丁酸氯维地平的波谱学数据与结构确证

丁酸氯维地平的波谱学数据与结构确证
黄璐;孙华君;杨波;杨尚金
【摘要】丁酸氯维地平是一种短效二氢吡啶类钙通道阻滞剂,对丁酸氯维地平的紫外吸收光谱(UV)、红外吸收光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、氢-氢相天谱(1H-1H COSY)、核磁共振碳谱13C NMR、DEPT谱、碳氧相关谱(HMQC)、碳氢远程相关谱(HMBC)及质谱(MS)进行了解析,对其所有的NMR谱信号进行了归属;讨论了红外光谱特征吸收峰所对应的官能闭的振动形式,确证了丁酸氯维地平的结构.%Clevidipine butyrate is a short-acting dihydropyridine calcium channel blocker.The spectral data of clevidipine butyrate were reported, including UV, IR, NMR (i. e. ,1H NMR, 1H-1H COSY, 13c NMR, DEPT, HMQC and HMBC) and MS data. The NMR and IR signals were assigned. The molecular structure of clevidipine butyrate was determined.
【期刊名称】《波谱学杂志》
【年(卷),期】2011(028)001
【总页数】8页(P168-175)
【关键词】核磁共振(NMR);归属;红外光谱;丁酸氯维地平;结构确证
【作者】黄璐;孙华君;杨波;杨尚金
【作者单位】武汉远大制药集团有限公司,湖北武汉430035;武汉远大制药集团有限公司,湖北武汉430035;武汉远大制药集团有限公司,湖北武汉430035;武汉远大制药集团有限公司,湖北武汉430035
【正文语种】中文
【中图分类】O482.53;O641
引言
丁酸氯维地平(Clevidipine butyrate)，化学名为4-(2, 3-二氯苯基)-1, 4-二氢-2, 6-二甲基-3, 5-吡啶二羧酸甲基(1-氧代丁氧基)甲基酯，是一种短效二氢吡啶类钙通道阻滞剂. 美国FDA于2008年8月批准The Medicines Company公司的丁酸氯维地平静脉注射用乳剂(商品名Cleviprex)上市，用于不宜口服药物或口服药物无效的高血压患者的治疗，也可用于治疗外科手术后急性血压升高[1]，该药是10年来美国FDA批准的首个新型静脉注射用抗高血压药. 其化学结构如图1所示. 关于丁酸氯维地平的制备、药理及临床研究方面的文献报道较多[1-6]，而有关其UV、 IR 及 1H NMR、 13C NMR谱的全归属等尚未见到报道. 我们对其进行了比较全面的波谱表征，测定了丁酸氯维地平的红外(IR)、紫外(UV)、质谱(MS)、1H NMR、氢-氢相关谱(1H-1H COSY)、 13CNMR、 DEPT谱、碳氢相关谱(HMQC)及碳氢远程相关谱(HMBC)，分析讨论了 1H和13C NMR谱的特征，并对所有谱峰进行了准确的归属，同时分析讨论了其IR吸收峰所对应的官能团的振动形式. 上述工作对该类产品的进一步研究有一定的指导意义.
图1 丁酸氯维地平的化学结构式Fig.1 Structure of clevidipine butyrate
1 实验部分
1.1 仪器及试剂
1.1.1 仪器
紫外光谱用HP-8452型紫外分光光度计(美国惠普公司)测定；红外光谱用FTIR-NEXUS 670 傅立叶变换红外光谱仪(美国Nicolet公司)测定， KBr压片； 1H
NMR、 13C NMR、 1H-1H COSY、 DEPT、 HMQC和HMBC谱均用INOVA-400核磁共振仪(美国Varian公司)测定，以CDCl3为溶剂， TMS为内标，二维谱采用反向检测探头， 1H NMR的观测频率为399.95 MHz； 13C NMR的观测频率为100.58 MHz；各种二维谱，均为标准序列测定. 质谱用Q-Tof micro 质谱仪(美国Agilent公司)测定， ESI源.
1.1.2 试剂
所有试剂均为分析纯.
1.2 样品制备
丁酸氯维地平(1)原料由本公司课题组合成[3,4]. 具体以双乙烯酮为起始原料，经加成反应，生成的产物无须纯化，直接胺化，得到的胺化物与2， 3-二氯亚苄基乙酰乙酸甲酯发生环合反应，生成4-(2′, 3′-二氯苯基)-1, 4-二氢-2, 6-二甲基-3, 5-吡啶二甲酸-(2-氰基乙)甲酯，再经水解、缩合反应，经水和乙醇重结晶得到1. 对纯化后的白色结晶样品进行HPLC分析，测定纯度为99.76%，符合结构鉴定所需的纯度.
2 结果和讨论
2.1 UV
以无水乙醇为溶剂， 1的浓度为6.98 μg/mL，λ1=204 nm，λ2=222 nm，
λ3=240 nm，λ4=358 nm；分别归属于E带、 K带、 K带、 B带，摩尔吸光系数分别为2.88×103L·mol-1·cm-1、2.02×103L·mol-1·cm-1、
1.95×103L·mol-1·cm-1、0.61×103L·mol-1·cm-1. 以0.1 mol/L氢氧化钠溶液为溶剂， 1的浓度为7.85 μg/mL，λ1=218 nm，λ2=348 nm；分别归属于B 带、 E带，摩尔吸光系数分别为3.01×103L·mol-1·cm-1、0.58×103L·mol-1·cm-1. 样品在0.1 mol/L HCl溶液中不溶解.
2.2 IR
样品采用KBr压片法，IR(KBr)υ(cm-1)： 3 332， 3 092， 2 966， 1 732， 1 710， 1 641， 1 618， 1 494， 1 272， 1 208， 1 075， 975 cm-1. 其中， 3 332 cm-1为-NH伸缩振动吸收峰(υNH)， 3 092 cm-1为芳环碳氢伸缩振动吸收峰(υC=C-H)， 2 966 cm-1为亚甲基碳氢反对称伸缩振动吸收峰(υCH2)， 1 732和1 710 cm-1为羰基伸缩振动吸收峰(υC=O)， 1 641 cm-1为不饱和酯羰基伸
缩振动吸收峰(υC=O)， 1 618和1 494 cm-1为芳环的骨架振动吸收峰(υC=C)，1 272、 1 208和1 075 cm-1为酯C-O伸缩振动吸收峰(υasC-O，υsC-O)，975 cm-1为芳环面外弯曲振动吸收峰(υ面外C=C-H). 3 092、 1 618和1 494 cm-1提示结构中存在芳环， 1 732、 1 710和1 641 cm-1提示结构中存在酯羰基的信号， 1 272、 1 208和1 075 cm-1进一步提示结构中存在与芳环相连的酯.
2.3 1H NMR和1H-1H COSY
样品的 1H NMR谱δ 7.27～7.20和δ 7.02对应苯环上的3个质子. 其中，δ
7.27～7.20归属为H-21和H-19位苯环质子峰重叠. δ 7.02归属为20位苯环质
子(H-20)；δ 6.31，加重水交换峰消失，归属为-NH信号；δ 5.74和δ 5.70
归属为5位亚甲基的特征质子信号(H-5a， H-5b)，因其与2个氧原子相连，受
氧原子电负性影响，质子的化学位移移至较低场. 5位亚甲基的2个氢化学不等价，彼此耦合呈dd 峰；δ 5.44单峰归属为H-15；δ 3.57归属为H-14，它的特征
是与甲氧基相连. 1H-1H COSY谱显示δ 2.26～2.20和δ 1.56耦合，且每组峰
分别对应2个质子，分别归属为H-3位和H-2位亚甲基的氢信号；δ 2.26和δ 2.22两个单峰分别归属为H-9和H-11位甲基信号；δ 0.874为三重峰说明其为
端甲基-CH3信号， COSY谱显示该信号与H-2位氢信号耦合证明其归属为H-1
位甲基信号. 具体的 1H NMR和 1H-1H COSY数据及归属见表1，波谱图分别见图2和图3.
表1 丁酸氯维地平 1H NMR和 1H-1H COSY数据Table 1 1H NMR and 1H-
1H COSY data of clevidipine butyrate氢原子序号化学位移/δH多重性质子数
1H-1H COSY谱21, 197.27～7.20m2H-20207.02t, J=8 Hz1H-21, H-19-
NH6.31s1/55.74, 5.70dd2/155.44s 1/143.57s3/32.26～2.20m2H-29, 112.26, 2.22s, s6/21.56q, J=7.2 Hz2H-3, H-110.874t, J=7.2 Hz3H-2
图2 丁酸氯维地平的 1H NMR谱图Fig.2 1H NMR spectrum of clevidipine butyrate
图3 丁酸氯维地平的 1H-1H COSY谱图Fig.3 1H-1H COSY spectrum of clevidipine butyrate
2.4 13C NMR、 DEPT、 HMQC和HMBC[7]
样品的13C NMR表明本品结构存在一个苯环和一个吡啶环. DEPT谱显示本品存
在10个季碳. δ 172.2归属为4位酯羰基碳(C-4)的特征峰， HMBC谱显示与H-3， H-5a， H-5b有远程相关；δ 167.7归属为13位酯羰基碳(C-13)的特征峰，HMBC谱显示H-14与C-13有远程相关；δ 165.8归属为6位酯羰基碳(C-6)的
特征峰， HMBC谱显示C-6与H-5a， H-5b有远程相关；δ 147.6归属为苯环
上18位季碳(C-18)信号. HMBC谱显示C-18与H-20有远程相关；δ 146.9和
δ 144.0， HMBC谱显示与H-9， H-11和H-15有远程相关，归属为吡啶环上
季碳C-8， C-10；δ 132.8， HMBC谱显示与H-20远程相关，归属为苯环上
季碳C-16；δ 131.1， HMBC谱显示与H-19， H-21， H-15远程相关，归属
为苯环上17位季碳(C-17)；δ 103.8， HMBC谱显示与H-9， H-15和 -NH远程耦合，归属为吡啶环上7位季碳(C-7)；δ 101.7， HMBC谱显示与H-11，
H-15和 -NH远程耦合，归属为吡啶环上12位季碳(C-12)； HMQC谱表明δ 129.7、δ 128.2和δ 126.9分别归属为苯环上的21、19和20位CH碳(C-21，C-19， C-20)； DEPT谱显示δ 78.69为亚甲基碳，归属为C-5，受相邻的2个
氧原子电负性影响，位移至较低场； HMQC谱表明δ 50.75归属14位甲氧基碳(C-14)；δ 38.57归属15位CH碳(C-15)； DEPT谱显示δ 35.77和δ 17.94为亚甲基碳，分别归属为C-3和C-2；δ 19.47和δ 18.89归属9位和11位甲基碳(C-9和C-11)；δ 13.36归属1位甲基碳(C-1). 具体的13C NMR、 DEPT、HMQC和HMBC数据及归属见表2， NMR图分别见图4～图7.
表2 丁酸氯维地平13C NMR、 DEPT、 HMQC和HMBC数据Table 2 13C NMR, DEPT, HMQC and HMBC data of clevidipine butyrate序号化学位移/δC碳原子数DEPTHMQC谱HMBC谱4172.21C/H-3, H-513167.71C/H-146165.81C/H-5, H-1518147.621C/H-208, 10146.9, 144.02C/H-9, H-11, H-1516132.81C/H-2017131.11C/H-21, H-19, H-1521129.71CH+H-1519128.21CH+/20126.91CH+/7103.81C/H-9, H-15, -NH12101.71C/H-11, H-15, -NH578.691CH2+/1450.751CH3+/1538.571CH+H-21, H-
19335.771CH2+H-19, 1119.47, 18.892CH3+/217.941CH2+H-1, H-3113.361CH3+/
图4 丁酸氯维地平的13C NMR谱图Fig.4 13C NMR spectrum of clevidipine butyrate
图5 丁酸氯维地平的DEPT谱图Fig.5 DEPT spectrum of clevidipine butyrate 图6 丁酸氯维地平的HMQC谱图Fig.6 HMQC spectrum of clevidipine butyrate
图7 丁酸氯维地平的HMBC谱图Fig.7 HMBC spectrum of clevidipine butyrate
2.5 MS
该样品质谱采用电喷雾电离源(ESI)，负离子检测得到本品的[M-H]+ 454峰，同位素峰表明本品存在2个氯原子.
3 结论
综上分析，目标化合物的13C和 1H NMR实验结果与其结构式一致，由DEPT 实验确定了全去耦13C NMR谱中各碳的类型，根据 1H-1H COSY， HMQC谱归属了含质子的碳原子， HMBC谱显示出碳氢远程耦合的异核相关信息，进一步证实了碳氢信号的归属，季碳信号的指认和结构单元的连接顺序. 丁酸氯维地平的红外光谱中显示出各基团的特征吸收峰. 各图谱归属合理，根据以上分析结果确证了丁酸氯维地平的化学结构.
参考文献:
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