杂质谱:常用溶剂可能引发的杂质

文摘   科学   2024-10-04 08:02   河北  
工艺优化筛选溶剂时,通常只考虑了溶剂的溶解性、沸点、极性等,忽略了溶剂的反应性。
有些常用溶剂,会参与反应产生杂质,实验设计时,要充分评估溶剂参与反应的可能性,切断杂质产生路径是控制杂质的最好手段。


以甲醇为代表的醇类
  • 强酸性环境,尤其无水的强酸环境,可能产生甲酯类和卤代甲烷。
    对甲苯磺酸、硫酸、甲基磺酸等产生致突变杂质磺酸甲酯;
    氯化氢和氢溴酸醋酸溶液等产生致突变杂质卤代甲烷。
  • 和酯类底物发生酯交换反应,例如乙酸乙酯在甲醇中加热,会产生乙酸甲酯,这个很简单但是很容易忽略,往往发生了,才发现。
  • 脱Boc时,甲醇为溶剂可产生3类溶剂甲基叔丁基醚。
  • 甲醇也是甲基源,例如产生N-甲基化杂质

  • 甲醇作为亲核试剂,参与有活性离去基团的SNAr反应。


以乙酸乙酯为代表的酯类
  • 乙酸异丙酯水解稳定性好于乙酸乙酯。
  • 乙酸乙酯作为溶剂,容易产生乙酰基杂质。
    作为萃取剂使用,如果底物有羟基,一般不会产生杂质,但是当底物有伯氨基或者仲氨基时,有可能衍生出乙酰基杂质。



以乙酸为代表的有机酸类
  • 可能产生乙酰基杂质,尤其有亲核性胺的底物。
  • 乙酸参与反应的风险相对甲酸小,甲酸更容易产生甲酰基杂质。


甲基叔丁基醚
  • 强酸环境,发生类似甲醇在强酸下的反应,醚键断裂,产生对应甲酯或者卤代甲烷和叔丁醇(或者异丁烯)。


四氢呋喃
  • 四氢呋喃参与反应情况和甲基叔丁基醚相似,强酸性下,四氢呋喃和氢溴酸反应开环,产生4-溴-1-丁醇或者1,4-二溴丁烷
  • 四氢呋喃作为亲电试剂,氧气参与下,可以和格氏试剂反应(文献1)。

  • 四氢呋喃作为亲电试剂,氯化氢气体参与下,可以和氨基反应(文献2)。

乙腈
  • 酸、碱环境可能产生乙酰胺杂质,乙酰胺的PDE=7.1 mg/day,不是若干年前传说的基因毒杂质,致癌,不致突变。
  • 乙腈在氯化氢或者甲醇钠的醇溶剂中,可能发生Pinner反应,得到活性亚胺酯,继续和亲核试剂反应,产生杂质。


丙酮
  • 和胺类发生脱水反应,得到亚胺杂质。
  • 碱性环境会二聚成杂质异丙叉丙酮(Mesityl oxide) ,这个杂质PDE=2.1 mg/day,也不是若干年前传说的限度很低的基因毒杂质。


甲苯
  • 相对稳定,一般只需考虑苯杂质残留。
  • 做傅克酰基化时,采用甲苯可能产生酰基衍生物杂质。


DMSO
  • 磺酰氯,草酰氯,酸酐等条件下,可能发生Pummerer重排,得到甲基硫醚杂质(文献3)。

参考文献

1. Org. Process Res. Dev. 2020, 24, 2814−2829;

2. Org. Process Res. Dev. 2020, 24, 286−293;

3. Organic Process Research & Development 2011, 15, 123–130.

原料药合成工艺开发
有机合成工艺文献分享和总结;有机合成工艺经验分享和交流;原料药研发的法规指导文件交流
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