米拉贝隆的结构如下
米拉贝隆的商业化路线
化合物2与化合物3在硼酸酯作用下,酸胺缩合得到酰胺4
硼氢化钠单质碘还原酰胺得到化合物5
氢气还原硝基得到化合物6
最后与化合物7缩合得到1(米拉贝隆)
化合物4在THF中,硼氢化钠/碘组合还原酰胺,得到化合物5;硼氢化钠/碘体系还原酰胺过程,硝基也会被部分还原得到化合物6。
小试和放大的数据统计
小试过程中,还原体系中RRT=0.5的位置也能检出杂质,含量0.2-0.3%,分离后该杂质很小,没有被关注。
用同一个反应釜,放大第一批这个杂质1.5%,随着批次的顺延该杂质呈缓慢增大趋势,第四批时,该杂质居然到了9.97%。
再仔细关注数据发现,该未知杂质含量高,硝基还原的产物6也很高。
原因调查
杂质分离鉴定
根据分离的LCMS数据,THF (M+ = 72),推测杂质结构如下,但不能完全确认到底是杂质8a还是8b,THF是否参与了反应。
杂质定向合成
定向合成后,确认是杂质8a。
杂质来源分析
杂质的突然增大,一般不会是物料或者工艺本身造成的。采用不同的调查手段,排除了人员操作、物料、工艺等因素。
因为随着批次增多,杂质呈上升趋势,推测可能和设备有关,检查了内衬,底阀,搅拌等,未发现异常。
拆卸可拆卸的部件,发现不锈钢法兰视镜损坏严重,推测是碘溶液腐蚀造成的。
spike实验
研究不锈钢组分和法兰不锈钢对反应的影响。
实验发现,碘化镍、镍金属、不锈钢材作为容器配制碘溶液,三个条件,杂质8a很大。
推测杂质8a形成过程:不锈钢和碘形成碘化镍,和硼氢化钠作用得到硼化镍,在氢气存在下,还原硝基得到苯胺,苯胺再和四氢呋喃反应(或者四氢呋喃的酸性开环产物)得到杂质8a。
解决方案
解决完腐蚀的设备,再进行相同规模放大,杂质8a可控。
参考文献:所有图片均来源于文献
Org. Process Res. Dev. 2020, 24, 286−293