硼替佐米/万珂(VELCADE)制备过程中的杂质分析及其控制策略

　　原料药的工艺杂质可能来源于起始原料、起始原料引入的杂质及其后续反应物、中间体、副反应产物及其后续反应物、反应中使用的有机试剂等。现以硼替佐米为例，结合其制备工艺，探讨原料药工艺杂质的分析及其控制策略。

　　硼替佐米由千禧( Millennium)制药（后被日本武田制药公司收购）和强生共同开发，是全球上市的第一个合成的蛋白酶体抑制剂，为靶向治疗的新型抗癌药。硼替佐米原料药在固体状态下以三聚体形式（无水三聚环硼氧烷酸酐结构）存在，在水溶液中解离为单体，并与三聚体平衡存在，其制剂注射用硼替佐米于2003年在美国上市，2004年在欧洲上市，2005年获准进口中国，用于治疗多发性骨髓瘤和套细胞淋巴瘤。2015年10月硼替佐米化合物专利到期，注射用硼替佐米随即成为国内化学药物仿制药申报的热点品种之一。

　　国内外均有报道硼替佐米的合成和制备工艺，通过总结分析，实际制备采用的合成路线比较一致，即在原研化合物专利路线的基础上，以L-硼亮氨酸蒎烷二醇酯为起始原料，首先与氨基保护的L-苯丙氨酸缩合，再脱保护后与2-甲酸吡嗪缩合，形成硼替佐米蒎烷二醇酯，然后在异丁基硼酸条件下脱蒎烷保护基获得硼替佐米粗品，精制，即得硼替佐米原料药。或以L-硼亮氨酸蒎烷二醇酯为起始原料，直接与 N-吡嗪羰基-L-苯丙氨酸缩合形成硼替佐米蒎烷二醇酯，再脱保护获得硼替佐米粗品，精制，得到硼替佐米。

　　2. 起始原料及其引入杂质

　　L-硼亮氨酸蒎烷二醇酯一般由异丁基硼酸和蒎烷二醇反应生成异丁基硼酸蒎烷二醇酯后，经卤代、氨基取代获得，通常使用其三氟乙酸盐。结合制备工艺，其主要有机杂质包括：起始物料蒎烷二醇和异丁基硼酸，中间体异丙基硼酸蒎烷二醇酯、卤代物，异构体杂质D-硼亮氨酸蒎烷二醇酯，以及可能降解产生的异戊胺等。该起始原料的手性中心将直接带入成品，其异构体杂质可能继续反应生成成品对映异构体R, S-硼替佐米和非对映异构体S, S-硼替佐米，因此异构体杂质应作为关键质控项。

　　N-吡羰基-L-苯丙氨酸通常由L-苯丙氨酸成酯（如甲酯、三甲基硅酯）后与2-甲酸吡嗪反应获得。结合制备工艺，分析其主要有机杂质包括：起始物料 L-苯丙氨酸和2-甲酸吡嗪，中间体L-苯丙氨酸酯，副产物苯丙氨酸二聚体，以及异构体杂质 N-吡嗪羰基-D-苯丙氨酸等。该物料的手性中心也直接带入成品，异构体杂质应作为关键杂质控制。

　　工艺中常用的氨基保护的苯丙氨酸为N-叔丁氧羰基-L-苯丙氨酸，由L-苯丙氨酸与Boc酸酐酰化反应获得，其异构体也应作为关键杂质控制。2-甲酸吡嗪工艺较为成熟，可由2-氰基吡嗪氧化或吡嗪二羧酸脱羧制得，其可能存在的杂质包括起始物料和吡嗪羧酸酯。

　　硼替佐米结构较为复杂，起始原料本身也是成品重要的工艺杂质。同时，蒎烷结构在制药行业使用相对较少，且成品手性中心均由起始物料引入。因此，基于源头控制的理念，原料药生产企业如采用外购起始原料，应严格进行供应商筛选和审计，充分理解供应商的制备工艺，并结合自身工艺特点，分析起始原料的关键质量属性，特别是起始原料及其杂质在后续工艺过程中的转化和去除情况，针对性地建立起始物料的内控标准。

　　2. 工艺中间体及副产物

　　硼替佐米的关键中间体为硼替佐米蒎烷二醇酯。从结构和反应机理分析，N-叔丁氧羰基-L-苯丙氨酸在反应中可能发生苯丙氨酸消旋，因此，中间体研究过程中仍应进行异构体杂质的研究和控制。硼替佐米工艺路线中可能产生的副产物有异丁基硼酸蒎烷二醇酯、苯丙氨酸二聚体等（结构式见图3）。

　　副产物结构式

　　对于中间体和副产物等杂质，应充分体现过程控制的理念，选择合理的工艺路线，在明确杂质结构的基础上，对投料比、关键缩合试剂、反应液浓度、温度、时间、溶剂等工艺参数进行筛选研究，确定合理的关键工艺步骤及参数范围，并在商业化生产转化过程中，在一定生产规模下进行工艺验证，确保大生产工艺的可行性和重现性。

　　3. 有机试剂及其转化物

　　硼替佐米的合成及其起始原料的制备过程中均使用较多种类的有机试剂，如L-硼亮氨酸蒎烷二醇酯合成过程中可能使用二异丙基氨基锂( LDA) 、六甲基二硅基氨基锂( LiHMDS)，N-吡嗪羰基-L-苯丙氨酸合成过程中可能使用N, O-双三甲基硅基乙酰胺，硼替佐米中间体及粗品的合成过程中可能使用异丁基硼酸、1-羟基苯并三唑( HOBt) 、碳化二亚胺( DCC, DIC, EDCI) 、N, N-二异丙基乙基胺( DIEA，DIPEA) 、O-苯并三氮唑-N, N, N', N'-四甲基脲四氟硼酸酯( TBTU)、O-( 7-氮杂苯并三氮唑) -N, N, N', N'-四甲基脲四氟硼酸盐( TATU) 等。应对这些有机试剂及其转化产物的来源和去向进行分析研究，积累充分的数据，制定合理的控制策略。

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