对硝基苯磺酸乙酯（5）收率的影响Tab．1 Effect of the dosage of Sodium ethoxide on theyield of Ethyl p-nitrobenzene sulfonate （5）

从表1 可看出,随着乙醇钠用量的增加,对硝基苯磺酸乙酯（5）收率在不断升高,但在5．0eq 用量后再增加用量收率就开始降低,因此我们最终将乙醇钠用量定在5．0eq 为最佳。

2．2 水杨酸用量对柳氮磺吡啶杂质I 磺酸乙酯杂质（1）收率的影响

对氨基苯磺酸乙酯重氮盐（3）在碱性条件下和水杨酸偶合得到柳氮磺吡啶杂质I 磺酸乙酯杂质（1）,在其它条件不变的情况下,考察不同用量的水杨酸对得到柳氮磺吡啶杂质I 磺酸乙酯杂质（1）收率的影响,结果如表2 所示。

表2 水杨酸用量对柳氮磺吡啶杂质I 磺酸乙酯杂质（1）收率的影响Tab．2 Effect of the dosage of Salicylic acid on the yield ofsulfasalazine impurity I ethyl sulfonate impurity（1）

从表1 可看出,随着乙醇钠用量的增加,对硝基苯磺酸乙酯（5）收率在不断升高,但在5．0eq 用量后再增加用量收率就开始降低,因此我们最终将乙醇钠用量定在5．0eq 为最佳。

3 结论

本研究发明以对硝基苯磺酰氯（6）和乙醇钠为起始物料,经过缩合得到对硝基苯磺酸乙酯（5）,再在钯碳的催化下加氢还原硝基得到对氨基苯磺酸乙酯（4）,然后在亚硝酸钠和浓盐酸的作用下经过重氮化反应得到苯磺酸乙酯重氮盐（3）,接着重氮盐和水杨酸（2）在碱性条件下偶合反应最后得到柳氮磺吡啶杂质I 磺酸乙酯杂质（1）,纯度可达93%,收率可达75%以上。本研究发明的合成路线,原料易得,工艺路线简短合理,合成操作安全方便,收率高纯度高,可实现工业化生产柳氮磺吡啶杂质I 磺酸乙酯杂质。