奈韦拉平重要中间体CAPIC制备过程中副产物的研究

宋懿嘉 龙中柱 葛 梅 韩中坚

1上海交通大学 （上海 200037） 2上海东岳生物化工有限公司 （上海 200237）3上海水基环境工程有限公司 （上海 200135）

奈韦拉平重要中间体CAPIC制备过程中副产物的研究

宋懿嘉1龙中柱2葛 梅3韩中坚3

1上海交通大学 （上海 200037） 2上海东岳生物化工有限公司 （上海 200237）3上海水基环境工程有限公司 （上海 200135）

利用波谱分析技术鉴定了CAPIC（2-氯-3-氨基-4-甲基吡啶）制备过程中的杂质结构，并由此推测该杂质产生的原因，提出了抑制形成该杂质副反应的方法，为工业化大规模生产奠定了基础。

2-氯-3-氨基-4-甲基吡啶 杂质结构分析1H NMR HPLC

0 引言

奈韦拉平（Nevirapine），是由德国柏林格·英格尔海姆公司于20世纪90年代初开发的一种非核苷类HIV（艾滋病）逆转录酶抑制剂，可与核苷类似物联用治疗临床或免疫学恶化的HIV感染患者，也可单独用于预防HIV感染的母婴传播。于1996年9月美国FDA批准上市，商品名为维乐命（Viramune），现已在多国上市[1-3]。

与其他抗艾滋病药物相比，奈韦拉平抗病毒作用强、半衰期长、生物利用高、耐受性好、不良反应少、费用低。对于我国来说，奈韦拉平是最实际最有效和费用较少的抗艾滋病药物。因此，研制开发其关键的中间体2-氯-3-氨基-4-甲基吡啶（CAPIC）具有重要经济意义及社会意义。CAPIC的CAS号为133627-45-9，熔点61～64℃，结构式如下：

最早关于CAPIC合成的报道是1980年，Chapman[4]等以2-氯-3-硝基-4-甲基吡啶为原料，经还原得到了CAPIC。在以后的20多年中，一直有很多关于CAPIC不同合成路线的报道，但这些方法产率均较低，或者原料昂贵，对设备要求较高，都不利于实现大规模的工业化生产，仅停留在小试阶段。

直到2002年，Gupton B F[5]报道了以4，4-二甲氧基-2-丁酮和丙二腈为原料，经缩合、Knoevenagel反应、环合、氯化、水解、加成及Hofmann重排合成CAPIC的方法，收率较高，各合成条件比较温和，适合工业化生产。在此合成路线的基础上加以改进，实现CAPIC的工业化生产是大有可能的。因此，本实验选择该合成工艺作为实验路线。

在实验过程中发现第三步环合反应的收率比较低。产物CAPIC2#（3-氰基-4-甲基吡啶酮）用高效液相色谱法进行分析，含量高达99.5%，在液相色谱条件下呈现单一产品峰，但是熔点较文献报道的偏低很多，仅在134℃左右。后通过核磁共振分析，发现CAPIC2#存在互变异构体。

2 实验

2.1 CAPIC2#（3-氰基-4-甲基吡啶酮）的制备

在带有搅拌器、温度计和冷凝器的500 mL四口瓶中加入120.6 g（1.23 mol）浓硫酸和24.6 g（0.41 mol）乙酸，将67.5 g 2-甲基-4，4-二甲氧基-1，1-二氰基-1-丁烯和1，1-二氰基-4-甲氧基-2-甲基-1，3-丁二烯的混合粗产物缓慢滴入到混酸中，温度不超过30℃，滴毕，升温至60℃，保温反应3h。反应结束后，冷却，加入100 mL冰水，有固体析出，过滤，真空干燥，用甲醇与水（2∶1）重结晶，得到52.4 g（0.391 mol）黄色固体3-氰基-4-甲基吡啶酮。

2.2 CAPIC2#（3－氰基－4－甲基吡啶酮）的测定

2.2.1 设备

高效液相色谱 Agilent 1200（VWD）；核磁共振 DRX500。

2.2.2 液相色谱条件

XDB-C18（15 cm×4.6 mm，5 μm），柱温30℃，流动相为甲醇和水，走梯度，0～10 min 25%甲醇，10～20 min升至70%甲醇，流速为1.0 mL/min，检测波长205 nm，结束时间30 min。

2.2.3 核磁共振条件

德国Bruker DRX-500 MHz核磁共振仪，5 mm Multinu探头，TMS为内标，氘代氯仿为溶剂，谱图采用标准脉冲程序测定。

3 讨论

3.1 CAPIC2#HPLC分析情况

根据CAPIC2#的物理性质，采用高效液相色谱法对产品质量进行检测与评估。该物质在液相色谱条件下呈现单一的产品峰，用面积归一化方法定量，结果表明纯度达99.5%。但测其熔点仅为134℃，比文献报道的低了很多，而且这一步的收率也偏低。考虑到CAPIC2#的结构，性质比较活泼，可能存在互变异构体，很难被HPLC检测出来。在不同的溶剂和温度下互变异构体的比例不同，这种现象可以被1H-NMR检测。

3.2 1H-NMR解析

在液相色谱条件检测基本无杂质后，使用1H-NMR对产品进行结构鉴定。通过解析（表1），确定该副产物的结构为烯醇式，熔点比酮式低很多。

3.3 CAPIC2#互变异构体的形成机理及抑制方法

在酸的催化作用下，生成的一部分CAPIC2#由酮式转化成了烯醇式，反应温度越高，该副产物的含量越高。

表1 CAPIC2#互变异构体1H-NMR归属

分别考察了催化剂、反应温度以及反应时间对收率的影响，找到了抑制副产物形成的方法。

3.3.1 催化剂对环合反应的影响

通过多次实验发现浓硫酸与乙酸的混酸催化可以大幅度提高环合收率，故采用浓硫酸和乙酸的混酸作为催化剂（见表2）。

表2 催化剂对环合反应的影响

3.3.2 反应温度对收率的影响

以浓硫酸和乙酸的混酸为催化剂，反应时间6 h时，温度低于50℃反应难以进行，在60℃时收率达到最高，而高于70℃收率反而下降，这主要是导致副反应的发生，故反应温度宜控制在60℃较好（见表3）。

表3 反应温度对收率的影响

3.3.3 反应时间对收率的影响

以浓硫酸和乙酸的混酸为催化剂，反应温度60℃，考察时间对收率的影响。从表4中可以看出，随着反应时间的延长，产率增大，但超过3 h后，产率增加很少，该反应时间以3 h为佳。

表4 反应时间对收率的影响

通过工艺调整，用浓硫酸和乙酸的混酸作为催化剂，反应温度控制在60℃，反应时间控制在3 h，能有效地抑制副产物的生成，提高产品的收率。

4 结论

综合以上分析结果，最后确定副产物为CAPIC2#的互变异构体。通过工艺条件控制，有效地抑制了副产物的形成，为大规模工业化过程的实施奠定了基础。

[1]Fermandez-Ortrga C,Dubed M,Ramos Y,et a1.Noninduced Leukocyte extract reduces HIV replication and TNF seretion[J].Bichem Biophys Res Comm,2004,325(3):l 075-1 081.

[2]Blundell T,Pearl L.A second front against AIDS[J].Nature,1989,337(6037/6039):596-598.

[3]徐玉文,赵桂森.抗艾滋病药物研究进展[J].中国药物化学杂志,2002,12(2):119-124.

[4]Chapman d,Hurst J.Pyrazolopyfidines.Part S.Preparation and reactions of pyrazolo[3,4-e]pyridinesp[J].J Chem Soc,Perkin TranI,1980(11):2 398-2 404.

[5]Gupton B F.Process for making 3-amino-2-chloro-4-methylpyridine:US,2002052507[P].2002-05-02.

TQ253.21

宋懿嘉 女 1982年生 助理研究员 2004年获上海理工大学学士学位 2010年获上海交通大学硕士学位主要从事药物中间体的制备及分析

2010年6月