非奈利酮工艺杂质的合成

刘伟锋，江德福，曾宪烜，朱书文

（江西科睿药业有限公司，江西 赣州 341000）

摘要：为更好的控制非奈利酮的药品质量，建立非奈利酮原料药的质量标准。从非奈利酮的合成路线着手，分析并合成了3个工艺杂质：4-(4-氰基-2-甲氧基苯基)-5-甲氧基-2,8-二甲基-1,4-二氢-1,6-萘啶-3-甲酰胺(杂质A)，4-(4-氰基-2-甲氧基苯基)-5-异丙氧基-2,8-二甲基-1,4-二氢-1,6-萘啶-3-甲酰胺(杂质B)和4-（4-氰基-2-甲氧基苯基）-5-乙氧基-2,8-二甲基-1,6-萘啶-3-甲酰胺(杂质C)，并通过质谱、氢谱和碳谱对杂质进行结构确证，且这3个杂质通过HPLC检测纯度可达98%以上。这些杂质可作为非奈利酮原料药质量控制中的杂质对照品，从而对杂质进行准确的定性和定量分析。

关键字：非奈利酮；工艺杂质；质量控制

Synthesis of Process Impurities of Finerenone

Liu Wei-feng , Jiang De-fu , Zeng Xian-xuan, Zhu Shu-wen

(Jiangxi Kerui Pharmaceutical Co., Ltd., Ganzhou, Jiangxi 341000, China;)

Abstract: To enhance the quality control of finerenone and establish its quality criterion，three process impurities of finerenone were identified and synthesized based on the synthetic route: 4-(4-Cyano-2-methoxyphenyl)-5-methoxy- 2,8-dimethyl-1,4-dihydro-1,6-naphthyridine-3-carboxamide(impurity A), 4-(4-Cyano-2-methoxyphenyl)-5-isopropoxy -2,8-dimethyl-1,4-dihydro-1,6-naphthyridine-3-carboxamide(impurity B)，4-(4-Cyano-2-methoxyphenyl)-5-ethoxy -2,8 -dimethyl-1,6-naphthyridine-3-carboxamide (impurity C), and their structures were confirmed by MS, 1H NMR and 13C NMR．These impurities could be used as finerenone impurity reference substance of quality control，thus accurate qualitative and quantitative analysis of impurities

Key words: Finerenone;process impurity;quality control

引 言

非奈利酮（Finerenone），CAS号是1050477-31-0，化学名为(4S)-4-(4-氰基-2-甲氧基苯基)-5-乙氧基-2,8-二甲基-1,4-二氢-1,6 萘啶-3-甲酰胺，pKa为4.39，在甲醇中溶解，在乙腈和乙醇中微溶，在水中几乎不溶。非奈利酮最开始被命名为BAY94-8862。它是从一种名为BR4 628 的前体药物中开发出来的，是二氢吡啶类钙通道阻滞剂二氢萘啶化合物的结构修饰类似物。它不是具有互补氢键的单一结合模式，而是通过大量的范德华力和氢键与MR 蛋白稳定结合，可以有效抑制醛固酮MR受体复合物诱导的转录因子的积累[1]。

非奈利酮是由拜耳公司开发的首个非甾体类、高选择性盐皮质激素受体拮抗剂（MRA）[2-3]。和第一代、第二代MRA相比，非奈利酮具有和甾体类MRA类似的保护心肾作用，具有半衰期较短、口服生物利用度、蛋白质结合率较高、安全性较好及适用人群广泛等特点[4-5]。该药物于2021 年7 月9 日获得美国FDA 批准上市，用于治疗患有2 型糖尿病的CKD。随后在2022 年6 月，非奈利酮在我国正式批准上市，并于2021 年被纳入中国DN诊断指南，它通过拮抗盐皮质激素受体，能够减轻肾脏的炎症反应和纤维化反应，从而降低肾小球滤过膜的通透性，减少蛋白尿的排泄。

目前，国内外很多文献都报道了非奈利酮的合成路线。2017年，普拉策克等[6]首先报道了使用2-甲氧基-4-氰基苯甲醛（FNLT001）与2-氰基乙酰乙酸乙酯（FNLT002）作为起始原料，通过脑文格缩合反应，再和4-氨基-5-甲基-2-羟基吡啶（FNLT004）韩琦反应反应得到FNLT005；然后和原乙酸三乙酯在酸性条件进行乙基化反应生成FNLT006，在氢氧化钠溶液中水解得到FNLT007；接着和N,N-羰基二咪唑（CDI），六甲基二硅胺烷（HMDS）在四氢呋喃溶剂中通过缩合反应得到非奈利酮消旋体FNLT008，最后通过手性色谱柱拆分得到目标产物非奈利酮。该合成路线存在的主要缺点有：合成路线步骤较长，操作复杂，比较耗时；最后一步要采用手性色谱柱拆分，导致收率偏低。

图1 非奈利酮合成路线一

Fig.1 The first synthetic route of finerenone

后来普拉策克[7]对合成路线进行了改进，以4-氰基-2-甲氧基苯甲醛与乙酰基乙酰胺为起始物料，通过脑文格缩合反应得到FNLT010；再通过迈克尔加成反应得到FNLT011；之后经过O-烷基化及手性色谱柱拆分共4步反应合成非奈利酮。该路线减少了合成步骤，提高了整体的生产效率，总收率28.6%，ee 值99%，但该方法的最后一步仍然需要手性HPLC 来分离对映体。此外，第二步反应涉及高压反应，增加了生产过程中的安全风险和设备要求。而且我们通过实验室工艺研究发现，在该原研专利反应条件下，很难合成得到FNLT011和FNLT008。

图2 非奈利酮合成路线二

Fig.2 The second synthetic route of finerenone

为了规避原研的专利路线，杨勇等[8]使用苄酯替代氰基酯，这为非奈利酮的合成提供了一种新的方法，整体反应类型和路线1类似。但是合成路线中多个中间体为油状物，不方便储存和投料。苄酯水解成羧酸步骤需要使用三甲基硅醇钾作为碱，导致氰基容易水解成酰胺，无形之中增加了工艺控制的难度。

综上所述，合成路线一在操作简便性和工业化生产方面具有较大的优势。2020年，普拉策克等[9]通过使用拆分剂芳基类酒石酸酯进行化学拆分，从而避免了手性色谱柱的使用，极大的降低了生产成本，提高了操作的便捷性。普拉策克在专利中提到了通过路线一会引入3个主要的工艺杂质（杂质A，杂质B和杂质C)：

（1） 杂质A：产生原因在于起始物料原乙酸三乙酯会引入原甲酸三甲酯，从而形成相关中间体杂质，最终衍生至终产品；也有可能在步骤二中使用了异丙醇作为溶剂，异丙醇中微量的甲醇也会生成相应的杂质A；而且杂质A的去除效果较差，只能从起始物料进行控制；

（2） 杂质B：产生原因在于步骤二中使用了异丙醇作为溶剂，干燥后的中间体FNLT005中残留微量的异丙醇，从而形成相关中间体杂质，最终衍生至终产品生成相应的杂质B；

（3） 杂质C：杂质C是非奈利酮原料药在氧化降解和光照降解条件下的主要杂质。实验研究发现在缩合反应步骤如果不进行氮气保护，反应一定时间后，反应液中的氧化杂质C至少会在20%以上。

整体而言，上述三个工艺杂质都会对成品质量形成潜在的风险，需要制备相应的杂质，开发合适的分析方法，对成品进行进一步的研究和控制。因此，如何高效制备具有高纯度的杂质对照品，对非奈利酮的质量研究和控制具有非常重大的意义。

本文以自制的中间体FNLT005为起始物料，分别与原甲酸三乙酯和原甲酸三异丙酯通过烷基化反应，水解反应和缩合反应分别得到杂质A和杂质B；以自制的中间体FNLT007为起始物料，通过缩合反应，氧化反应得到杂质C。

1 实验部分

1.1主要仪器与试剂

集热式恒温加热磁力搅拌器（DF-101S，巩义市予华仪器有限责任公司）；EYELA旋转蒸发仪（N-1300，东京理化器械株式会社）；核磁共振仪（型号Avance 400，瑞士Bruker公司）；高效液相色谱-质谱联用仪(型号Surveyor-MSQ 型，赛默飞世尔科技公司)；高效液相色谱仪（型号LC-20AT，日本岛津科技有限公司）。

化合物FNLT005和化合物FNLT007参照文献[6]方法自制；原甲酸三甲酯（上海阿拉丁生化科技股份有限公司，≥98%）；原甲酸三异丙酯（上海阿拉丁生化科技股份有限公司，≥98%）；N,N-二甲基甲酰胺（成都市科隆化学品有限公司）；浓硫酸（西陇科学股份有限公司，分析纯）、氢氧化钠（西陇科学股份有限公司，分析纯）、四氢呋喃（西陇科学股份有限公司，分析纯），甲基叔丁基醚（成都市科隆化学品有限公司，分析纯）、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（苏州昊帆生物股份有限公司，≥98%）、1-羟基苯并三唑（苏州昊帆生物股份有限公司，≥98%）、氨水（西陇科学股份有限公司，分析纯）、二氯甲烷（西陇科学股份有限公司，分析纯）、2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）、2-丁醇（成都市科隆化学品有限公司，分析纯）、中性氧化铝（上海阿拉丁生化科技股份有限公司，分析纯）。

1.2合成方法

1.2.1杂质A的合成

图3 杂质A的合成路线

Fig.3 The synthetic route of impurity A

（1）向反应瓶中加入4.05g FNLT005(10.0 mmol，1.00 eq)，20 mL N,N-二甲基甲酰胺，滴加0.10 g 浓硫酸，加入2.66 g 原甲酸三甲酯(25.0 mmol，2.50 eq)，氮气置换3 次，升温至110±5 ℃，反应6 小时，降温至80 ℃，滴加60 mL水，滴毕，反应液析出大量固体。关闭加热，将反应液继续降温至10±5 ℃，搅拌2-4 小时，过滤，用10 mL水洗涤滤饼，滤饼于50±5 ℃真空干燥12 h以上，得到3.39 g FNLT012(收率81.07%)；

（2）向反应瓶中加入3.00 g FNLT012 (7.17 mmol，1.00 eq)，15 mL 二氯甲烷，降温至5±5 ℃，氮气置换3 次，滴加7 mL 2 M 氢氧化钠溶液(14.34 mmol，2.00 eq)，滴毕，反应液于5±5 ℃反应2 小时，反应完毕后，过滤，向滤液中加入15 mL甲基叔丁基醚，分液，水相降温至5±5 ℃，滴加乙酸至反应液pH=7~8，搅拌1-2 小时，过滤，用6 mL水洗涤滤饼，滤饼于50±5 ℃真空干燥12 h以上，得到1.79 g FNLT013 (收率68.30%)；

（3）向反应瓶中加入1.50 g FNLT013 (4.10 mmol，1.00 eq)，15 mL 二氯甲烷，1.18 g 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(6.16 mmol，1.50 eq)、1.11 g 1-羟基苯并三唑(8.20 mmol，2.00 eq)，升温至35±5 ℃，反应5-6 h，加入1.39 g 25%氨水(20.5 mmol，5.00 eq)，滴毕，反应液于35±5 ℃反应3-5 小时，反应液转移至低温冷却槽，继续降温至15±5 ℃，搅拌2-4 小时，过滤，分别用3 mL二氯甲烷和3 mL水洗涤滤饼，滤饼于50±5℃真空干燥12h以上，得到1.27 g 杂质A(收率为84.67%，液相纯度为99.1%)；MS（m/z）：365.3 [M+H]+

1H NMR (400 MHz, DMSO) δ 7.72 (s, 1H), 7.59 (s, 1H), 7.40 (s, 1H), 7.28 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 7.09 (d, J = 7.1Hz, 1H), 6.75 (d, J = 35.5 Hz, 2H), 5.39 (s, 1H), 3.84 (s, 3H), 3.61 (s, 3H), 2.17 (s, 3H), 2.13 (s, 3H).

13C NMR (400 MHz, DMSO) δ 170.27, 160.12, 156.29, 144.94, 144.54, 141.80, 138.18, 130.94, 125.34, 119.39, 115.18, 112.19, 110.03, 105.99, 103.26, 56.80, 53.27 , 32.98, 18.39, 14.22.

1.2.2杂质B的合成

图4 杂质B的合成路线

Fig.4 The synthetic route of impurity B

（1）向反应瓶中加入4.05 g FNLT005(10.0 mmol，1.00 eq)，20 mL N,N-二甲基甲酰胺，滴加0.10 g 浓硫酸，加入4.76 g 原甲酸三异丙酯(25.0 mmol，2.50 eq)，氮气置换3 次，升温至110±5 ℃，反应5 小时，降温至80 ℃，滴加60 mL水，滴毕，反应液析出大量固体。关闭加热，将反应液继续降温至10±5 ℃，搅拌2-4 小时，过滤，用10 mL水洗涤滤饼，滤饼于50±5 ℃真空干燥12 h以上，得到3.87 g FNLT014 (收率86.58%)；

（2）向反应瓶中加入3.00 g FNLT014 (6.72 mmol，1.00 eq)，15mL 二氯甲烷，降温至5±5 ℃，氮气置换3 次，滴加7 mL 2 M 氢氧化钠溶液(13.44 mmol，2.00 eq)，滴毕，反应液于5±5 ℃反应3 小时，反应完毕后，过滤，向滤液中加入15 mL甲基叔丁基醚，分液，水相降温至5±5 ℃，滴加乙酸至反应液pH=7~8，搅拌1-2 小时，过滤，用6 mL水洗涤滤饼，滤饼于50±5 ℃真空干燥12 小时以上，得到2.42 g FNLT015 (收率91.68%)；

（3）向反应瓶中加入1.61 g FNLT015 (4.10 mmol，1.00 eq)，15 mL 二氯甲烷，1.18 g 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(6.16 mmol，1.50 eq)、1.11 g 1-羟基苯并三唑(8.20 mmol，2.00 eq)，升温至35±5 ℃，反应7-9 小时，加入1.39 g 25%氨水(20.5 mmol，5.00 eq)，滴毕，反应液于35±5 ℃反应5-6 小时，反应液继续降温至15±5 ℃，搅拌2-4 小时，过滤，分别用3 mL二氯甲烷和3 mL水洗涤滤饼，滤饼于50±5 ℃真空干燥12 小时以上，得到1.34 g 杂质B(收率为83.48%，液相纯度为99.4%)；MS（m/z）：393.3 [M+H]+

1H NMR (400 MHz, DMSO) δ 7.65 (s, 1H), 7.55 (s, 1H), 7.36 (d, J =1.2 Hz, 1H), 7.28 (dd, J = 7.8, 1.3 Hz, 1H), 7.15 (d, J=7.9 Hz, 1H), 6.72 (d, J = 28.2 Hz, 2H), 5.34 (s, 1H), 4.95 (m, J = 12.3, 6.2 Hz, 1H), 3.82 (s, 3H), 2.16 (d, J = 17.5 Hz, 3H), 2.11 (s, 3H), 1.18 (d, J = 6.1Hz, 3H), 0.73 (d, J = 6.1 Hz, 3H).

13CNMR(400MHz,DMSO)δ170.13,159.44,156.13,144.72,144.69,142.47, 138.36, 131.56,125.15,119.48,114.35, 111.50, 109.84, 105.85, 104.22, 66.99, 56.42, 32.86, 22.39, 21.73, 18.54, 14.21.

1.2.3杂质C的合成

图5 杂质C的合成路线

Fig.5 The synthetic route of impurity C

向反应瓶中加入1.56 g FNLT007(4.10 mmol，1.00 eq)，15 mL 二氯甲烷，1.18 g 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(6.16 mmol，1.50 eq)、1.11g 1-羟基苯并三唑(8.20 mmol，2.00 eq)，升温至35±5 ℃，反应8-10 小时，加入1.39 g 25%氨水(20.5 mmol，5.00 eq)，滴毕，反应液于35±5 ℃反应1-2 小时，反应液降温至15±5 ℃，搅拌2-4 小时，过滤，分别用3 mL二氯甲烷和3 mL水洗涤滤饼，滤饼于50±5 ℃真空干燥12 小时以上，得到1.32 g FNLT008(收率为84.92%)；

向反应瓶中加入1.00 g FNLT008 (2.64 mmol，1.00 eq)，20 mL 二氯甲烷，1.20 g 2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(5.29 mmol，2.00 eq)，升温至25±5 ℃，反应3-5 小时，加入5.00 g 中性氧化铝，升温至25±5 ℃，搅拌2-3 h，过滤，滤饼用10 mL 二氯甲烷淋洗，滤液于30±5 ℃减压浓缩至干，再向浓缩物中加入15 mL 2-丁醇，升温至98±5 ℃，回流搅拌3-5 小时，反应液降温至35±5 ℃，搅拌1 小时，再降温至0±5 ℃，搅拌2-4 小时，过滤，用3 mL水洗涤滤饼，滤饼于50±5 ℃真空干燥12 小时以上，得到0.87 g 杂质C(收率为87.52%，纯度99.1%)；MS（m/z）：377.3 [M+H]+

1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.03 (s, 1H), 7.34 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.16 (s, 1H), 5.76 (s, 2H), 4.19–3.98 (m, 2H), 3.74 (s, 3H), 2.82 (s, 3H), 2.58 (s, 3H), 0.78 (t, J = 7.0 Hz, 3H).

13C NMR (400MHz, CDCl3) :δ 169.15, 159.41, 158.46, 156.80, 151.92, 142.78, 140.18, 133.67, 130.85, 130.23, 124.76, 123.42, 118.66, 113.00, 112.80, 110.73, 77.37, 77.26, 77.06, 76.74, 62.02, 56.15, 23.80, 14.59, 13.53.

2结论

本研究阐述了非奈利酮原料药合成工艺中存在的3个关键工艺杂质的来源，设计相应的合成路线制备了杂质A、杂质B和杂质C，不需要经过柱纯化就能达到较高的纯度和收率，并通过结构确证图谱确定了杂质结构。非奈利酮杂质的合成解决了杂质对照品来源问题，对工艺和质量研究以及质量标准的制定奠定了坚实的基础。

参考文献

[1] 张玮，范瑛，汪年松. 非奈利酮治疗糖尿病肾病研究进展[J]. 世界临床药物，2023，44(01)：15-18.

[2] BARFACKER L, KUHL A, HILLISCH A, et al. Discovery of BAY 94-8862: a non- steroidal antagonist of the mineralocorticoid receptor for the treatment of cardiorenal diseases[J]. ChemMedChem, 2012, 7(8): 1385-1403.

[3] 万瑾瑾，刁倩，徐菲，等. 治疗糖尿病肾病的新型醛固酮受体拮抗剂-非奈利酮[J]. 医药导报，2022，41(10)：1486-1490.

[4] American Diabetes Assoclation Professional Practice Committee.11. Chronic Kidney Disease and Risk Management: Standards of Medical Care in Diabetes -2022 [J]. Diabetes Care, 2022, 45(1): 175-184．

[5] KOLKHOF P, DELBECK M, KRETSCHMER A, et al. Finerenone, a novel selective nonsteroidal mineral- ocorticoid receptor antagonist protects from rat cardiorenal injury[J]. Journal of Cardiovascular Pharmacology, 2014, 64(1): 69-78.

[6] J.普拉策克，G.加尔克，A.格鲁嫩贝格.制备( 4S )-4-( 4-氰基-2-甲氧基苯基)-5-乙氧基-2，8-二甲基-1，4-二氢-1，6-萘啶-3-甲酰胺的方法及其纯化以用作活性药物活性成分：CN 106795155 A [P]. 2017-05-31.

[7] J.普拉切克. 用于制备(4S)-4-(4-氰基-2-甲氧基苯基)-5-乙氧基-2 ,8-二甲基-1 ,4-二氢-1 ,6-萘啶-3-甲酰胺的方法： CN 107849043 B [P]. 2018-03-27 .

[8] 杨勇，沈超，刘沐为，等. 一种非奈利酮原料药的制备方法：CN114605410[P]. 2022-06-10.

[9] J.普拉策克，K.洛维斯，W.乔恩特根. 通过外消旋体拆分使用非对映体酒石酸酯制备(4S) -4- (4-氰基-2-甲氧基苯基) -5-乙氧基-2 ,8-二甲基-1 ,4-二氢-1 ,6-萘啶-3-甲酰胺的方法：CN112041318A[P]. 2020-12-04.