咪喹莫特的波谱学数据与结构表征
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第 31 卷
分析化学 (FENXI HUAXUE) 研究报告
第 10 期
2003 年 10 月
Chinese Journal of Analytical Chemistry
1183～1186
咪喹莫特的波谱学数据与结构表征
夏广新1 张容霞1 索 瑾1 朱 毅2 沈敬山 3 1 嵇汝运1
咪喹莫特由 12(22甲基丙基) 242氯21H2咪唑并 4 ,5 2c 喹啉 Ⅰ为原料制得 ,将 Ⅰ与甲氧基乙醇 、氨水 混合后在 0. 9 MPa ,100 ℃条件下反应 4 h ,产物滤出 ,以 DMF 重结晶得咪喹莫特 Χ 4 。原料 Ⅰ由上海特 化医药科技有限公司提供 。
3 结果与讨论
3. 1 纯度测定 对纯化后的白色结晶样品进行 HPLC 分析 ,结果表明纯度大于 99. 0 % (99. 37 %) ,符合结构鉴定所
关键词 咪喹莫特 ,核磁共振 ,归属 ,质谱 ,红外 ,紫外
1 引 言
咪喹莫特 ( Imiquimod) 是由美国 3M Pharmaceuticals 公司开发的一种白细胞介素激动剂 ,于 1997 年 11 月在美国首次上市 , 商品名为 Aldara 。该药适用于外生殖器和肛周疣 (尖锐湿疣) 的治疗 。其化学名为 12(22甲基丙基) 242氨基21H2咪唑并 4 ,5 2c 喹啉 (12(22methylpropyl) 21H2imidazo 4 ,5 2c quinolin 242amine) 。 这是一种白色或类白色结晶性粉末 ,无臭 、无味 。熔点 293～295 ℃。
表 1 咪喹莫特的核磁共振波谱信号的指定 Table 1 Assignment of nuclear magnetic resonance (NMR) data of Imiquimod
碳谱 13C NMR(100. 625MHz)
δC
DEPT
Assignment
HMQC
HMBC
氢谱 1 H NMR(400. 144MHz)
文献对该化合物的制备与药理方面的报道较多 ,而对其波谱学方面仅有熔点 、元素分析和1H NMR 数据的报道1 ～4 。本文报道了该化合物的红外 ( IR) 、紫外 (UV) 、质谱 (MS) 、氢2氢相关谱 (1H21H COSY) 、 碳谱 (BB 、DEPT290 、DEPT2135) 、碳氢相关谱 ( HMQC) 及碳氢远程相关谱 ( HMBC) 。详细讨论了该化合物 的1H NMR、13C NMR 谱的特征 ,利用 HMQC 和 HMBC 所提供的碳氢近程 (同碳氢偶合) 和远程相关信息 (2J ～4J ) 对所有的1H NMR、13C NMR 谱的信号进行了归属5 。同时讨论了质谱的碎片离子的可能的裂解方 式和红外特征吸收峰所对应的官能团的振动形式 。
咪喹莫特的 IR (υΠcm- 1 ) : 3334. 4 (s) , 3309. 5 (s) , 3180. 1 (s) , 2958. 3 (s) , 1640. 5 (s) , 1583. 3 ( s) , 1529 . 3 ( s) ,1465 . 7 ,1396 . 2 ,1371 . 2 ,1253 . 2 ,1209 . 2 ,795 . 8 ; 3334 . 4cm- 1 、3309 . 3cm- 1 为伯胺基
需的纯度 。
2002211221 收稿 ;2003205227 接受
11 84
分析化学
第 31 卷
3. 2 核磁共振谱 1H NMR 中 δH = 9. 48 的质子信号是一个单
峰 ,从化学位移看是芳香环上的氢 ,可指定为 22 H ,因其受 12N 、32N 的共同去屏蔽作用 ,移向低场 , 化学位移值较大 。δH = 8. 33～7. 90 相当于 4 个 氢 , 也 属 于 芳 香 环 上 的 氢 。其 中 δH = 8. 33 和 7194 的质子信号是双重峰 ,邻位只有 1 个 H ,从化 图 1 咪喹莫特 Χ的化学结构和制备 学位移值的经验公式判断 ,可指定前者为 82H ,后 Fig. 1 The structure and preparation of imiquimod 者为 112H。再根据1H21H2COSY 谱 ,δH = 8. 05 与 112H(δH = 7. 94) 、δH = 7. 90 与 82H(δH = 8. 33) 分别有耦合关系 ,可确定 δH = 8. 05 为 102H ,δH = 7. 90 为 92H。δH = 4. 80 的质子信号是双重峰 ,相当于 2 个氢 ,可指定为 142H ;δH = 2. 54 的质子信号是多重峰 , 相当于 1 个氢 ,为 152H ,多重峰是其与 142H、162H、172H 相耦合而裂分的结果 ;δH = 1. 23 的质子信号是 一个双重峰 ,相当于 6 个氢 ,可指定为 162H、172H。
3. 3 质谱 咪喹莫特的 MS ( mΠz , 相对丰度Π%) : 240 (M+ , 100) ,225 (M+ 2CH3 , 2. 92) , 197 (M+ - ( CH3 ) 2 CH ,
19. 41) , 184 (M+ - (CH3 ) 2 CHCH2 , 51. 51) , 157 (10. 44) , 129 (9. 35) 。分子离子峰 ( mΠz) 为 240 ,高分辨 质谱 ( HRMS) 显 示 该 化 合 物 的 分 子 量 为 240. 1367 , 最 可 能 分 子 式 C14 H16 N4 , 分 子 量 理 论 计 算 值 为 24011375 ,相差 0. 8 mDa 。各主要碎片峰都能得到合理的解释 ,符合该化合物的结构特征 。 3. 4 红外光谱
第 10 期
厦广新等 :咪喹莫特的波谱学数据与结构表征
11 85
的 N H 伸缩振动 , 1645. 0 cm- 1 为 N H 面内变角振动 ,是 52NH2 的特征吸收峰 。3180. 1 cm- 1 为 22位 C H 伸缩振动 。2958. 3 cm- 1 为甲基的 C H 的伸缩振动 ,1396. 2 cm- 1 、1371. 2 cm- 1 为 C H 的变角 振动 ,是异丙基的特征吸收峰 。1583. 3 cm- 1 、1529. 3 cm- 1 表示芳环上的 C C 与 C N 双键吸收 。 1465. 7 cm- 1 为 CH2 上的 C H 剪式变角振动吸收 。1253. 5 cm- 1 、1209. 2 cm- 1 为 C N 伸缩振动 ,表明 分子中含 C N 结构 。759. 8 cm- 1 的强吸收峰指示存在苯环上邻位取代 。
δH ( JΠHz)
Assignment
1H21H2 COSY
148. 20
C
5
9. 48
9. 48 , s , 1H
2
145. 85
CH
2
9. 48
4. 80
8. 33 , d , 1H(7. 90)
8
7. 90
138. 74
C
Baidu Nhomakorabea13
9. 48 , 8. 33 , 7. 94 , 4. 80 8. 05 , t , 1H
2 实验部分
2. 1 仪器与测定条件 1H NMR、13 C NMR、HMQC、HMBC 均 在 Mercury2400 核 磁 共 振 波 谱 仪 ( Varian 公 司 ) 上 完 成 。以
CF3 COOD 为溶剂 ,二维谱采用反向检测探头 ,1H NMR 的观测频率为 400. 144 MHz ;13C NMR 的观测频率 为 100. 625 MHz ;Vario EL 元素分析仪 ( Elementar 公司) ;Magna FTIR2750 型傅里叶变换红外光谱仪 (美国 Nicolet 公司) , KBr 压片 ;MAT295 型质谱仪 ( Thermo Finnigan 公司) ,电离方式 EI 70V , 源温 200 ℃,LR 分辨 率 1000 ;Cary 300 BIO 紫外可见分光光度计 (Varian 公司) 。 2. 2 样品
3. 5 紫外光谱 样品在甲醇溶液及 0. 1 molΠL 氢氧化钠的甲醇溶液中的最大吸收波长一致 ,均为 245. 50 nm ,属于 E
图 2 咪喹莫特的碳氢相关谱 Fig. 2 The heternuclear multiple2quantum coherence ( HMQC) spectrum of Imiquimod
图 3 咪喹莫特的氢氢相关谱 Fig. 3 The 1H21H spectrum COSY of Imiquimod
1 (中国科学院上海生命科学研究院药物研究所 ,上海 201203) 2 (上海特化医药科技有限公司 , 上海 200031)
摘 要 对咪喹莫特的红外 ( IR) 、紫外 (UV) 、质谱 (MS) 、氢2氢相关谱 (1H21H COSY) 、碳氢相关谱 ( HMQC) 、碳氢 远程相关谱 ( HMBC) 予以解析并进行了报道 。对所有的1H NMR、13C NMR 谱的信号进行了归属 ;讨论了质谱的 主要碎片离子的可能的裂解方式和红外特征吸收峰所对应的官能团的振动形式 。
10
7. 94 , 7. 90
137. 13
C
7
8. 33 , 8. 05 , 7. 90
7. 94 , d , 1H
11
8. 05
136. 19
CH
10
8. 05
7. 94
7. 90 , t , 1H
9
8. 33 ,8. 05
130. 41
CH
9
7. 90
8. 33 , 8. 05 , 7. 94 4. 80 , d , 2H(7. 44)
13C NMR 谱中共有 13 组碳峰 ,包括 5 组季碳峰 ,6 组叔碳峰 ,1 组仲碳峰和 1 组伯碳峰 。由 HMQC 谱 可知 ,δc = 20. 07 碳峰与 16 、172H 耦合相关 ,指定为 16 、17 位伯碳 ;δc = 60. 52 与 142H 耦合相关 ,为 14 位 仲碳 ; 6 个叔碳峰分别是与各自相连的氢耦合相关的 δc = 30. 63 (152C) 、δc = 121. 68 (112C) 、δc = 124. 47 (82C) 、δc = 130. 41 (92C) 、δc = 136. 19ppm(102C) 和 δc = 145. 85 (22C) 。5 个季碳可根据 HMBC 谱归属 ,δc = 113. 34 、δc = 118. 89 和δc = 148. 20 均与δH = 9. 48 (22H) 产生远程耦合关系 ,考虑到δc = 113. 34 还可与 δH = 8. 33 (82H) 、δH = 8. 05 (102H) 、δH = 7. 94 (112H) 和 δH = 7. 90 (92H) 产生远程耦合关系 ,可指定为 122 C ,而 δc = 148. 20 化学位移值较大 ,是与两氮原子相连的 52C ,则δc = 118. 89 可指定为 42C ;与 δH = 4. 80 (142H) 有 HMBC 耦合关系的 δc = 138. 74 可指定为 132C ;另一与δH = 4. 80 (142H) 无 HMBC 耦合关系的季 碳 δc = 137. 13 可确定为 72C。
14
2. 54
124. 47
CH
8
8. 33
8. 05 , 7. 90
2. 54 , m , 1H
15
1. 23 , 4. 80
121. 68
CH
11
7. 94
8. 05 , 7. 90
1. 23 , d , 6H(6. 51)
16 , 17
2. 54
118. 89
C
4
9. 48
113. 34
C
12
9. 48 , 8. 33 , 8. 05 , 7. 94 , 7. 90
60. 52
CH2
14
4. 80
2. 54 , 9. 48
30. 63
CH
15
2. 54
4. 80 , 1. 23
20. 07
CH3
16 , 17
1. 23
4. 80 , 2. 54
HMBC : heternuclear multiple bond coherence ; DEPT: distortionless enhancement polarization transfer
分析化学 (FENXI HUAXUE) 研究报告
第 10 期
2003 年 10 月
Chinese Journal of Analytical Chemistry
1183～1186
咪喹莫特的波谱学数据与结构表征
夏广新1 张容霞1 索 瑾1 朱 毅2 沈敬山 3 1 嵇汝运1
咪喹莫特由 12(22甲基丙基) 242氯21H2咪唑并 4 ,5 2c 喹啉 Ⅰ为原料制得 ,将 Ⅰ与甲氧基乙醇 、氨水 混合后在 0. 9 MPa ,100 ℃条件下反应 4 h ,产物滤出 ,以 DMF 重结晶得咪喹莫特 Χ 4 。原料 Ⅰ由上海特 化医药科技有限公司提供 。
3 结果与讨论
3. 1 纯度测定 对纯化后的白色结晶样品进行 HPLC 分析 ,结果表明纯度大于 99. 0 % (99. 37 %) ,符合结构鉴定所
关键词 咪喹莫特 ,核磁共振 ,归属 ,质谱 ,红外 ,紫外
1 引 言
咪喹莫特 ( Imiquimod) 是由美国 3M Pharmaceuticals 公司开发的一种白细胞介素激动剂 ,于 1997 年 11 月在美国首次上市 , 商品名为 Aldara 。该药适用于外生殖器和肛周疣 (尖锐湿疣) 的治疗 。其化学名为 12(22甲基丙基) 242氨基21H2咪唑并 4 ,5 2c 喹啉 (12(22methylpropyl) 21H2imidazo 4 ,5 2c quinolin 242amine) 。 这是一种白色或类白色结晶性粉末 ,无臭 、无味 。熔点 293～295 ℃。
表 1 咪喹莫特的核磁共振波谱信号的指定 Table 1 Assignment of nuclear magnetic resonance (NMR) data of Imiquimod
碳谱 13C NMR(100. 625MHz)
δC
DEPT
Assignment
HMQC
HMBC
氢谱 1 H NMR(400. 144MHz)
文献对该化合物的制备与药理方面的报道较多 ,而对其波谱学方面仅有熔点 、元素分析和1H NMR 数据的报道1 ～4 。本文报道了该化合物的红外 ( IR) 、紫外 (UV) 、质谱 (MS) 、氢2氢相关谱 (1H21H COSY) 、 碳谱 (BB 、DEPT290 、DEPT2135) 、碳氢相关谱 ( HMQC) 及碳氢远程相关谱 ( HMBC) 。详细讨论了该化合物 的1H NMR、13C NMR 谱的特征 ,利用 HMQC 和 HMBC 所提供的碳氢近程 (同碳氢偶合) 和远程相关信息 (2J ～4J ) 对所有的1H NMR、13C NMR 谱的信号进行了归属5 。同时讨论了质谱的碎片离子的可能的裂解方 式和红外特征吸收峰所对应的官能团的振动形式 。
咪喹莫特的 IR (υΠcm- 1 ) : 3334. 4 (s) , 3309. 5 (s) , 3180. 1 (s) , 2958. 3 (s) , 1640. 5 (s) , 1583. 3 ( s) , 1529 . 3 ( s) ,1465 . 7 ,1396 . 2 ,1371 . 2 ,1253 . 2 ,1209 . 2 ,795 . 8 ; 3334 . 4cm- 1 、3309 . 3cm- 1 为伯胺基
需的纯度 。
2002211221 收稿 ;2003205227 接受
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分析化学
第 31 卷
3. 2 核磁共振谱 1H NMR 中 δH = 9. 48 的质子信号是一个单
峰 ,从化学位移看是芳香环上的氢 ,可指定为 22 H ,因其受 12N 、32N 的共同去屏蔽作用 ,移向低场 , 化学位移值较大 。δH = 8. 33～7. 90 相当于 4 个 氢 , 也 属 于 芳 香 环 上 的 氢 。其 中 δH = 8. 33 和 7194 的质子信号是双重峰 ,邻位只有 1 个 H ,从化 图 1 咪喹莫特 Χ的化学结构和制备 学位移值的经验公式判断 ,可指定前者为 82H ,后 Fig. 1 The structure and preparation of imiquimod 者为 112H。再根据1H21H2COSY 谱 ,δH = 8. 05 与 112H(δH = 7. 94) 、δH = 7. 90 与 82H(δH = 8. 33) 分别有耦合关系 ,可确定 δH = 8. 05 为 102H ,δH = 7. 90 为 92H。δH = 4. 80 的质子信号是双重峰 ,相当于 2 个氢 ,可指定为 142H ;δH = 2. 54 的质子信号是多重峰 , 相当于 1 个氢 ,为 152H ,多重峰是其与 142H、162H、172H 相耦合而裂分的结果 ;δH = 1. 23 的质子信号是 一个双重峰 ,相当于 6 个氢 ,可指定为 162H、172H。
3. 3 质谱 咪喹莫特的 MS ( mΠz , 相对丰度Π%) : 240 (M+ , 100) ,225 (M+ 2CH3 , 2. 92) , 197 (M+ - ( CH3 ) 2 CH ,
19. 41) , 184 (M+ - (CH3 ) 2 CHCH2 , 51. 51) , 157 (10. 44) , 129 (9. 35) 。分子离子峰 ( mΠz) 为 240 ,高分辨 质谱 ( HRMS) 显 示 该 化 合 物 的 分 子 量 为 240. 1367 , 最 可 能 分 子 式 C14 H16 N4 , 分 子 量 理 论 计 算 值 为 24011375 ,相差 0. 8 mDa 。各主要碎片峰都能得到合理的解释 ,符合该化合物的结构特征 。 3. 4 红外光谱
第 10 期
厦广新等 :咪喹莫特的波谱学数据与结构表征
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的 N H 伸缩振动 , 1645. 0 cm- 1 为 N H 面内变角振动 ,是 52NH2 的特征吸收峰 。3180. 1 cm- 1 为 22位 C H 伸缩振动 。2958. 3 cm- 1 为甲基的 C H 的伸缩振动 ,1396. 2 cm- 1 、1371. 2 cm- 1 为 C H 的变角 振动 ,是异丙基的特征吸收峰 。1583. 3 cm- 1 、1529. 3 cm- 1 表示芳环上的 C C 与 C N 双键吸收 。 1465. 7 cm- 1 为 CH2 上的 C H 剪式变角振动吸收 。1253. 5 cm- 1 、1209. 2 cm- 1 为 C N 伸缩振动 ,表明 分子中含 C N 结构 。759. 8 cm- 1 的强吸收峰指示存在苯环上邻位取代 。
δH ( JΠHz)
Assignment
1H21H2 COSY
148. 20
C
5
9. 48
9. 48 , s , 1H
2
145. 85
CH
2
9. 48
4. 80
8. 33 , d , 1H(7. 90)
8
7. 90
138. 74
C
Baidu Nhomakorabea13
9. 48 , 8. 33 , 7. 94 , 4. 80 8. 05 , t , 1H
2 实验部分
2. 1 仪器与测定条件 1H NMR、13 C NMR、HMQC、HMBC 均 在 Mercury2400 核 磁 共 振 波 谱 仪 ( Varian 公 司 ) 上 完 成 。以
CF3 COOD 为溶剂 ,二维谱采用反向检测探头 ,1H NMR 的观测频率为 400. 144 MHz ;13C NMR 的观测频率 为 100. 625 MHz ;Vario EL 元素分析仪 ( Elementar 公司) ;Magna FTIR2750 型傅里叶变换红外光谱仪 (美国 Nicolet 公司) , KBr 压片 ;MAT295 型质谱仪 ( Thermo Finnigan 公司) ,电离方式 EI 70V , 源温 200 ℃,LR 分辨 率 1000 ;Cary 300 BIO 紫外可见分光光度计 (Varian 公司) 。 2. 2 样品
3. 5 紫外光谱 样品在甲醇溶液及 0. 1 molΠL 氢氧化钠的甲醇溶液中的最大吸收波长一致 ,均为 245. 50 nm ,属于 E
图 2 咪喹莫特的碳氢相关谱 Fig. 2 The heternuclear multiple2quantum coherence ( HMQC) spectrum of Imiquimod
图 3 咪喹莫特的氢氢相关谱 Fig. 3 The 1H21H spectrum COSY of Imiquimod
1 (中国科学院上海生命科学研究院药物研究所 ,上海 201203) 2 (上海特化医药科技有限公司 , 上海 200031)
摘 要 对咪喹莫特的红外 ( IR) 、紫外 (UV) 、质谱 (MS) 、氢2氢相关谱 (1H21H COSY) 、碳氢相关谱 ( HMQC) 、碳氢 远程相关谱 ( HMBC) 予以解析并进行了报道 。对所有的1H NMR、13C NMR 谱的信号进行了归属 ;讨论了质谱的 主要碎片离子的可能的裂解方式和红外特征吸收峰所对应的官能团的振动形式 。
10
7. 94 , 7. 90
137. 13
C
7
8. 33 , 8. 05 , 7. 90
7. 94 , d , 1H
11
8. 05
136. 19
CH
10
8. 05
7. 94
7. 90 , t , 1H
9
8. 33 ,8. 05
130. 41
CH
9
7. 90
8. 33 , 8. 05 , 7. 94 4. 80 , d , 2H(7. 44)
13C NMR 谱中共有 13 组碳峰 ,包括 5 组季碳峰 ,6 组叔碳峰 ,1 组仲碳峰和 1 组伯碳峰 。由 HMQC 谱 可知 ,δc = 20. 07 碳峰与 16 、172H 耦合相关 ,指定为 16 、17 位伯碳 ;δc = 60. 52 与 142H 耦合相关 ,为 14 位 仲碳 ; 6 个叔碳峰分别是与各自相连的氢耦合相关的 δc = 30. 63 (152C) 、δc = 121. 68 (112C) 、δc = 124. 47 (82C) 、δc = 130. 41 (92C) 、δc = 136. 19ppm(102C) 和 δc = 145. 85 (22C) 。5 个季碳可根据 HMBC 谱归属 ,δc = 113. 34 、δc = 118. 89 和δc = 148. 20 均与δH = 9. 48 (22H) 产生远程耦合关系 ,考虑到δc = 113. 34 还可与 δH = 8. 33 (82H) 、δH = 8. 05 (102H) 、δH = 7. 94 (112H) 和 δH = 7. 90 (92H) 产生远程耦合关系 ,可指定为 122 C ,而 δc = 148. 20 化学位移值较大 ,是与两氮原子相连的 52C ,则δc = 118. 89 可指定为 42C ;与 δH = 4. 80 (142H) 有 HMBC 耦合关系的 δc = 138. 74 可指定为 132C ;另一与δH = 4. 80 (142H) 无 HMBC 耦合关系的季 碳 δc = 137. 13 可确定为 72C。
14
2. 54
124. 47
CH
8
8. 33
8. 05 , 7. 90
2. 54 , m , 1H
15
1. 23 , 4. 80
121. 68
CH
11
7. 94
8. 05 , 7. 90
1. 23 , d , 6H(6. 51)
16 , 17
2. 54
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9. 48
113. 34
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9. 48 , 8. 33 , 8. 05 , 7. 94 , 7. 90
60. 52
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4. 80
2. 54 , 9. 48
30. 63
CH
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4. 80 , 1. 23
20. 07
CH3
16 , 17
1. 23
4. 80 , 2. 54
HMBC : heternuclear multiple bond coherence ; DEPT: distortionless enhancement polarization transfer