硫酸氢氯吡格雷中有关物质的合成

中国医药工业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals 2010, 41(5) · ·331 硫酸氢氯吡格雷 (clopidogrel hydrogen sulfate， 1)，化学名为 (+)-(S)-α-(2- 氯苯基 )-6,7- 二氢噻 吩并 [3,2-c] 吡啶基 -5(4H) - 乙酸甲酯硫酸氢盐， 是法国 Sanofi-Aventis 公司研发的新型高效抗血小 板聚集药物，能选择性阻断 ADP 与血小板受体的 结合 [1]。本品耐受性好、不良反应少，临床应用广 泛，继 1998 年首次在美国上市以来，先后在欧洲、 硫酸氢氯吡格雷中有关物质的合成 蒋 晨1，李子清2，陈小勇2，郭子维1，李佩杰2 (1. 重庆福安药业(集团)股份有限公司，重庆 401254；2. 重庆礼邦药物开发有限公司，重庆 401121) 摘要：为了对硫酸氢氯吡格雷产品质量进行控制，分别合成了美国药典 31 版所载硫酸氢氯吡格雷的 3 种有关物质—— (+)-(S)-α-(2- 氯苯基 )-6,7- 二氢噻吩并 [3,2-c] 吡啶基 -5(4H)- 乙酸盐酸盐 (A)、α-(2- 氯苯基 )-4,5- 二氢噻吩并 [2,3-c] 吡啶基 -6(7H)- 乙酸甲酯盐酸盐 (B)、(-)-(R)-α-(2- 氯苯基 )-6,7- 二氢噻吩并 [3,2-c] 吡啶基 -5(4H)- 乙酸甲酯硫酸氢 盐 (C)，并经 IR、1H NMR、MS 等确证结构。 关键词：硫酸氢氯吡格雷；有关物质；区域异构体；合成；结构表征 中图分类号：R972 文献标志码：A 文章编号：1001-8255(2010)05-0331-05 收稿日期：2010-01-11 作者简介：蒋 晨(1972-)，男，工程师，从事新药的合成研发。 Tel：013996073450 E-mail：lipeijie1977@163.com Synthesis of Related Substances of Clopidogrel Hydrogen Sulfate JIANG Chen1, LI Ziqing2, CHEN Xiaoyong2, GUO Ziwei1, LI Peijie2 (1. Chongqing Fuan Pharmaceutical(Group)Co., Ltd., Chongqing 401254; 2. Chongqing Lybon Pharm-Tech Co., Ltd., Chongqing 401121) ABSTRACT: To perform the quality control of clopidogrel hydrogen sulfate, three related substances——(+)-(S)- α-(2-chlorophenyl)-6,7-dihydrothieno[3,2-c]pyridin-5(4H)-acetic acid hydrochloride(A), methyl α-(2-chlorophenyl)- 4,5-dihydrothieno[2,3-c]pyridin-6(7H)-acetate hydrochloride(B) and (-)-(R)-methyl α-(2-chlorophenyl)-6,7- dihydrothieno[3,2-c]pyridin-5(4H)-acetate hydrogen sulfate(C) recorded in USP31 were prepared, and their structures were confirmed by IR, 1H NMR and MS. Key Words: clopidogrel hydrogen sulfate; related substance; regioisomer; synthesis; structure identification 加拿大、澳大利亚、新加坡等国上市，并于 2001 年进入中国市场，临床用于治疗动脉粥样硬化、急 性冠状动脉综合征等。 美国药典 31 版提出了 1 中的 3 个有关物质 A、 B、C( 图 1)，其中杂质 B 已有合成方法报道 [2]。 为了对 A、B、C 进行定性分析和定量控制，本研 究对其进行合成，并对结构加以确证。 图 1 1 和有关物质 A、B、C 的结构式 有关物质 A 是 1 水解物的盐酸盐，化学名为 (+)-(S)-α-(2- 氯苯基 )-6,7- 二氢噻吩并 [3,2-c] 吡 啶基 -5(4H)- 乙酸盐酸盐。本研究参考文献 [3]，在 H2SO4 1 S N Cl S N Cl H2SO4 A S N Cl HCl O OCH3O OH B S N Cl HCl O OCH3O OCH3 C .. . . · · 中国医药工业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals 2010, 41(5) 332 酸性条件下水解 1 后成盐酸盐制得 A，可以克服碱 性条件下水解易消旋的问题，而且反应速度快，副 产物少，收率为 88％ (图 2)。 有关物质 B 为 1 的区域异构体，是消旋体的 盐酸盐，化学名为 α-(2- 氯苯基 ) -4,5- 二氢噻吩 并 [2,3-c] 吡啶基 -6(7H)- 乙酸甲酯盐酸盐。本研 究参考相关文献 [4]，以 3- 溴噻吩为原料，经格氏 反应后直接滴加环氧乙烷，再于酸性条件下水解 得到 3- 噻吩乙醇 (2)，2 经对甲苯磺酰氯酯化生成 3- 噻吩乙醇对甲苯磺酸酯 (3)，3 在碱性条件下与 消旋的邻氯苯甘氨酸甲酯缩合生成 (±)-α-(2- 氯苯 基 )-2-[2-( 噻吩 -3- 基 )乙胺基 ]乙酸甲酯盐酸盐 (4)，4 于酸性条件下通过 Mannich 反应，闭环生 成 B，总收率为 61％ (图 3)。 图 2 有关物质 A 的合成路线 图 3 有关物质 B 的合成路线 有关物质 C 为 1 的对映异构体，化学名为 (-)-(R)-α-(2- 氯苯基 )-6,7- 二氢噻吩并 [3,2-c] 吡 啶基 -5(4H) - 乙酸甲酯硫酸氢盐。文献 [5] 将消旋 化的氯吡格雷用樟脑磺酸拆分，然后在碱性条件下 游离酸根，再成硫酸氢盐。此法拆分时原料浪费大， 收率低。本研究参考文献 [6]，以消旋的邻氯苯甘氨 酸甲酯为原料，先在乙醇中用 D- 酒石酸拆分生成 (R)- 邻氯苯甘氨酸甲酯酒石酸盐 (5)，5 在碱性条 件下与 α-(2- 噻吩基 )乙基对甲苯磺酸酯缩合生成 (R)-α-(2- 氯苯基 )-2-[2-(-2- 噻吩基 )乙胺基 ]乙 酸甲酯盐酸盐 (6)，6 经 Mannich 反应生成 C，总 收率为 54.3％ (图 4)。 图 4 有关物质 C 的合成路线 S N COOCH3 Cl H2SO4 S N COOH Cl HCl 1 A 1) H2SO4 2) HCl . . S HN CO2CH3 Cl HCl 4 S Br Mg,THF O S OH 2 S OTs Cl CO2CH3 NH2 Et3N / THF TsCl 3 1) HCHO/HCl/H2O 2) HCl(g) S N Cl O OCH3 B 1) 2) Et3N . HCl. Cl COOCH3 NH2 S CH2CH2OTs Cl CO2CH3 NH2D-酒石酸 EtOH 5 D-酒石酸 Et3N / THF S HN CO2CH3 Cl 1) HCHO/HCl/H2O 2) H2SO4/丙酮 HCl N S CO2CH3 Cl H2SO4 6 C . . . 中国医药工业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals 2010, 41(5) · ·333 实验部分 (+)-(S)-α-(2-氯苯基)-6,7-二氢噻吩并[3,2-c] 吡啶基 -5(4H)- 乙酸盐酸盐 (A) 1( 购自上海华蓝化学科技有限公司，纯度 99.0％，10 g，23.8 mmol) 溶于水 (50 ml) 中，室 温滴加浓硫酸 (1 g，10 mmol)，滴毕加热至 80 ℃ 反应 1.5 h。TLC[ 展开剂：乙酸乙酯 - 石油醚 (2 ∶ 1)] 显示反应完全后冷却至室温。加入二 氯甲烷 (30 ml)，滴加饱和碳酸氢钠水溶液 ( 约 30ml) 调至碱性。分液，有机层用水 (30 ml×2) 洗 涤，无水硫酸镁干燥后过滤，滤液冷却至 0 ～ 5 ℃， 通入干燥氯化氢 ( 约 15 min)，继续搅拌 1 h 后过 滤，得白色固体 A(6.9 g，88％ )，mp 195 ～ 197 ℃， 纯度 98.9％ [HPLC 法：色谱柱 十八烷基键合硅胶 柱，流动相 甲醇 - 水 - 三乙胺 (680 ∶ 320 ∶ 2，用 20％磷酸调至 pH 3.8)，流速 1.0 ml/min，检测波长 220 nm ]，ee 值 97％ [HPLC 法：色谱柱 ULTRON ES-OVM 型手性柱 (手性识别蛋白 (卵类蛋白 )键 合硅胶为填充剂 )，4.6 mm×150 mm，5 µm；流动 相 乙腈 -0.01 mol/L 磷酸二氢钾 (25 ∶ 75)；检测 波长 220 nm；流速 0.7 ml/min；柱温 25 ℃ ]。[α]D20 +63.6˚(c 1, 甲醇 )。ESI-MS(m/z): 330[M+Na]+； 1H NMR(CDCl3)δ: δ3.06(t, J=4.0 Hz, 2H, CH2) , 3.31 ～ 3.40(m, 2H, CH2), 4.41(s, 2H, CH2), 5.24 (s, 1H, CH), 6.67(d, J=4.0 Hz, 1H, CH), 7.16(d, J=4.0 Hz, 1H, CH) , 7.28 ～ 7.33(m, 2H, CH×2) , 7.44(d, J=4.0 Hz, 1H, CH), 7.75(d, J=8.0 Hz, 1H, CH), 12.34(s, 1H, OH)；IR(KBr)ν(cm-1): 3429.2, 1735.8, 1180.3, 754.1。 3- 噻吩乙醇 (2) 用 3- 溴噻吩 (10 ml，0.10 mol)、镁屑 (2.8 g， 0.12 mol)、环氧乙烷 (5.3 g，0.12 mol) 和 THF(20 ml) 投料，参照文献 [4] 操作，收集 1.74 kPa/107 ～ 110 ℃的馏分，得无色液体 2(11.9 g，89.5％ )[ 文 献 [4]：收率 90.8％，bp 1.73 kPa/108 ～ 110 ℃ ]，纯 度 99.5％ (GC 法：毛细管柱，固定相 5％苯基 -95％ 甲基聚硅氧烷；柱温 240 ℃；进样口温度 300 ℃， FID 检测器，温度 330 ℃，分流比 30 ∶ 1，流速 0.5 ml/min)。ESI-MS(m/z): 151[M+Na]+；1H NMR (CDCl3)δ: 2.91(t, J=5.2 Hz, 2H, CH2), 3.09(br s, 1H, OH), 3.84(t, J=5.2 Hz, 2H, CH2), 6.99(d, J=3.6 Hz, 1H, CH), 7.06(s, 1H, CH), 7.30(d, J=4.0 Hz, 1H, CH)。 3- 噻吩乙醇对甲苯磺酸酯 (3) 2(12.8 g，0.1 mol) 溶于甲苯 (100 ml) 中。冷 却至 0 ℃，加入对甲苯磺酰氯 (22.8 g，0.12 mol)， 滴加三乙胺 (20.2 g，0.2 mol)，滴毕搅拌 2 h。加 入浓盐酸 (10 ml) 和水 (50 ml)，搅拌 1 h。分液， 有机层用水 (30 ml×3) 洗涤，减压蒸去溶剂，剩 余物用 95％乙醇重结晶，得到白色固体 3(25.5 g， 90.4％ )，mp 32 ～ 34 ℃，纯度 99.7％ (GC 法： 条件同化合物 2)。ESI-MS(m/z) : 305[M+Na] +； 1H NMR(CDCl3)δ: 2.46(s, 3H, CH3) , 3.01( t, J= 7.0 Hz, 2H, CH2), 4.22(t, J=6.5 Hz, 2H, CH2), 6.89(dd, J1=5.0 Hz, J2=1.0 Hz, 1H, CH), 6.98(d, J=1.5 Hz, 1H, CH), 7.24(dd, J1=4.5 Hz, J2=3.0 Hz, 1H, CH), 7.32(d, J=8.0 Hz, 2H, CH×2), 7.34(d, J=8.5 Hz, 2H, CH×2)。 (±)-α-(2- 氯苯基 )-2-[2-(3- 噻吩基 )乙胺基 ] 乙酸甲酯盐酸盐 (4) 邻氯苯甘氨酸甲酯 (10 g，50.1 mmo1) 溶于 THF(80 ml) 中。加入 3(18.4 g，65.2 mmol) 和三 乙胺 (6.5 g，65.1 mmol)，室温搅拌 10 min，加热 至回流反应 10 h。反应液减压浓缩至干，剩余物中 加入甲苯 (80 ml) 和水 (20 ml)，搅拌后分液，有 机相依次用饱和盐水 (15 ml×2) 和水 (15 ml×2) 洗 涤。冷却至 0 ～ 5 ℃，通入干燥氯化氢气体至 pH 1 ～ 2。同温搅拌 3 h，过滤，滤饼用甲苯 (20 ml× 2) 洗涤，50 ℃减压干燥 3 h，得固体 4(14.7g， 87％ )，mp 183 ～ 185 ℃，纯度 98.7％ (HPLC 法： 条 件 同 有 关 物 质 A)。ESI-MS(m/z) : 332 [M+Na]+；1H NMR(CDCl3)δ: 2.51(s, 1H, NH) , 3.04～3.16(m, 4H, CH2×2), 3.74(s, 3H, CH3), 5.59(s, 1H, CH), 6.99(d, J=5.0 Hz, 1H, CH), 7.28(d, J= 1.5 Hz, 1H, CH), 7.48 ～ 7.55(m, 3H, CH×3), 7.63(d, J=7.5 Hz, 1H, CH), 7.77(dd, J1=2.5 Hz, J2=1.5 Hz, 1H, CH)。 · · 中国医药工业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals 2010, 41(5) 334 α-(2- 氯苯基 ) -4,5- 二氢噻吩并 [2,3-c]吡啶 基 -6(7H)- 乙酸甲酯盐酸盐 (B) 4(10 g，28.9 mmol)、36％甲醛水溶液 (7 g， 86.6 mmol)、 浓 盐 酸 (0.57 g，58 mmol) 和 水 (50 ml) 加至 250 ml 反应瓶中。加热至 40 ℃反 应 10 h，TLC[ 展开剂：乙酸乙酯 - 石油醚 (1 ∶ 4)] 显示反应完毕后冷却至室温，加入乙酸乙酯 (30 ml)，搅拌 0.5 h。冷却至 10 ～ 15 ℃，滴加饱 和碳酸氢钠水溶液 ( 约 20 ml) 调至 pH 7 ～ 8。分 层，水层用乙酸乙酯 (20 ml×2) 萃取，合并有机 相，用水 (20 ml×2) 洗至中性，无水硫酸镁干燥后 过滤，滤液浓缩至干，得淡黄色油状物。加入甲苯 (50 ml)，室温搅拌 0.5 h，冰水浴冷却至 0 ～ 5 ℃， 搅拌下缓慢通入干燥氯化氢气体 ( 约 20 min)，析 出白色固体。保温搅拌 1 h，过滤，滤饼用甲苯 (20 ml×2) 洗涤，50 ℃减压干燥 3 h，得白色固 体 B(8.8 g，85％ )，mp 184 ～ 186 ℃ (文献 [2]： 134 ～ 137 ℃ )，纯度 98.1％ (HPLC 法：条件同有 关物质 A)。ESI-MS(m/z): 344[M+Na]+；1H NMR (CDCl3)δ: 2.50 ～ 2.51(m, 2H, CH2), 2.82(m, 2H, CH2), 3.21(s, 2H, CH2), 3.72(s, 3H, CH3), 5.38(s, 1H, CH), 6.90(d, J=5.0 Hz, 1H, CH), 7.43(s, 1H, CH) , 7.49(d, J=4.0 Hz, 2H, CH×2) , 7.60(s, 1H, CH) , 7.75(dd, J1=2.5 Hz, J2=1.0 Hz, 1H, CH)； IR(KBr)ν(cm-1): 1751.2, 1224.7, 769.5。 (R)- 邻氯苯甘氨酸甲酯 -D- 酒石酸盐 (5) 邻氯苯甘氨酸甲酯 (30 g，0.15 mol) 溶于乙醇 (90 ml) 中，加热至 30 ℃，加入 D- 酒石酸 (24.8 g， 0.17 mol) 的乙醇 (250 ml) 溶液，滴毕加热至回流 搅拌 5 h。冷却至 0 ℃，析出白色固体。过滤，滤 饼用 95％乙醇 (250 ml) 重结晶，50 ℃减压干燥 3 h，得 5(20.6 g，82.3％ )，mp 167 ～ 169 ℃。纯 度 98.7％ (HPLC 法：条件同有关物质 A)。[α]D25 -94.3˚(c 1, 甲醇 )。ESI-MS(m/z): 222[M+Na]+。 (R)-α-(2- 氯苯基 )-2-[2-(-2- 噻吩基 )乙胺基 ] 乙酸甲酯盐酸盐 (6) 5(30 g，86.1 mmol)、 氯 仿 (60 ml) 和 水 (30 ml)加至 250 ml反应瓶中。室温滴加浓氨水(约 35 ml) 调至 pH ＞ 8。分出有机相，水层用氯仿 (20 ml×2) 萃取。合并有机层，用水 (20 ml×2) 洗 至中性。无水硫酸镁干燥，过滤，滤液浓缩至干， 得淡黄色液体 (R)- 邻氯苯甘氨酸甲酯 (19.2 g)。 上述油状物溶于 THF(200 ml) 中，加入 2- 噻 吩乙醇对甲苯磺酸酯 ( 购自山东银飞达化工有限公 司，纯度 99.0％，31.6 g，111.8 mmol) 和三乙胺 (11.3 g，112 mmol)，室温搅拌 10 min，加热至回流 反应 10 h。减压浓缩，剩余物中加入甲苯 (200 ml) 和水 (40 ml)，搅拌，分除水层。有机相用水 (30 ml×2) 洗涤，冷却至 0 ～ 5 ℃，通入干燥氯化 氢气体至 pH 1 ～ 2。保温搅拌 4 h，过滤，滤饼用 甲苯 (40 ml×2) 洗涤，于 50 ℃减压干燥 3 h，得 6(24.8 g，83％ )，mp 184 ～ 186 ℃。纯度 99％ (HPLC 法：条件同有关物质 A)。[α]D20 -109.6˚ (c 1, 甲 醇 )。ESI-MS(m/z) : 332[M+Na] +； 1H NMR (CDCl3)δ: 3.11(s, 1H, CH), 3.37(s, 1H, CH), 3.50 ～ 3.60(m, 2H, CH2), 3.78(s, 3H, CH3), 5.62(s, 1H, CH), 6.90(dd, J1=6.0 Hz, J2=4.5 Hz, 1H, CH), 7.13(d, J=5.2 Hz, 1H, CH), 7.34 ～ 7.42(m, 2H, CH×2), 7.47(d, J=7.6 Hz, 1H, CH), 8.03(d, J= 7.6 Hz, 1H, CH)。 (-) -(R) -α-(2- 氯苯基 ) -6,7- 二氢噻吩并 [3,2-c]吡啶基 -5(4H)- 乙酸甲酯硫酸氢盐 (C) 6(15 g，43.3 mmol)、36％甲醛水溶液 (10.5 g， 130 mmol)、 浓 盐 酸 (85 g，8.7 mmol) 和 水 (75 ml) 于 40 ℃反应 10 h。冷却至室温，加入二 氯甲烷 (50 ml)，搅拌 0.5 h 后冰水浴冷却至 10 ～ 15 ℃。滴加饱和碳酸氢钠水溶液 (约 20 ml) 调至 pH 7 ～ 8。分液，水层用二氯甲烷 (30 ml×2) 萃取。 合并有机相，用水洗至中性，无水硫酸镁干燥后过 滤，滤液浓缩至干。剩余淡黄色油状物中加入丙酮 (100 ml)，室温搅拌 0.5 h。冰水冷却至 -5 ～ 0 ℃， 搅拌下缓慢滴加浓硫酸 (4.2 g，42 mmol)，析出白 色固体。滴毕保温搅拌 3 h，10 min 内加热至回流 1 h，再缓慢冷却至室温。过滤，滤饼用丙酮 (30 ml×2) 洗涤，于 50 ℃减压干燥 3 h，得白色固 体 C(15.1 g，83.1％ )，mp 179 ～ 182 ℃。纯度 中国医药工业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals 2010, 41(5) · ·335 99.4％ (HPLC 法：条件同有关物质 A)。ee 值 98％ ( 条件同有关物质 A)，[α]D20 -55.4˚(c 2, 甲醇 )。 ESI-MS(m/z): 344[M+Na]+；1H NMR(CDCl3)δ: 3.18(br s, 2H, CH2), 3.746 ～ 3.753(m, 2H, CH2), 3.79(s, 3H, CH3) , 4.32(s, 2H, CH2) , 5.73(s, 1H, CH), 6.82(d, J=5.0 Hz, 1H, CH), 7.28(d, J=5.0 Hz, 1H, CH) , 7.44 ～ 7.51(m, 2H, CH×2) , 7.58(d, J=5.0 Hz, 1H, CH), 7.73(d, J=10.0 Hz, 1H, CH)； IR(KBr)ν(cm-1): 1753.2, 1048.5, 584.4。 编者注：编辑部曾要求作者按照文献 [2]，对有 关物质 B 用乙酸乙酯重结晶后再测 mp 值。但作者 实际操作发现回流条件下乙酸乙酯几乎不能溶解有 关物质 B，无法重结晶。 参考文献： [1] Schrör K. The basic pharmacology of ticlopidine and clopidogrel [J]. Platelets, 1993, 4(5): 252-261. [2] 邹 江 , 迟晓巍 , 王龙山 , 等 . 硫酸氢氯吡格雷位置异构体 的合成 [J]. 中国医药工业杂志 , 2010, 41(1): 6-8. [3] Manne SR, Sajja E, Anumala R, et al. Process for recovery of the S-(+)-methyl (2-chlorophenyl)-(6,7-dihydro-4H- thieno[3,2-c]pyrid-5-yl)acetate hydrogen sulfate(clopidogrel bisulfate) from its (R) and mixture of (R) and (S)-isomers: US, 2005059696 [P]. 2005-03-17. [4] 申东升 . 经格氏反应合成噻吩乙醇的研究 [ J] . 精细石油 化工 , 2001, (3): 30-32. [5] Badorc A, Frehel D. Dextro-rotatory enantioner of methyl alpha-5(4,5,6,7-tetrahydro(3,2-c) thieno pyridyl)(2- chlorophenyl)-acetate and the pharmaceutical compositions containing it: US, 4847265 [P]. 1989-07-11. [6] Alla VR, Vyakaranam KR, Sirigiri AK, et al. Process for preparation of clopidogrel bisulfate form-1: US, 20070191609 [P]. 2007-08-16.