吗啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷脱水杂质的合成工艺

郭建锋，肖琳霞，汪 淼,2，屈 钦，李莉娥*，田峦鸢,2，金 芬

(1.宜昌人福药业有限责任公司，湖北 宜昌443000；2.人福医药集团股份公司，湖北 武汉430075)

吗啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷(morphine-6-β-D-glucuronide，M6G)，是吗啡在体内的活性代谢物。该产品先由英国CeNeS公司研发，后该公司被德国PAION公司收购，目前处于临床Ⅲ期研究阶段。国内目前主要有江苏恒瑞医药和宜昌人福药业申请了临床研究，用于中度到重度疼痛的治疗。M6G与吗啡的不同之处在于：(1)M6G对μ阿片受体的亲和力较吗啡的强；(2)M6G对μ受体的结合效率较吗啡的高；(3)M6G对κ受体的结合力较吗啡的低；(4)M6G与吗啡的吸收、分布、代谢、排泄(ADME)曲线完全不一样。这些特点导致M6G与吗啡的临床效果不同，M6G对μ/κ的选择性比吗啡的更高，从而降低呼吸抑制、滥用倾向和身体依赖性[1-3]。

吗啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷脱水杂质[4](HN-33177)，化学名为(2R,3R,4S)-3,4-二羟基-2-(((4R,4aR,7S,7aR,12bS)-9-羟基-3-甲基-2,3,4,4a,7,7a-六氢-1H-4,12-二甲基苯并吡喃[3,2-e]异喹啉-7-基)氧基)-3,4-二氢-2H-吡喃-6-羧酸，是在制备M6G过程中产生的杂质。文献[5-7]报道了首先脱除M6G糖环上羧基β-位羟基，再与保护的3-羟基反应生成HN-33177。但本研究重复该工艺时发现，得到的黑色油状物无法进行分离和检测，不能进行下一步脱水杂质的合成。另一种方法是使用KN(SiMe3)2在-10 ℃下对M6G进行水解，但得到的脱水杂质不纯。作者在参考相关文献的基础上，以M6G为原料，经乙酰基酯化保护、盐酸羟胺氨解、苯甲酰氯酯化保护、三氟甲醇酯化保护、DBU活化、混合碱脱水[8]等反应合成HN-33177，其合成路线如图1所示。

图1 HN-33177的合成路线

1 实验

1.1 试剂与仪器

吗啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷(M6G)，宜昌人福药业有限责任公司；乙酰氯，分析纯，江阴月城江南精细化工厂有限公司；三乙胺，分析纯，武汉业朗化工有限公司；盐酸羟胺，分析纯，山东凯瑞英材料科技有限公司；苯甲酰氯，分析纯，武汉伯业科技发展有限公司；1,3-二环己基碳二亚胺(DCC)，分析纯，淄博冠升化工有限公司；1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)，分析纯，南京化学试剂股份有限公司；实验用水为纯化水。

AVANCE Ⅲ 500M型全数字化超导核磁共振波谱仪、APEX Ⅳ型傅立叶变换离子回旋共振质谱仪、Smart Apex CCD型单晶衍射仪，Bruker公司；2695型高效液相色谱仪，Waters公司。

1.2 合成方法

1.2.1 3-乙酰基吗啡-6-β-D-(3R,4S,5S)-三乙酰基葡萄糖醛苷羧酸(Ⅱ)的合成

将M6G(Ⅰ)23 g(0.05 mol)、200 mL乙腈加入配有温度计的1 L三口瓶中，搅拌，制为悬浮液；加入三乙胺20.3 g(0.2 mol)，降温至-10～0 ℃，滴加乙酰氯15.7 g(0.2 mol)，维持0 ℃反应完全；向反应瓶中补加100 mL二氯甲烷，搅拌，过滤，滤液分别用50 mL纯化水洗涤3次、100 mL饱和氯化钠溶液洗涤1次，用无水硫酸镁干燥过夜，过滤，滤液浓缩至干，得化合物Ⅱ 31.7 g，冷藏保存，直接用于下一步反应。

1.2.2 3-苯甲酰基吗啡-6-β-D-(3R,4S,5S)-三乙酰基葡萄糖醛苷羧酸(Ⅳ)的合成

将化合物Ⅱ溶于180 mL无水乙醇中，加入盐酸羟胺3.5 g(0.05 mol)，20～30 ℃反应12 h；减压浓缩，浓缩物加入50 mL纯化水和120 mL二氯甲烷，萃取分液，二氯甲烷层用饱和氯化钠溶液洗涤，用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液浓缩至干，得化合物Ⅲ。

将化合物Ⅲ溶于50 mL乙腈中，加入三乙胺5.1 g(0.05 mol)，控制反应温度-5～5 ℃，滴加7.0 g(0.05 mol)苯甲酰氯，滴加完毕后自然升至室温；反应完毕后，将反应液直接倒入100 mL二氯甲烷中，用碳酸氢钠溶液中和，二氯甲烷层用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液浓缩至干，得化合物Ⅳ。

1.2.3 3-苯甲酰基吗啡-6-β-D-(3R,4S,5S)-三乙酰基葡萄糖醛苷羧酸三氟甲酯(Ⅴ)的合成

将化合物Ⅳ溶于100 mL乙腈中，加入配有温度计的500 mL三口瓶中，加入DCC 30.9 g，降温至-10～0 ℃，滴加冷冻的三氟甲醇5.2 g(0.06 mol)，-5～0 ℃反应至完毕，过滤，滤饼用30 mL乙腈洗涤3次，抽干，固体用无水乙醇重结晶，室温减压干燥至恒重，得化合物Ⅴ 22.8 g，收率60%，HPLC纯度99.43%。1HNMR(500 MHz,CDCl3),δ:1.68(s,3H,-CH3),1.93～1.96(m,7H,-CH,2-CH3),2.00～2.03(m,1H,-CH),2.44(s,3H,-NCH3),2.55～2.56(m,1H,-CH),2.62～3.63(m,1H,-CH),3.04～3.09(d,1H,-CH),3.34～3.37(m,1H,-CH),4.01～4.02(m,1H,-CH),4.29～4.31(m,1H,-CH),4.85～4.96(m,3H,3-CH),5.17～5.34(m,3H,3-CH),5.68～5.71(d,1H,-CH),6.55～6.59(d,1H,-CH),6.82～6.84(d,1H,-CH),7.44～7.49(m,2H,2-CH),7.55～7.57(d,1H,-CH),8.15～8.18(d,2H,2-CH);ESI-MS,m/z:760.6[M+H]+。

1.2.4 HN-33177的合成

将化合物Ⅴ22.8 g加入配有温度计的500 mL三口瓶中，加入120 mL无水二氯甲烷，搅拌溶解，降温至0 ℃左右，加入DBU 13.7 g，0 ℃左右继续搅拌反应1～2 h；自然升至室温后，反应液依次用50 mL去离子水洗涤3次、50 mL饱和氯化钠溶液洗涤1次，用无水硫酸镁干燥过夜，过滤，滤液浓缩至干，得黄色残留物28.7 g；残留物用280 mL 85%乙醇搅拌溶解，冷却至-10 ℃以下，缓慢分批加入8.4 g盐酸羟胺和10.3 g无水碳酸钾，恢复至室温继续反应5 h；过滤，滴加10%氢溴酸溶液调节滤液pH值至中性，加入乙醇析晶，甲醇洗去溴化钾，用60%甲醇重结晶，0～5 ℃析晶，过滤，滤饼于35～40 ℃下减压干燥，得白色固体HN-33177 9.3 g，收率69.9%，HPLC纯度99.13%。1HNMR(300 MHz,DMSO-d6),δ:1.72～2.17(m,2H,-CH2),2.41～3.03(s,m,5H,-CH2,-NCH3),3.34～3.61(m,2H,-CH2),3.96～4.10(m,1H,-CH),4.32～4.33(d,1H,-OH),5.07～5.08(d,1H,-CH),5.16～5.18(m,1H,-CH),5.33～5.35(d,1H,-OH),5.56～5.68(m,1H,-CH),5.77～5.78(d,1H,-OH),6.35～6.42(d,1H,-CH),6.45～6.51(d,1H,-CH),8.95(s,1H,-OH);13CNMR(75 MHz,DMSO-d6),δ:20.53,33.96,41.47,42.29,45.66,48.56,58.11,67.05,70.61,71.78,87.45,99.07,110.72,116.60,118.89,124.07,128.25,130.00,130.63,138.72,142.49,146.08,164.56;ESI-MS,m/z:462.2[M+H]+。

1.3 检测条件

色谱条件：Agilent ZORBAXE clipse XDB-phenyl色谱柱，柱温35 ℃，检测波长240 nm，进样量10 μL，流动相为磷酸二氢钾(磷酸调节pH值至3.0，A)-乙腈(B)，流速1 mL·min-1，梯度洗脱程序：0 min，90%A-10%B；25～40 min，15%A-85%B。

X-射线单晶衍射测试条件：X-射线管Mo靶，波长0.710 73 Å，管电压50 kV，管电流30 mA，扫描方式为连续，扫描速度0.5°/帧，扫描范围1.39°～29.99°，温度100 K。

2 结果与讨论

2.1 X-射线单晶衍射分析

采用溶剂挥发法进行单晶培养。取化合物Ⅴ乙醇滤液10 mL，置于冰箱中冷藏，控制温度0～5 ℃析晶，自然挥发溶剂，静置2周，析出无色针状透明晶体，对其进行X-射线单晶衍射分析，结果如下：

晶胞参数：a=11.148(3)Å，α=90°；b=11.584(3)Å，β=110.828(2)°；c=15.677(4)Å，γ=90°。

晶体学数据：晶系为单斜晶系，空间群为P2(1)，晶胞体积为1 892.3(9)Å3，晶胞内分子数Z为2，晶体密度(计算值)为1.342 mg·m-3，吸收系数为0.102 mm-1，F(000)为810，晶体尺寸为0.20 mm×0.20 mm×0.10 mm，可观察衍射点为R1=0.0441，wR2=0.1190；全部衍射点为R1=0.0524，wR2=0.1355。

2.2 HN-33177的HPLC分析(图2)

图2 HN-33177的HPLC图谱

2.3 讨论

本研究在现有的M6G脱水杂质HN-33177合成路线[2]的基础上进行了优化：(1)制备中间体Ⅳ时，由于中间体Ⅱ为油状物，无法进一步纯化。研究发现，将吗啡的3-羟基氨解后用苯甲酰基进行保护，可得到乳白色的固体，使用无水乙醇重结晶可进一步纯化，HPLC纯度可达到99%以上，收率也较高，有利于进行下一步反应，且后处理操作更加简便。(2)将中间体Ⅳ糖环上的羧基用特定吸电子基团进行保护，同时利用羧基α-位氢成弱酸性性质，使用有机强碱进一步活化α-位氢，使α-位氢和β-位羟基在碱性条件可发生消除反应脱去一分子水，得到较高纯度(HPLC纯度99.13%)的M6G脱水杂质HN-33177，完全满足药品杂质标准物质的要求，且总收率达到41.9%。

3 结论

以吗啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷为原料，经乙酰基酯化保护、盐酸羟胺氨解、苯甲酰氯酯化保护、三氟甲醇酯化保护、DBU活化、混合碱脱水等反应合成吗啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷脱水杂质，总收率为41.9%，HPLC纯度达99.13%，其结构经1HNMR、13CNMR、ESI-MS等确证。该工艺反应条件温和、操作简单、总收率高，为吗啡-6-β-D-葡萄糖醛酸苷脱水杂质的合成提供了一种有效途径。