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艾曲泊帕乙醇胺的波谱学特征与结构确证

2023-12-05陈延安李雨凡

科技创新与应用 2023年34期
关键词:乙醇胺碳原子质子

赵 燕,陈延安,李雨凡,程 强

(浙江海正药业股份有限公司,浙江 台州 318000)

艾曲泊帕(Eltrombopag)作为促血小板生成素受体激动剂,临床上可用于血小板减少症的治疗[1]。2008 年11 月20 日,美国食品药品监督管理局(USFDA)批准英国葛兰素史克公司的艾曲泊帕上市[2],艾曲泊帕成为首个获准治疗成人慢性免疫性血小板减少性紫癜(idiopathic thrombocytopenic purpura,ITP)的口服非肽类血小板生成素受体激动剂,其批准对治疗ITP 是一重要的里程碑[3]。艾曲泊帕口服活性乙醇胺盐是一种红色或褐色粉末,其化学名称为:3'-{(2Z)-2-[1-(3,4-二甲苯基)-3-甲基-5-氧代-1,5-二氢-4H-吡唑-4-亚基]肼基}-2'-羟基-3-联苯基甲酸2-氨基乙醇盐,分子式:C25H22N4O4·C4H14N2O2,相对分子量为564.6,CAS 登记号为[496775-62-3],其化学结构式如图1 所示。目前,已有文献报道艾曲泊帕的溶出度方法研究[4]、合成工艺研究、治疗疗效研究[5]等,但尚未见到其波谱学数据的报道,而对化合物结构进行分析,波谱学数据的归纳是必要的。本文采用紫外吸收光谱(UV)、红外吸收光谱(IR)、高分辨质谱(HRMS)、核磁共振(NMR)和X-射线粉末衍射(PXRD)等分析测试技术,对艾曲泊帕乙醇胺样品进行全面完整的波谱学表征和结构确证,为其质量控制和结构解析提供较全面的参考依据。

图1 艾曲泊帕乙醇胺的化学结构

1 仪器与材料

仪器:岛津IRAffinity-1S 型傅里叶红外光谱仪,SHIMADZU UV-2600 型紫外分光光度仪,Agilent 1260 LC-6540 Q-TOF 高分辨质谱仪,BRUKER AVANCE 400 型超导核磁共振波谱仪,NETZSCH DSC200F3 差示扫描量热仪,Rigaku D/max-2200;RigakuSmartLab SE X-射线粉末衍射仪。

材料:艾曲泊帕乙醇胺(浙江海正药业股份有限公司,HPLC 分析纯度大于98%,符合化学药物结构确证的需要)。

2 方法与结果

2.1 红外光谱(IR)

以溴化钾压片法测试艾曲泊帕乙醇胺样品的IR光谱,谱图如图2 所示,红外光谱吸收峰见表1。经IR数据分析,艾曲泊帕乙醇胺分子结构中有芳环、氨基、羟基、羧酸根、酰胺、甲基和亚甲基等基团,与艾曲泊帕乙醇胺化学结构中主要官能团基本一致。

表1 艾曲泊帕乙醇胺的IR 数据

图2 艾曲泊帕乙醇胺的红外光谱图

2.2 紫外吸收光谱(UV)

将适量样品分别溶于水、0.1 mol·L-1HCl 溶液、0.1 mo·lL-1NaOH 溶液中,测定其紫外吸收光谱。样品的紫外吸收数据表明样品有紫外活性,样品分子结构中含有不饱和基团共轭体系。紫外吸收光谱数据及解释见表2。

表2 艾曲泊帕乙醇胺的UV 数据

2.3 核磁共振谱(NMR)

艾曲泊帕乙醇胺的核磁共振谱如图3—图8 所示,1H NMR 和13C NMR 数据归属见表3。

表3 艾曲泊帕乙醇胺的1H 和13C NMR 数据

图3 艾曲泊帕乙醇胺的1H NMR 谱

图4 艾曲泊帕乙醇胺的1H-1H COSY 谱

图5 艾曲泊帕乙醇胺的13CNMR 谱

图6 艾曲泊帕乙醇胺的DEPT 135°谱

图8 艾曲泊帕乙醇胺的HMBC 谱

化合物结构片段1 的1H NMR 数据归属如图9所示。

图9 艾曲泊帕乙醇胺化合物结构片段1

1H NMR 谱中,根据积分面积、化学位移规律,δ=2.20 为单峰,相当于3 个质子,归属为25-CH3。1H-1H COSY 谱显示与δ=7.07~7.11 的氢相关,δ=7.07~7.11 的氢归属为23-CH。1H-1H COSY 谱显示δ=7.07~7.11 的氢与δ=7.80~7.85 的氢相关,δ=7.80~7.85 的氢归属为24-CH。

δ=2.25 为单峰,相当于3 个质子,归属为26-CH3。1H-1H COSY 谱显示与δ=7.80~7.85 的氢相关,δ=7.80~7.85 的氢归属为20-CH。

化合物结构片段2 的1H NMR 数据归属如图10所示。

图10 艾曲泊帕乙醇胺化合物结构片段2

δ=2.40 为宽单峰,相当于3 个质子,归属为18-CH3。δ=8.24 为单峰,相当于1 个质子,归属为7-CH。

δ=7.64 为二重峰,耦合常数为7.4 Hz,相当于2 个质子,一个归属为5-CH 和一个活泼氢。1H-1H COSY 谱显示与δ=7.38~7.42 的氢相关,δ=7.38~7.42 的氢归属为4-CH。1H-1H COSY 谱显示δ=7.38~7.42 的氢与δ=7.80~7.85 的氢相关,δ=7.80~7.85 的氢归属为3-CH。

δ=6.89 为宽单峰,相当于1 个质子,归属为10-CH。1H-1H COSY 谱显示与δ=7.07~7.11,7.38~7.42 的氢相关,δ=7.07~7.11,7.38~7.42 的氢分别归属为11-CH 和9-CH。

化合物结构片段3 的1H NMR 数据归属如图11所示。

图11 艾曲泊帕乙醇胺化合物结构片段3

δ=2.89 和δ=3.63 均为三重峰,耦合常数分别为4.8、5.0 Hz,分别归属为28-CH2和27-CH2。28-CH2和27-CH2均有4 个质子,故从质子个数可推测化合物含有二分子的乙醇胺。

13C NMR 解析如下:从13C NMR 图谱可知,共有23 个峰,由于样品分子中存在两分子乙醇胺结构,有2对碳原子的化学位移重叠,又由于样品分子有4 对碳原子的化学位移重叠,因此样品分子应该有29 个碳原子,与艾曲泊帕乙醇胺化学结构式相符。由DEPT135°谱可知,样品分子的29 个碳原子分别为3 个伯碳,4个仲碳,10 个叔碳及12 个季碳原子。

甲基典型峰碳谱数据归属:DEPT135°谱表明,δ=17.58,19.27,20.24 为伯碳原子的化学位移,HSQC 谱表明,δ=17.58 的碳原子与18-CH3(δ=2.40)的氢相关,归属为18 号碳;δ=19.27 的碳原子与25-CH3(δ=2.20)的氢相关,归属为25 号碳;δ=20.24 的碳原子与26-CH3(δ=2.25)的氢相关,归属为26 号碳。

羰基典型峰碳谱数据归属:δ=162.50,DEPT135°谱不出峰,表明为羰基季碳原子,归属为16 号碳。δ=171.48,DEPT135°谱不出峰,表明为羰基季碳原子,HMBC 谱显示与3,4,7 号氢远程相关,归属为1 号碳。

化合物结构片段3 的碳谱数据归属:DEPT135°谱表明,δ=41.98,58.46 为仲碳原子的化学位移,从高度可以看出各含2 个碳原子,HSQC 谱表明,δ=41.98 的碳与28-CH2(δ=2.89)的氢相关,归属为28 号碳;HSQC谱表明δ=58.46 的碳与28-CH2(δ=3.63)的氢相关,归属为27 号碳。

四对重叠峰碳谱数据归属:DEPT135°谱表明,δ=127.64 为叔碳原子的化学位移,从高度可以看出含2个碳原子,HSQC 谱表明δ=127.64 的碳与3,4 号氢(δ=7.80~7.85,7.38~7.42)的氢相关,因此δ=127.64 的碳归属为3 和4 号碳。

DEPT135°谱表明,δ=129.81 为叔碳原子的化学位移,HSQC 谱表明δ=129.81 的碳与15,23 号氢(δ=7.07~7.11)的氢相关;从高度可以看出δ=129.81 应该含有2 个碳原子。因此,δ=129.81 的碳归属为15 和23号碳。

δ=136.40 碳原子,DEPT135°谱不出峰,表明为季碳原子,HMBC 谱显示与25、26、23 号氢远程相关,归属为21 和22 号碳。

δ=138.17 碳原子,DEPT135°谱不出峰,表明为季碳原子,从高度可以看出含有2 个碳原子,HMBC 谱显示与4,5,10 号氢远程相关,归属为6 和13 号碳。

其他峰碳谱数据归属:δ=129.54 碳原子,DEPT135°谱不出峰,表明为季碳原子,HMBC 谱显示与3,4 的氢远程相关,归属为2 号碳。

DEPT135°谱表明,δ=130.52,130.86 为叔碳原子的化学位移。HSQC 谱表明δ=130.52 的碳与7 号氢(δ=8.24)的氢相关;δ=130.86 的碳与5 号氢(δ=7.64)的氢相关;因此δ=130.52,130.86 的碳分别归属为7 和5号碳。

DEPT135°谱表明,δ=115.56,119.21 为叔碳原子的化学位移。HSQC 谱表明δ=115.56,119.21 的碳与24,20 号氢(δ=7.80~7.85)的氢相关,结合HMBC 谱,δ=119.21 的碳和26-CH(3δ=2.25)的氢远程相关,因此δ=115.56,119.21 的碳分别归属为24 和20 号碳。

δ=138.97 碳原子,DEPT135°谱不出峰,表明为季碳原子,HMBC 谱显示与20,23,24 号氢远程相关,归属为19 号碳。δ=140.16 碳原子,DEPT135°谱不出峰,表明为季碳原子,HMBC 谱显示与9 号氢远程相关,归属为8 号碳。δ=149.99 碳原子,DEPT135°谱不出峰,表明为季碳原子,HMBC 谱显示与11 号氢远程相关,归属为12 号碳。δ=138.34 碳原子,DEPT135°谱不出峰,表明为季碳原子,归属为17 号碳。

2.4 高分辨率质谱(HRMS)

样品的HRMS 图谱结果显示质荷比为443.170 0的离子峰为[M-C4H14N2O2+H]+,高分辨质谱确定[MC4H14N2O2+H] +443.170 0 离子峰的元素组成为C25H23N4O4(与理论值偏差1.3 mDa),证明本化合物的元素组成为C25H22N4O4·C4H14N2O2,与艾曲泊帕乙醇胺的分子式一致。样品的HRMS 图谱如图12 所示。

图12 艾曲泊帕乙醇胺的HRMS 谱

2.5 热分析(DSC)

DSC 升温范围为30~160 ℃,升温速率为10 ℃/min。结果显示,样品随温度升高经历1 个吸热峰,推测为样品熔融峰,切点温度为137.5 ℃。样品的热分析DSC 曲线如图13 所示。

图13 艾曲泊帕乙醇胺的DSC 图

2.6 X-粉末射线衍射(PXRD)

采用X 射线粉末衍射仪对艾曲泊帕乙醇胺样品进行检测。在2θ=3~60°范围内扫描,工作电压为40 kV,工作电流为40 mA,扫描速率为6°/min,步长为0.01°。其主要特征峰见表4,与专利(CN102448942A)中晶型I 的衍射峰对比[6],2θ/°基本一致,故可确定艾曲泊帕乙醇胺的晶型为晶型I。

表4 艾曲泊帕乙醇胺的PXRD 数据

3 结束语

通过UV、IR、HRMS 及NMR 一维及二维谱检测技术,对样品进行检测分析获得了目标化合物的波谱学数据,经解析分析其分子结构与艾曲泊帕乙醇胺一致。并且通过热分析、X-射线粉末衍射测试技术进行佐证,最终准确确证艾曲泊帕乙醇胺的化学结构和晶型。以上波谱学特征分析不仅能够准确说明艾曲泊帕乙醇胺的化学结构,也为该药物定性化学合成研究和质量控制提供了客观的参考依据。

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