赵明蕊 刘 阳 闫青青 罗明錦 郭亭玉 施秀芳
1.河南医学高等专科学校药学系，河南 郑州 451191；
2.郑州大学药学院，河南 郑州 450000
氨氯地平（amlodipine）是第三代钙离子通道拮抗剂，化学名为6-甲基-2-（2-氨基乙氧基）甲基-4-（2- 氯苯基）-1，4- 二氢-3，5- 吡啶二甲酸甲乙酯，是美国Pfizer 公司于20 世纪80 年代研制上市的药物，商品名为络活喜，临床上主要用于治疗高血压、心绞痛等[1]。与其他钙通道拮抗剂相比，氨氯地平生物利用度高，起效缓慢，且作用持续时间长[2]，是临床上治疗高血压的一线药物，约占15.78%的市场份额。由于溶解度问题，目前市场上的氨氯地平原料药主要以苯磺酸氨氯地平、马来酸氨氯地平、甲磺酸氨氯地平等消旋体和手性化合物苯磺酸左旋氨氯地平等形式存在。
氨氯地平属于二氢吡啶（1，4-Dihydropyridines，1，4-DHPs）化合物，该类化合物最早由德国化学家亚瑟·鲁道夫·韩奇（Arthur Rudolf Hantzsch）在1881 年研发，但直到1975 年，第一个二氢吡啶类药物硝苯地平片（商品名：心痛定）药物才在德国拜耳公司问世，1985 年尼莫地平片（商品名：尼膜同）上市。氨氯地平是在尼莫地平的基础上开发出来的手性药物[2]。由于二氢吡啶环4 位连接了2’-氯苯基，2、3、5、6 位为不同的基团取代，由于氯原子的阻转效应，造成分子的不对称性，4-位碳成为手性中心，可产生一对对映体，即左旋氨氯地平和右旋氨氯地平。见图1。
图1 氨氯地平分子结构
1986 年，Arrowsmith 等[3]通过动物实验对手性氨氯地平的钙离子拮抗性能和药物代谢进行了评价，发现左旋氨氯地平比右旋氨氯地平的生物活性高1000 倍。但是其认为活性好的左旋氨氯地平是R 构型，与1989 年辉瑞公司专利EP0331315A2 中氨氯地平叠氮酸辛可尼丁中间体的拆分以及1991 年拜尔公司对手性氨氯地平构型的指认均错误[4]。直到1992 年，拜尔公司的Goldmann 等[5]用（1S）-（-）-樟脑酸对氨氯地平进行了拆分，通过形成的氨氯地平樟脑酸的非对映异构体的单晶结构，最终确认具有较高药理活性的左旋氨氯地平为S-构型。另外，4-取代苯基二氢吡啶骨架是地平类化合物的结构特征，研究发现二氢吡啶呈假船式构象，4-苯基以直立键占据船头，2’位氯原子的阻转效应迫使苯环平面与二氢吡啶船面呈垂直态排布，构成稳定的构型（图2）。郭栋[6]通过研究尼莫地平及氨氯地平的集成手性广谱，将其绝对构型与ECD 光谱关联，初步建立了手性1，4-DHPs 钙通道阻滞剂的绝对构型关联的通用规则。
图2 S-（-）-Amlodipine 的构象及晶体结构（晶胞图[6]）
美国Sepracor 公司1993 年发布的专利WO9310779[7]揭示左旋氨氯地平可以避免头痛头晕、肢端水肿、面部潮红等副作用，并证明了氨氯地平的副作用来自其右旋体。美国辉瑞公司1995 年发表了用手性酒石酸拆分消旋氨氯地平的专利US5750707[8]中指出：S-（-）- 氨氯地平是比R-（+）氨氯地平更有效的钙通道阻滞剂，而后者可用于防治动脉粥样硬化。
氨氯地平问世以来，临床疗效显著。但我国中科院长春应用化学研究所张喜田研究员通过六年多反复实验，用六氘代二甲基亚砜（DMSO-d6）取代二甲基亚砜（dimethyl sulfoxide，DMSO）拆分得到光学纯度更高的苯磺酸左旋氨氯地平（US6646131）[9]，1999 年由吉林省施慧达药业集团上市，商品名为施慧达，开创了我国化学方法拆分得到光学纯手性药物的先河，也是世界首例经手性拆分获得的抗高血压药物。
对 于 含 有4- 芳 基-1，4- 二 氢 吡 啶（1，4-DHPs）骨架的大多数地平类化合物来讲，由于其化合物大都呈中性，很难利用酸性（或碱性）拆分剂对其进行化学拆分，但是考虑到地平类结构中3、5 位的酯基，一般利用其中间体的酸性，选择碱性拆分剂进行化学拆分。但由于氨氯地平是带有氨基的碱性化合物，现在一般采用酸性拆分剂进行拆分。
2.1 化学拆分法
化学拆分的原理是利用形成的非对映体溶解度的不同，通过分步结晶来进行分离，从而得到所需的光活性物质。化学拆分法成功的关键是选择合适的拆分剂，使生成的非对映体溶解度差别较大。目前已报道可用于氨氯地平的拆分剂有 2- 甲氧基-2- 苯乙醇、樟脑酸、叠氮酸辛可尼定盐、扁桃酸、[ 二-（S）- 扁桃酸]-3- 硝基邻苯二甲酸酯、酒石酸、O,O’- 二苯甲酰基酒石酸等，其中辉瑞公司采用L-（+）-酒石酸或D-（-）-酒石酸作为拆分剂，以DMSO 作为手性助剂，可分别得到R 和S 构型的光学纯氨氯地平。但是要得到S-氨氯地平需要用到价格昂贵的非天然D-酒石酸（图3）[8]。
图3 辉瑞公司开发的氨氯地平拆分方法
为了克服D- 酒石酸的成本问题，印度Emcure 公司将溶剂DMSO 换为二甲基甲酰胺（dimethylformamide，DMF）-水的混合溶剂，开发了一种廉价便捷的溶剂诱导的拆分方法。研发人员发现当以DMF 为拆分助剂时，消旋氨氯地平碱中的S-氨氯地平优先与L-酒石酸成盐析出。当调整DMF 中的水百分比为15%时，得到S-氨氯地平光学纯度为99%ee，拆分效率为70%（图4）[10]。把这种在手性拆分剂构型不变的条件下，通过改变结晶溶剂来控制拆分产物构型的方法称为溶剂诱导的手性开关拆分法。
图4 Emcure 公司开发的氨氯地平拆分法
最近，Bάnhegyi 课题组[11]开发了一种新型的串联拆分方法，将外消旋氨氯地平和0.25 mol 的L-酒石酸溶解在合适的溶剂中，形成的非对映体沉淀分离后将剩余的外消旋部分与0.5 当量的延胡索酸反应，最后得到了光学纯的氨氯地平对映体。类似的，0.25 mol 的L-酒石酸加入母液中，可以得到另一对映体（图5）。另外，研究发现当加入和溶剂DMSO、DMF、N，N-二甲基丙烯酰胺（N，N-dimethylacrylamide，DMAA）结构类似的非手性试剂（尿素和硫脲）时，可以通过形成共晶化合物而使非对映体分级沉淀而分离。该串联拆分方法的优点是使用一种拆分剂，通过分步结晶可以得到2 种对映异构体。
图5 氨氯地平的串联拆分
然而，由于化学拆分法拆分过程冗长，且拆分剂和溶剂的选择是经验性的，所得产品产率不高，常浪费一半的原料，而且拆分得到的产物，对映体过量值常不够高。还有不少手性有机物，难用化学方法转变成非对映体[12]。随着组合拆分技术的发展，相信会有更多的拆分剂家族被开发出来。
2.2 毛细管电泳拆分法
毛细管电泳拆分法是以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。Nojavan等[13]用毛细管电泳拆分法对氨氯地平对映体进行拆分，以麦芽糊精作为手性选择剂，15℃时，R-氨氯地平的停留时间为31.17 min，S-氨氯地平的停留时间为31.65 min，分离系数达到1.94。Xu 等[14]采用氨基修饰介孔二氧化硅纳颗粒与甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙炔二甲基丙烯酸酯原位共聚制备固定相，填充毛细管色谱柱分离氨氯地平，达到基线分离。
2.3 色谱拆分法
色谱作为手性药物检测与分离的常用手段，已应用于氨氯地平对映体的拆分。它包括薄层色谱、模拟移动床色谱、高效液相色谱拆分法等。张美等[15]先合成手性金属- 有机骨架材料[Zn（2 D-Cam）（2 4，4’-bpy）]n（简 称 为Zn-MOF），然后取该手性金属-有机骨架材料Zn-MOF 混合GF254 硅胶制备薄层色谱板，以乙腈-仲丁醇（30 ∶70，V/V）为展开剂，所得斑点大小均一，比移值＞0.27，苯磺酸氨氯地平外消旋体实现了有效分离，分离度约为2。杨超等[16-18]采用高效液相色谱法拆分氨氯地平手性对映体，分别确立了氨氯地平对映体的拆分条件。见表1。
表1 色谱法拆分氨氯地平手性对映体的拆分条件
2.4 分子印迹拆分法
分子印迹技术是一种设计、合成对目标分子具有特异选择性和亲和力的人工聚合物，即分子印迹聚合物（molecularly imprinted polymer，MIPs）的技术[19-20]。分子印迹聚合物是一种能够特异性识别和结合目标分子的物质，最早用于化合物的分离分析、传感器和模拟酶催化方面，现在手性拆分方面广泛应用。制备MIPs 主要有两种方法，一种是可逆共价印迹，另一种是非共价印迹。由于非共价印迹主要靠氢键、离子相互作用、范德华力等形成，适用范围广，目前已成为合成MIPs 的主要方法（图6）[21]。Luo等[22]以甲基丙烯酸（MAA）为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯被选用为交联剂，甲苯为致孔剂，多步沉浸与聚合制备MIP 用于血浆中S-氨氯地平的分离。刘敏[23]利用介孔二氧化硅制得S-苯磺酸氨氯地平温敏型表面分子印迹微球，以固定化咪唑基L-谷氨酸离子液体为固相手性选择剂、氨氯地平水溶液为水相、有机溶剂为油相，液-液-固萃取法手性拆分氨氯地平对映体。在优化的实验条件下，得到R-氨氯地平分配系数为13.65，而S-氨氯地平的分配系数为8.50，对映体选择性达到1.61，水相中S-氨氯地平对映体过剩值为32.28%。
图6 非共价分子印迹机制图[21]
2.5 手性萃取拆分法
萃取拆分技术是利用手性试剂将外消旋化合物的两个对映体选择性地从一个液相萃取到另一个与之不相溶的液相中，且要求两个互相接触的液相至少有一相要有旋光性。Lelin 等[24]开发了一种多相萃取-原位耦合结晶（MPE-CC）的新方法用于制药废水中氨氯地平（AD）的富集和对映体分离。以含P507（2-乙基己基膦酸单-2-乙基己基酯）的正庚烷溶液作萃取剂，（D）-酒石酸或（L）-酒石酸的二甲亚砜为手性溶出剂（也作为结晶母液）。在优化的萃取条件下重复萃取，提取率高至86.3%，原位生成（S）-氨氯地平（D）酒石酸晶体，得到（S）-氨氯地平晶体的对映体过量值为92.2%，实现了废水中的外消旋氨氯地平的分离。
Niti 等[25]建立了分离氨氯地平的模型并进行了实验验证。结果表明，以中空纤维支撑液膜拆分氨氯地平对映体过程中，手性拆分剂选择O，O’-二苯甲酰（2S，3S）-酒石酸[（+）-DBTA 络合]，萃取剂选择含拆分剂的有机溶液，由于毛细作用在中空纤维膜内形成疏水的液膜，使S-氨氯地平以氢键与液膜中的手性拆分剂结合，从而实现对映体分离。
Lai 等[26-27]制备了聚偏氟乙烯分子印迹中空纤维复合膜，使用（D）-酒石酸和磺丁基醚-β-环糊精双手性添加剂，对苯磺酸氨氯地平进行错流萃取分离。最佳对映异构体过量值达到了17.84%。分离原理见图7。
图7 错流萃取分离过程的三重识别机制
2.6 酶拆分法
生物酶拆分技术是利用生物酶活性中心中不对称的结构能特异性地识别消旋体，这种生物酶识别对映体后能诱导底物进行原位消旋，特异性地生成单一手性产物，实现动力学拆分[28]。由于酶法拆分反应条件温和、选择性好而被广泛应用于许多外消旋体的拆分。然而未发现酶法拆分在氨氯地平拆分中的应用报道。Satish 等[29]应用分子对接技术研究溶菌酶氨基酸残基与氨氯地平的相互作用，发现氨氯地平与溶菌酶蛋白质络合形成配合物结晶，或许可以利用这一性质拆分氨氯地平对映体。另外随着酶定向化技术的发展，将来会开发出更多高选择性的酶用于氨氯地平的手性拆分。
随着手性拆分技术的发展，氨氯地平对映体拆分的技术和方法将越来越多，同时氨氯地平对映体的拆分研究将加快高纯度左旋氨氯地平的获得及其工业化应用。手性药物研究领域具有巨大的潜在应用价值，期待我国化学及药学基础研究工作者投身这一重要研究领域，共同推动手性药物拆分领域的发展。
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