洛爾類原料藥:工藝開(kāi)發(fā)的共性問(wèn)題分析
?前言
洛爾類藥物屬于β受體阻斷藥,β受體阻斷藥可以通過(guò)阻斷心臟、血管、支氣管上的β受體而發(fā)揮作用,臨床常用于心律失常、高血壓、心絞痛、充血性心力衰竭等治療。
目前已經(jīng)上市的洛爾類藥物有很多,這些洛爾類藥物,原料藥分子結(jié)構(gòu)中都有相似的結(jié)構(gòu)片段,下面列舉了9個(gè)原料藥,依次是鹽酸艾司洛爾,酒石酸美托洛爾,阿替洛爾,鹽酸普萘洛爾,鹽酸倍他洛爾,氧烯洛爾,鹽酸貝凡洛爾,鹽酸塞利洛爾和馬來(lái)酸噻嗎洛爾。

原料藥結(jié)構(gòu)的相似性,決定了合成路線具有相似性,以異丙胺為例的合成路線通式如下(馬來(lái)酸噻嗎洛爾是非苯環(huán)結(jié)構(gòu)除外,另外R代表取代基,可以不是對(duì)位,也可以是多個(gè)取代基)。
起始原料(SM)在堿性條件下和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng),得到中間體(intermediate),再和異丙胺反應(yīng)得到原料藥(API)。

?工藝開(kāi)發(fā)的共性問(wèn)題分析
1:原料SM和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)的路徑是什么?
原料SM和環(huán)氧氯丙烷反應(yīng),存在兩種路徑,見(jiàn)下圖(M一般代表金屬):

Pathway A:原料的酚羥基在堿(base)的作用下,形成氧負(fù)離子,進(jìn)攻環(huán)氧氯丙烷的環(huán)氧環(huán),開(kāi)環(huán)得到中間態(tài)(Intermediate state),中間態(tài)在堿性條件下關(guān)環(huán)得到中間體。
Pathway B:酚羥基在堿的作用下,形成氧負(fù)離子,進(jìn)攻環(huán)氧氯乙烷的非環(huán)氧碳原子,氯離子離去,直接得到中間體。
Pathway A占絕對(duì),是主要反應(yīng)路徑,這也是絕大部分環(huán)氧氯丙烷參與反應(yīng)的路徑。
2:根據(jù)Pathway A路徑,制備中間體過(guò)程,會(huì)有中間態(tài)產(chǎn)生,中控過(guò)程,控制原料還是控制中間態(tài),可以有效判斷反應(yīng)終點(diǎn)?
如果中間態(tài)隨著產(chǎn)生,快速轉(zhuǎn)化成中間體,監(jiān)控SM是合理的,也就是決速步驟是開(kāi)環(huán)階段;如果反應(yīng)的決速步驟是關(guān)環(huán)階段,監(jiān)控SM是不合理的,需要控制中間態(tài)(實(shí)際結(jié)構(gòu)是中間態(tài)的氧負(fù)離子變成羥基)為反應(yīng)終點(diǎn)。
3:中控過(guò)程,中間態(tài)殘留對(duì)后續(xù)胺化反應(yīng),制備API是否有影響?
如果中間態(tài)殘留,異丙胺做堿的情況下,中間態(tài)可能轉(zhuǎn)化成中間體,進(jìn)而轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品,不會(huì)影響反應(yīng)的雜質(zhì)譜。
異丙胺作為親核試劑,可以直接和中間態(tài)進(jìn)行取代反應(yīng),離去氯原子,得到游離堿。

如果異丙胺的堿性不足以關(guān)環(huán)得到中間體;或者氯的活性不夠,不能直接進(jìn)行取代反應(yīng),因?yàn)橹虚g態(tài)和游離堿,堿性明顯不一樣,可以經(jīng)酸成鹽去除,推測(cè)中間態(tài)殘留對(duì)API雜質(zhì)譜不會(huì)產(chǎn)生影響,只是會(huì)影響收率。
4:制備中間體過(guò)程,分離的中間體中有環(huán)氧氯丙烷殘留,對(duì)制備API有影響嗎?
環(huán)氧氯丙烷會(huì)和異丙胺反應(yīng),產(chǎn)生有堿性的無(wú)吸收副產(chǎn)物,推測(cè)對(duì)API的質(zhì)量研究會(huì)有影響。
5:雜質(zhì)譜分析
5.1:物料殘留
原料,環(huán)氧氯丙烷、異丙胺,中間態(tài)和中間體,這五個(gè)是最直接的雜質(zhì)。

5.2:關(guān)鍵的工藝副產(chǎn)物
二聚雜質(zhì)A
制備中間體過(guò)程,體系產(chǎn)生的中間體和沒(méi)有轉(zhuǎn)化的SM,在堿性條件下反應(yīng),會(huì)產(chǎn)生二聚雜質(zhì)A。

控制手段,推測(cè)投料比可能是主要因素,環(huán)氧氯丙烷用量越大,越有利于抑制雜質(zhì)A;其他參數(shù),例如溫度,濃度,堿的種類和用量,以及加料方式,均不一定是主因素。
位置異構(gòu)體雜質(zhì)B
制備原料藥階段,異丙胺開(kāi)環(huán)位置不一樣,可能產(chǎn)生位置異構(gòu)體雜質(zhì)B

雖然開(kāi)環(huán)氧環(huán)的機(jī)理是堿性開(kāi)位阻小的一測(cè),酸性傾向于形成穩(wěn)定的碳正離子,但是從雜質(zhì)產(chǎn)生角度,需要研究雜質(zhì)B。
二聚雜質(zhì)C
制備原料藥階段,體系產(chǎn)生的游離堿,二級(jí)胺作為親核試劑,可能和沒(méi)有轉(zhuǎn)化的中間體反應(yīng),產(chǎn)生二聚雜質(zhì)C。

控制手段,推測(cè)投料比是主要因素,異丙胺用量越大,越能抑制雜質(zhì)C;另外,反應(yīng)的溫度下,滴加中間體的溶液到異丙胺溶液中,通過(guò)加料順序和方式也可能有效抑制雜質(zhì)C,其他參數(shù)可能影響不大。
5.3:原料中的雜質(zhì)分析:
苯酚衍生物SM
根據(jù)供應(yīng)商的合成路線分析,重點(diǎn)關(guān)注取代基R的位置異構(gòu)體雜質(zhì),R可能是鄰位或者間位,二取代的風(fēng)險(xiǎn)小。
異丙胺
根據(jù)供應(yīng)商的合成路線或者調(diào)研路線分析,重點(diǎn)關(guān)注同系物類雜質(zhì)乙胺(部分洛爾原料藥的藥典信息顯示,API中均有乙胺雜質(zhì)),也要關(guān)注異構(gòu)體雜質(zhì)正丙胺,以及可能的二異丙胺。
環(huán)氧氯丙烷
根據(jù)供應(yīng)商的合成路線分析,重點(diǎn)關(guān)注縮水甘油,1,3-二氯丙醇,1,2-二氯丙醇,2-氯丙二醇等。
6:基因毒雜質(zhì)的研究
無(wú)論是環(huán)氧氯丙烷自身,還是環(huán)氧氯丙烷中可能含有的雜質(zhì),或含有環(huán)氧結(jié)構(gòu),或含有氯原子,均帶有警示結(jié)構(gòu)。中間體的環(huán)氧結(jié)構(gòu)和中間態(tài)的氯也帶有警示結(jié)構(gòu)。
縮水甘油和環(huán)氧氯丙烷,在ICH M7指南文件中,赫然在列,限度分別是4μg/day和3μg/day。其它沒(méi)有數(shù)據(jù)支持的含環(huán)氧和含氯的化合物,都要面對(duì)TTC 1.5μg/day的限度控制。根據(jù)最大日劑量和服用周期,結(jié)合ICH M7評(píng)估計(jì)算原料藥中可接受的限度,如果按照短期用藥,原料藥中的限度會(huì)比TTC長(zhǎng)期服藥的限度高一些,分析方法開(kāi)發(fā)和工藝控制會(huì)相對(duì)更容易一些。
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