酒石酸伐尼克兰n-亚硝胺基因毒性杂质的制备方法
阅读说明：本技术 酒石酸伐尼克兰n-亚硝胺基因毒性杂质的制备方法 (Preparation method of genotoxic impurity of tartaric acid varenicline N-nitrosamine ) 是由 黄乐群 汪静 王磊 于 2021-10-14 设计创作，主要内容包括：本发明提出的是一种酒石酸伐尼克兰N-亚硝胺基因毒性杂质的制备方法,以甲酸铵作为氢供体,将二硝基化物在钯碳催化下发生还原反应得二氨基化物,将二氨基化物与乙二醛水溶液发生环合反应得环合产物,再将环合产物在氢氧化钠作用下发生水解反应,脱除三氟乙酰基得游离碱,最后将游离碱在质子酸催化下与亚硝酸钠反应得N-亚硝胺杂质。本发明填补了目前该杂质制备方法的技术空缺,所制备的高纯度杂质能够作为对照样品应用于酒石酸伐尼克兰的药品杂质研究和生产质量管控过程中,为酒石酸伐尼克兰原料药的基因毒性研究以及全面的质量控制提供了保障。(The invention provides a preparation method of a tartaric acid varenicline N-nitrosamine genotoxic impurity, which takes ammonium formate as a hydrogen donor, reduces dinitro compound under the catalysis of palladium carbon to obtain diamino compound, performs cyclization reaction on the diamino compound and glyoxal aqueous solution to obtain cyclization product, performs hydrolysis reaction on the cyclization product under the action of sodium hydroxide to remove trifluoroacetyl group to obtain free alkali, and finally performs reaction on the free alkali and sodium nitrite under the catalysis of protonic acid to obtain the N-nitrosamine impurity. The invention fills the technical gap of the existing impurity preparation method, and the prepared high-purity impurity can be used as a reference sample to be applied to the processes of pharmaceutical impurity research and production quality control of the varenicline tartrate, thereby providing guarantee for genotoxicity research and comprehensive quality control of the pharmaceutical raw material of the varenicline tartrate.)
技术领域
本发明涉及的是一种酒石酸伐尼克兰N-亚硝胺基因毒性杂质的制备方法，属于化工制药技术领域。
背景技术
酒石酸伐尼克兰是一种选择性地作用于α4β2尼古丁受体的部分激动剂，临床上主要用于成人戒烟的药物。伐尼克兰选择性地与α4β2尼古丁乙酰胆碱受体结合，与该受体具有高度亲和力，亚型结合产生激动作用，同时阻断尼古丁与该受体结合，发挥戒烟作用。
现有技术中已公布的酒石酸伐尼克兰合成方法基本相同，都是以2,3,4,5-四氢-1,5-亚甲基-1H-3-苯并氮杂为起始原料，先用三氟乙酰基保护氨基，再通过硝化反应在苯环上引入两个邻位硝基，将硝基还原成氨基，邻二氨基与乙二醛环合构建吡嗪环，接着脱去三氟乙酰基保护得到伐尼克兰游离碱，游离碱与酒石酸成盐即得酒石酸伐尼克兰；合成路线如下：
上述酒石酸伐尼克兰制备工艺中未使用亚硝酸盐，但是所用试剂和溶剂，以及生产环境中均会引入微量的亚硝酸盐，亚硝酸盐与仲胺结构的伐尼克兰反应，可生成含警示结构的N-亚硝胺潜在基因毒性杂质，其结构式如下：
目前现有技术中尚无该N-亚硝胺杂质或其制备方法的相关文献报道。
发明内容
本发明的目的在于填补现有技术中关于酒石酸伐尼克兰N-亚硝胺基因毒性杂质制备方法的技术空缺，提供一种该杂质的制备方法，为酒石酸伐尼克兰原料药的基因毒性研究提供对照样品。
本发明的技术解决方案：酒石酸伐尼克兰N-亚硝胺基因毒性杂质的制备方法，具体包括如下步骤：
1)以甲酸铵作为氢供体，将二硝基化物在钯碳催化下发生还原反应，反应结束后滤除钯碳，将滤液浓缩至干得到浓缩物；向浓缩物中加入二氯甲烷和水溶解萃取，收集有机相，再通过二氯甲烷提取一次水相，合并有机相，经水洗、饱和氯化钠洗涤后，减压浓缩至干，得二氨基化物粗品；将二氨基化物粗品经异丙醇重结晶处理，得二氨基化物；其中二硝基化物和甲酸铵的投料比优选为1：6.0～10.0；5％钯炭的投料量优选为二硝基化物投料量的30～70％；还原反应的反应温度优选为20～50℃，反应溶剂可以是甲醇或水。
2)将步骤1)制得的二氨基化物与质量分数为40％的乙二醛水溶液发生环合反应，反应结束后蒸除溶剂，将浓缩物溶解萃取后的有机相浓缩至干，经甲醇精制、过滤、干燥，得环合产物；其中二氨基化物和乙二醛的投料比优选为1：1.0～1.1，环合反应温度优选为30～50℃。
3)将步骤2)制得的环合产物在氢氧化钠作用下发生水解反应，脱除三氟乙酰基，反应结束后蒸除溶剂，将浓缩物溶解萃取后的有机相浓缩至干，得游离碱；其中环合产物和氢氧化钠的投料比优选为1：1.5～2.5；水解反应温度优选为50～60℃；pH的调节终点优选为1～2。
4)将步骤3)制得的游离碱在质子酸催化下与亚硝酸钠反应，通过二氯甲烷从水相中提取产物，浓缩后经乙酸乙酯和正庚烷精制、过滤、干燥，得酒石酸伐尼克兰N-亚硝胺基因毒性杂质；其中游离碱和亚硝酸钠的投料比优选为1：1.2～2.5；催化反应用的质子酸可以是盐酸，硫酸，乙酸，对甲苯磺酸等，优选乙酸和盐酸。
该方法的合成路线具体如下：
与现有技术相比，本发明填补了目前该杂质制备方法的技术空缺，所制备的高纯度杂质能够作为对照样品应用于酒石酸伐尼克兰的药品杂质研究和生产质量管控过程中，为酒石酸伐尼克兰原料药的基因毒性研究以及全面的质量控制提供了保障。
附图说明
附图1是酒石酸伐尼克兰N-亚硝胺基因毒性杂质的高分辨质谱图谱。
附图2是酒石酸伐尼克兰N-亚硝胺基因毒性杂质的高分辨质谱解析报告图。
附图3是酒石酸伐尼克兰N-亚硝胺基因毒性杂质的核磁氢谱图谱。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。以下通过参考附图描述的实施例和相关实验数据仅为示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例用来实现本发明的技术效果，为了简化本发明的公开，下文中仅给出若干种采用特定实验参数的实施例，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。在本说明书中，对某一实施例的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征结构材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
本实施例中酒石酸伐尼克兰N-亚硝胺基因毒性杂质的制备方法，具体步骤如下：
1)二氨基化物的制备
向反应瓶中加入甲醇225mL、二硝基化物22.5g和5％钯炭11.25g，室温下分批加入甲酸铵32.8g，加料完毕后在20～40℃下搅拌反应2h，过滤，滤饼用50mL甲醇洗涤，合并滤液，减压浓缩至干，得浓缩物。
向浓缩物中加入200mL二氯甲烷和200mL水，溶解萃取，收集有机相，再通过200mL二氯甲烷萃取水相一次，合并有机相，有机相依次用100mL水和100mL饱和NaCl洗涤，有机相减压浓缩至干，得浓缩物。
向浓缩物中加入异丙醇200mL，升温至回流溶清，再降温至-5～5℃下搅拌析晶2h，过滤，滤饼干燥，即得二氨基化物。
经质谱解析和核磁氢谱检测，该二氨基化物具体数据如下：
MS(m/z)：286.11617[M+H]+；
1H-NMR(500MHz，CDCL3)：6.57(s,2H)，4.21(d,1H)、3.78(d,1H)，3.45(d,1H)，3.07(m,3H)，3.27(br,4H)，2.30(m,1H)，1.86(d,1H)。
2)环合产物的制备
向反应瓶中加入二氨基化物10g，四氢呋喃100mL，40％乙二醛水溶液5.6g，在20～50℃下搅拌反应至原料二氨基反应完毕，加入150mL水和150mL乙酸乙酯，萃取分离水相，将水相再用150mL乙酸乙酯萃取一遍，合并乙酸乙酯相，使用200mL 0.5N稀盐酸分两次洗涤，再用100mL水和100mL饱和氯化钠水溶液依次洗涤，通过无水硫酸钠干燥，过滤，滤液减压浓缩至干，得浓缩物。
向浓缩物中加入30mL甲醇，搅拌，升温至60～70℃，保温搅拌1h，降温至0～10℃搅拌2h，过滤，滤饼干燥，即得环合产物。
经质谱解析和核磁氢谱检测，该环合产物具体数据如下：
MS(m/z)：308.10032[M+H]+；
1H-NMR(500MHz，CDCL3)：8.79(d,2H)，7.92(s,2H)，4.49(d,1H)，4.07(d,1H)，3.68(d,1H)，3.55(d,2H)，3.29(d,1H)，2.50(m,1H)，2.15(d,1H)。
3)游离碱的制备
向反应瓶中加入环合产物10g，甲醇100mL，开启搅拌，加入氢氧化钠水溶液(2.6g氢氧化钠溶于190mL水中)，升温至60～70℃搅拌反应至环合产物反应完毕，减压浓缩蒸除甲醇，得浓缩物。
向浓缩物中加入150mL二氯甲烷和100mL水，萃取分离水相，水相再用150mL二氯甲烷萃取一次，合并二氯甲烷相，再用100mL饱和氯化钠水溶液洗涤，通过无水硫酸钠干燥，过滤，滤液减压浓缩至干，即得游离碱。
经质谱解析和核磁氢谱检测，该游离碱具体数据如下：
MS(m/z)：212.11806[M+H]+；
1H-NMR(500MHz，CDCL3)：8.90(s,2H)，8.16(br,1H,重水交换消失)，8.00(s,2H)，3.55(s,2H)，3.37(d,2H)，3.15(d,2H)，2.33(m,1H)，2.16(d,1H)。
4)N-亚硝胺杂质的制备
向反应瓶中加入游离碱2g和水25mL，开启搅拌，加入乙酸1.5g，降温至0～10℃，滴加亚硝酸钠水溶液(1.64g亚硝酸钠溶于15mL水中)，滴毕在0～10℃反应至游离碱反应完毕，加入100mL二氯甲烷和50mL水，萃取分离水相，水相用100mL二氯甲烷再萃取一次，合并二氯甲烷相，再用100mL饱和氯化钠水溶液洗涤，通过无水硫酸钠干燥，过滤，滤液减压浓缩至干，得浓缩物。
向浓缩物中加入10mL乙酸乙酯，加热溶解完全，滴加正庚烷20mL，滴毕降至0～10℃析晶2h，过滤，20mL水淋洗，滤饼干燥，即得N-亚硝胺杂质。
如图1～图3所示，经质谱解析和核磁氢谱检测，该N-亚硝胺杂质具体数据如下：
MS(m/z)：241.10825[M+H]+，263.09007[M+Na]+；通过高分辨质谱解析显示，该化合物的分子量与C13H12N4O(N-亚硝胺杂质的分子式)对应的分子量之间误差为0.34ppm。
1H-NMR(500MHz，CDCL3)：8.77(s,2H)，7.97(s,1H)，7.85(s,1H)，4.90(t,2H)，4.26(d,1H)，3.71(s,1H)，3.57(s,1H)，3.10(d,1H)，2.57(m,1H)，2.22(d,1H)。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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