多替拉韋鈉有關(guān)物質(zhì)的合成與表征

樊印波，王忠美，李 翔，王世輝*

（1.寧波諾柏醫(yī)藥有限公司，浙江 寧波 315000；2.浙江朗華制藥有限公司，浙江 臺州 318000）

HIV-1 整合酶抑制劑是治療HIV/AIDS 的一項重要手段。其中，多替拉韋鈉（1，圖1）具有高效的抗病毒活性以及抗耐藥性[1-2]，自2013 年被美國FDA 批準(zhǔn)上市以來，多替拉韋鈉以其顯著的治療效果得到廣泛的應(yīng)用。多替拉韋鈉具有多官能團(tuán)的三環(huán)母核結(jié)構(gòu)，因此在其制備過程中需要較長的合成路線及純化策略。本研究重點(diǎn)介紹了多替拉韋鈉制備過程中一系列關(guān)鍵雜質(zhì)的合成及表征，并對雜質(zhì)的傳遞情況進(jìn)行了分析。

圖1 多替拉韋鈉的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig.1 Chemical structure of dolutegravir sodium

1 多替拉韋鈉合成路線

采用多替拉韋鈉原研公司的專利工藝路線[3-4]，如圖2 所示。起始物料2 在甲磺酸催化下縮醛水解得到中間體3，加入過量的氨基丁醇中和催化量的甲磺酸，同時進(jìn)行環(huán)合反應(yīng)，立體選擇性地生成三環(huán)結(jié)構(gòu)骨架化合物4。4 與CDI 活化經(jīng)活性中間體5，再與2,4-二氟芐胺縮合反應(yīng)生成中間體6，經(jīng)溴化鋰脫去甲基生成多替拉韋游離態(tài)化合物7，最后7 與氫氧化鈉成鹽得到原料藥多替拉韋鈉(1)。

2 多替拉韋鈉開環(huán)雜質(zhì)的制備

采用原研專利路線得到的多替拉韋鈉多批次產(chǎn)品中，HPLC 圖譜均顯示存在一個雜質(zhì)超過鑒定限（0.15%）。通過LC-MS 檢測分析，該雜質(zhì)具有和產(chǎn)品一樣的分子量。同時，產(chǎn)品的穩(wěn)定性實驗表明，該雜質(zhì)在酸性條件下產(chǎn)生，在堿性條件下可以穩(wěn)定存在，推測雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)可能為母核結(jié)構(gòu)中類似的縮醛結(jié)構(gòu)發(fā)生氫質(zhì)子轉(zhuǎn)移，從而生成共軛體系更強(qiáng)的烯烴開環(huán)雜質(zhì)，最后經(jīng)核磁確證結(jié)構(gòu)為1’（圖3）。同時查詢相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)該雜質(zhì)已有報道[5]，但文獻(xiàn)并未提及該雜質(zhì)的詳細(xì)制備方法，或者制備方法過于繁瑣。因此有必要尋求一種更為簡便的制備方法。

圖2 多替拉韋鈉的原研專利工藝路線Fig.2 ROS in original patent of dolutegravir sodium

圖3 多替拉韋鈉的開環(huán)雜質(zhì)1’生成機(jī)理Fig.3 Mechanism of open-cycle impurity 1’ of dolutegravir sodium

基于開環(huán)雜質(zhì)在酸性條件下產(chǎn)生，嘗試以中間體7 為原料，篩選了多種酸性條件（表1）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：將工藝產(chǎn)品或者相應(yīng)的中間體在甲磺酸催化下，反應(yīng)溫度為80 ℃，反應(yīng)2 h，即可達(dá)到80%以上的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)液經(jīng)簡單柱層析分離，所得到的開環(huán)雜質(zhì)7’收率和純度較好；再與氫氧化鈉成鹽，即可快速分離得到大量的雜質(zhì)對照品1’，以供后續(xù)多替拉韋鈉產(chǎn)品的分析方法開發(fā)和驗證。

表1 開環(huán)雜質(zhì)7’的制備條件篩選Tab.1 Condition screening for the preparation of open-cycle impurity 7’

同時，對該雜質(zhì)在各反應(yīng)步驟間的傳遞和去除效果進(jìn)行了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)在合成化合物4 的步驟中已經(jīng)出現(xiàn)了開環(huán)雜質(zhì)4’，通過反應(yīng)傳遞和后續(xù)中間體降解最終一步步傳遞到原料藥中。采用類似的方法，分別成功制備了中間體4，6 對應(yīng)的開環(huán)雜質(zhì)4’，6’（圖4），為后續(xù)制定中間體及成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供了雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品。

圖4 開環(huán)雜質(zhì)傳遞路線Fig.4 Scheme of open-cycle impurities carryover

2.1 開環(huán)雜質(zhì)7’的合成

向反應(yīng)瓶中加入化合物7（42 g,100 mmol）、乙腈（200 mL）、自來水（200 mL）,室溫下攪拌溶解，滴加甲磺酸（10 g,100 mmol），升溫至80 ℃，攪拌約2 h，HPLC 檢測化合物7 殘留小于5%。旋蒸蒸除溶劑，殘余物通過biotage 梯度洗脫，分批分離得到高純雜質(zhì)7’30 g，外觀為淡黃色固體，收率為71%，純度為99.5%。1H NMR(500 MHz,DMSO-d6),δ：12.29（br,1H），10.61（t,1H），8.80（s,1H），7.55（d,1H），7.42（q,1H），7.25（dt,1H），7.07（dt,1H），7.02（d,1H），4.86～4.93（m,1H），4.54～4.57（m,3H），3.37～3.40（m,2H），1.74～1.90（m,2H），1.29（d,3H）；13C NMR（400 MHz,DMSO-d6）,δ：168.2,163.5,161.8,160.5,159.8,153.1,134.9,130.9,122.2,117.7,117.3,114.8,113.6,111.4,103.9,57.5,47.4,36.6,35.9,18.4；ESI-MS:m/z,420.2 [M+H],839.4[2M+H]。

2.2 開環(huán)雜質(zhì)1’的合成

將純化后的雜質(zhì)7’（10 g，23.8 mmol）加入反應(yīng)瓶中，隨后加入甲醇（100 mL），升溫到65 ℃，滴加預(yù)先配置的20%氫氧化鈉水溶液（1.4 g NaOH，5.6 g 水），反應(yīng)瓶中逐漸析出固體，滴加完畢后，繼續(xù)保溫2 h，降至室溫，過濾得到淡黃色雜質(zhì)1’約9.5 g，收率為90%，純度為99.8%。1H NMR(500 MHz,DMSO-d6),δ：10.92～10.94（t,1H），8.13（s,1H）,7.36～7.41（q,1H）,7.19～7.24（td,1H），7.14（d,1H），7.01～7.05（td,1H），6.66～6.65（d,1H），4.84～4.91（m,1H），4.53～4.54（d,2H），4.49（brs,1H），3.35（s,2H），1.68～1.80（m,2H），1.19（d,3H）；13C NMR (125 MHz,DMSO-d6),δ：175.4,167.1,165.9,160.5,159.8,159.1,130.7,127.4,122.8,115.5,115.4,112.2,111.2,109.9,103.7,57.7,44.8,37.1,35.4,18.8；ESI-MS:m/z,420.0[M+H]。

2.3 開環(huán)雜質(zhì)4’的合成

以中間體4 為原料，制備方法同開環(huán)雜質(zhì)7’，得到(R)-2-(4-羥基丁-2 基)-9-甲氧基-1,8-二氧代-1,8-二氫-2H-吡啶[1,2-a]并吡嗪-7-羧酸（開環(huán)雜質(zhì)4’），外觀為黃色粉末，收率為70%，純度為99.5%。1H NMR（500 MHz,DMSO-d6）,δ：9.06（s,1H）,7.53（d,1H）,7.19（d,1H），4.88～4.95（m,1H），4.53（t,1H），3.87（s,3H），3.35～3.93（m,2H），1.74～1.88（m,2H），1.28（d,3H）；13C NMR（400 MHz,DMSO -d6）,δ：173.3,165.3,153.3,151.0,138.6,131.5,117.3,117.0,111.5,60.5,57.6,47.5,36.9,18.7；ESI-MS:m/z,309.2 [M+H]639.3[2M+Na]。

2.4 開環(huán)雜質(zhì)6’的合成

以中間體6 為原料，制備方法同開環(huán)雜質(zhì)7’，得到開環(huán)雜質(zhì)6’，外觀呈淡黃色粉末，收率為75%，純度為99.3%。1H NMR（500 MHz,DMSOd6）,δ：10.60（t,1H），8.88（s,1H）,7.41～7.47（m,2H）,7.23～7.28（m,1H），7.05～7.10（m,1H），7.00（d,1H），4.86～4.95（m,1H），4.56（d,2H），4.51～4.53（m,1H），3.81（s,3H），3.38～3.39（m,2H）,1.71～1.88（m,2H），1.25（d,3H）；13C NMR（400 MHz,DMSO-d6）,δ：171.8,163.2,161.6,159.6,153.5,152.1,138.1,131.0,129.5,122.1,119.7,115.4,111.6,111.3,103.9,60.1,57.6,47.1,36.9,35.9,18.6；ESI-MS:m/z,434.2 [M+H]。

3 小結(jié)

本文論述了一種簡便高效地定向雜質(zhì)合成方法，合成出多替拉韋鈉原料藥關(guān)鍵工藝雜質(zhì)1’及相應(yīng)的中間體開環(huán)雜質(zhì)4’，6’，7’，并對其進(jìn)行了全面的結(jié)構(gòu)鑒定。隨后進(jìn)行了該系列雜質(zhì)的傳遞研究，為后續(xù)的工藝研究及雜質(zhì)控制策略研究提供有力支持。