氘標記鹽酸苯環(huán)壬酯的合成

史衛(wèi)國，陳家駿，樊士勇，何新華，陳蘭福，龔雄麒，仲伯華

（軍事醫(yī)學科學院 毒物藥物研究所，北京 100850）

鹽酸苯環(huán)壬脂（Phencynondte Hydrochloride，商品名：飛賽樂），化學名稱為：α－苯基－α－環(huán)戊基－α－羥基乙酸－9α－［N－甲基－3－氮雜雙環(huán)（3，3，1）壬］酯鹽酸鹽，是軍事醫(yī)學科學院毒物藥物研究所研制的抗膽堿一類新藥，主要用于預防暈動癥［1－3］。臨床研究［4－9］結果表明，鹽酸苯環(huán)壬酯對各種原因?qū)е碌难灠Y，錐動脈供血不足引起的眩暈、位置性眩暈、美尼爾氏病等具有較好的療效（有效率94.0%），優(yōu)于臨床首選抗暈藥眩暈停（有效率67.9%），且起效時間快。鹽酸苯環(huán)壬酯分子中有一個手性中心，具有兩個光學異構體，目前正在進行光學異構體左旋苯環(huán)壬酯的研究和開發(fā)，以期進一步提高藥效，降低毒副作用。

穩(wěn)定性同位素無放射性，物理性質(zhì)穩(wěn)定，對人體無害，可采取化學合成的方法將其標記到藥物分子中去，標記藥物的濃度可運用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用（GC－MS）或液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用（LCMS）方法檢測，具有較高的測試專屬性和靈敏度［10］。因此，近年來穩(wěn)定同位素示蹤技術在臨床藥代動力學研究中的應用日益廣泛。鹽酸苯環(huán)壬酯用藥劑量小、代謝產(chǎn)物多，為了開展鹽酸苯環(huán)壬酯及其光學異構體藥代動力學研究，確定代謝途徑，進行代謝差異比較等，本工作擬合成氘標記的鹽酸苯環(huán)壬酯。

1 主要實驗材料

環(huán)己酮（AR）、溴代環(huán)戊烷（AR）、D5－溴苯（AR）、重氮甲烷（AR）：均為Sigma公司產(chǎn)品；甲醛（AR）、冰乙酸（AR）、氯化銨（AR）、鹽酸（AR）、氫化鈉（AR）：國產(chǎn)試劑，國藥集團化學試劑公司產(chǎn)品。溫度計讀數(shù)未經(jīng)校正；高分辨質(zhì)譜儀（MS）：Finnigan MAT 90；超導核磁共振儀（NMR）：日本電子JNM－ECA－400型。

2 實驗方法

氘代鹽酸苯環(huán)壬酯的化學結構示于圖1。由圖1可知，苯環(huán)壬酯分子中的苯環(huán)及環(huán)戊基均可作為標記位置，據(jù)此設計的合成路線示于圖2。由于氘代苯衍生物原料易得，價格較低廉，故選擇氘代溴苯為氘代試劑。以五氘溴苯（含氘99%，Sigma產(chǎn)品）為原料，先由格氏反應生成α－環(huán)戊基－α－D5－苯基羥乙酸乙酯（化合物5），通過水解生成中間體6，經(jīng)成鹽純化，再甲酯化制備得到化合物7，最后，化合物7與化合物2進行酯交換反應，再與鹽酸成鹽，得到鹽酸氘代苯環(huán)壬酯（化合物8）。

2.1 3－甲基－3－氮雜雙環(huán)［3，3，1］壬－9－α－醇（化合物2）的合成

將14.7g（1.5mol）環(huán)己酮、123g（1.8mol）甲胺鹽酸鹽、375mL甲醛水溶液（含量36%）和2 000mL冰醋酸依次加入到5 000mL三口瓶中，95℃水浴加熱回流反應4h；降溫到50℃，向反應液中加入130mL濃鹽酸，繼續(xù)攪拌30min，減壓蒸除醋酸溶液，加水1 500mL，得紅色水溶液。加入固體碳酸鉀調(diào)pH＝9，析出棕色油狀物。用氯仿提取，無水硫酸鎂干燥。蒸除溶劑后，向殘留物中加400mL乙醇、100mL乙酸酐，室溫放置過夜。之后用鹽酸將反應混合物酸化，加1 500mL水溶解生成的鹽酸鹽，用氯仿洗滌3次。加入碳酸鉀，析出油狀物，氯仿提取，無水碳酸鉀干燥。蒸除溶劑后減壓蒸餾，收集68～70℃／266～400Pa餾分，得無色液體35.4g（化合物1），產(chǎn)率13%。

圖1 氘代鹽酸苯環(huán)壬酯的化學結構

圖2 氘代鹽酸苯環(huán)王酯的化學合成路線

將35g上一步產(chǎn)物與700mL冰醋酸混合，再加入2g氧化鉑，室溫低壓氫化，氫氣初壓5kg／cm2，約1.5h后不再吸收氫氣，反應完成。濾去催化劑，濃縮去除溶劑，加300mL水溶解殘留物，滴加5mol／L氫氧化鈉溶液堿化，乙醚提取析出物，加無水碳酸鉀干燥。濃縮，減壓加熱（60℃／800Pa）升華，得白色固體31g，此為化合物2。熔點94.5～95.5℃，產(chǎn)率88%。

2.2 環(huán)戊基乙醛酸乙酯（化合物4）的合成

取10.5g（0.42mol）鎂屑置于250mL無水乙醚中，滴加160mL含60g（0.4mol）溴代環(huán)戊烷的乙醚溶液，滴加完畢后繼續(xù)回流反應4h，格氏試劑制備反應完成。稱取117g（0.8mol）草酸二乙酯，加120mL無水乙醚，充高純氮氣，冰鹽浴冷卻，滴加制備的格氏試劑，使反應溫度不高于0℃，滴加完成后于室溫攪拌2h，向反應液中滴加溶有21g氯化銨的水溶液120mL，室溫攪拌20min，分離醚層，水洗，無水硫酸鎂干燥4～6h。濾除干燥劑，蒸除溶劑，減壓蒸餾，收集120～124℃／2 000Pa餾分，得37.3g無色油狀液體。

2.3 α－環(huán)戊基－α－D5－苯基羥乙酸（化合物6）的合成

將0.66g（0.027mol）鎂屑置于40mL無水乙醚中，充高純氮氣，加入4.0g（0.025mol）D5－溴苯，回流2.5h，格氏試劑制備完成。取4.1g（0.024mol）上步制備的環(huán)戊基乙醛酸乙酯（化合物2）溶于50mL無水乙醚，充高純氮氣，用冰鹽浴冷卻，滴加制備的格氏試劑，控制反應溫度＜0℃，室溫攪拌40min，溫熱回流40min。冷卻至0℃，滴加30mL含2g氯化銨的水溶液，分離，水洗，無水硫酸鎂干燥。蒸除溶劑后減壓蒸餾，收集84～100℃／2 666Pa餾分。

粗產(chǎn)品與5%的KOH甲醇溶液混合，置于50℃水溶中加熱攪拌4h，蒸除甲醇，加20mL水溶解生成的α－環(huán)戊基－α－D5－苯基羥乙酸鉀鹽。滴加2mol／L鹽酸酸化，乙醚提取析出物，水洗，干燥。蒸除溶劑，用30mL 10%碳酸鈉水溶液溶解，滴加2mol／L鹽酸酸化，有固體析出，過濾，真空干燥，得白色固體2.53g，產(chǎn)率45.9%，熔點144～145℃。

2.4 α－環(huán)戊基－α－D5－苯基羥乙酸甲酯（化合物7）的合成

將2.5g（0.011mol）化合物6（α－環(huán)戊基－α－D5－苯基羥乙酸）溶于20mL乙醚，導入重氮甲烷至溶液呈淺黃色，減壓蒸餾，收集85～87℃／4 776.27Pa餾分，得無色油狀液體2.43g。

2.5 α－環(huán)戊基－α－D5－苯基羥乙酸－9α－［N－甲基－3－氮雜雙環(huán)（3，3，1）壬］酯鹽酸鹽（化合物8）的合成

將2.41g（0.01mol）α－環(huán)戊基－α－D5－苯基羥乙酸甲酯（化合物7）溶于100mL無水正庚烷，加1.5g（0.009 7mol）3－甲基－3－氮雜雙環(huán)［3，3，1］壬－9－α－醇（化合物 2），攪拌至溶解，再加入100mg氫化鈉，待放出氣泡平靜后，攪拌，逐漸升高溫度至126℃，反應1.5h，冷卻至室溫，再加入30mg氫化鈉、20mL正庚烷，反應1.5h，反應完成。減壓蒸除溶劑，加30mL乙醚、10mL水，攪拌5min，分出醚層，水洗，無水硫酸鎂干燥。濾除干燥劑，蒸除乙醚，使得液體體積為20mL，加18mL 2mol／L鹽酸，攪拌，分出乙醚，靜置，冷卻水溶液，有固體析出，過濾，得到白色結晶2.83g，熔點196～197℃。

3 結果與討論

3.1 環(huán)戊基乙醛酸乙酯（化合物4）

環(huán)戊基乙醛酸乙酯的 MS－EI（m／z）：170（3.94）、140 （1.48）、99 （1.48）、98 （2.60）、97（38.64）、96 （6.65）、95 （10.43）、70 （5.80）、69（100）、68 （4.15）、67 （8.28）、66 （1.05）、65（1.86）、55（4.67）、53（1.85）、45 （1.43）。

3.2 α－環(huán)戊基－α－D5－苯基羥乙酸（化合物6）

α－環(huán)戊基－α－D5－苯基羥乙酸的 MS－EI（m／z）：225 （1.65）、181 （13.41）、180 （100）、179（2.78）、158 （5.24）、157 （55.33）、156 （4.12）、112（15.17）、111 （9.73）、110 （43.42）、109（12.34）、108 （2.12）、84 （9.54）、83 （4.30）、82（19.44）、81（4.64）、80（2.82）。由質(zhì)譜計算得其氘豐度為99%。

3.3 α－環(huán)戊基－α－D5－苯基羥乙酸甲酯（化合物7）

α－環(huán)戊基－α－D5－苯基羥乙酸甲酯的 MS－EI（m／z）：239（1.43）、181 （13.51）、182 （1.11）、180 （100）、179 （5.36）、172 （1.23）、171（11.27）、170 （4.76）、113 （1.08）、112 （13.40）、111 （6.84）、110 （52.86）、109 （8.44）、108（1.49）、84 （6.15）、83 （3.14）、82 （19.84）、81（3.17）、80 （2.17）、79 （2.38）。

3.4 α－環(huán)戊基－α－D5－苯基羥乙酸－9α－［N－甲基－3－氮雜雙環(huán)（3，3，1）壬］酯鹽酸鹽（化合物8）

α－環(huán)戊基－α－D5－苯基羥乙酸－9α－［N－甲基－3－氮雜雙環(huán)（3，3，1）壬］酯鹽酸鹽的 MS－EI（m／z）：363 （7.09）、362 （29.82）、361 （2.84）、220（9.10）、181 （5.94）、180 （47.82）、179 （1.33）、155（2.65）、154 （24.90）、139 （13.80）、138（100）、112 （4.57）、110 （4.74）、96 （6.28）、95（39.03）、94 （2.79）、93 （2.47）、84 （4.01）、82（4.30）、58（37.12）、59（9.96）。由質(zhì)譜計算得氘豐度為99%。

1H－NMR圖譜中，δ7.2～7.6苯環(huán)氫信號消失。1H－NMRδ：2.99（m，1H，CH－）、1.30～1.71（m，8H，4CH2－）、5.06（d，1H，CH－）、2.06（brs，1H，CH－）、1.30～1.71（m，2H，CH2－）、1.87～1.96（m，2H，CH2－）、1.30～1.71（m，1H，CH2－）、2.76（m，1H，CH2－）、2.26（brs，1H，CH－）、2.19～3.10（m，2H，CH2－ ）、3.81（d，1H，J ＝ 12.3Hz，CH2－）、3.73（d，1H，J ＝ 12.4Hz，CH2－ ）、2.91（d，3H，CH3－）、3.12（br，1H，－OH）、10.41（br，1H，N－H）。未氘代的苯環(huán)壬酯的1H－NMRδ：7.63（d，1H，J ＝7.6Hz，CH－、7.35（t，1H，J12＝ 6.8Hz；J23＝ 8Hz，CH－）、7.29（m，1H，CH－ ）、7.35（t，1H，J12＝6.8Hz；J23＝8Hz，CH－）、7.63（d，1H，J ＝7.6Hz，CH－ ）、2.99（m，1H，CH－）、1.30～1.71（m，8H，4CH2－）、5.06（d，1H，CH－）、2.06（brs，1H，CH－）、1.30～1.71（m，2H，CH2－）、87～1.96（m，2H，CH2－）、1.30～1.71（m，1H，CH2－）、2.76（m，1H，CH2－）、2.26（brs，1H，CH－）、2.19～3.10（m，2H，CH2－ ）、3.81（d，1H，J＝12.3 Hz，CH2－）、3.73（d，1H，J ＝12.4Hz，CH2－ ）、2.91（d，3H，CH3－）、3.12（br，1H，－OH）、10.41（br，1H，N－H）。該結果說明所合成的產(chǎn)物為目標產(chǎn)物。

4 結 論

以氘代溴苯為起始原料，通過格式反應得到格式試劑C6D5MgBr，進一步反應得到苯環(huán)氘代的重要中間體化合物5；接著，將化合物5的甲醇溶液在5%KOH存在下加熱回流水解反應，脫除乙酯保護基得到化合物6；再與重氮甲烷反應得到化合物7，最后通過化合物7與化合物2的陰離子縮合，得到終產(chǎn)物目標化合物8。再與鹽酸成鹽，得到氘代的鹽酸苯環(huán)壬酯。實驗所用的起始物氘代苯化合物商業(yè)購買方便，引入反應步驟簡便，實驗條件容易控制，得到了高豐度的氘代鹽酸苯環(huán)壬酯，通過質(zhì)譜（MS），核磁（1H－NMR）確證了化合物結構。所制備的氘代鹽酸苯環(huán)壬酯純度好，能夠滿足進一步的藥代動力學實驗要求。

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