首先評(píng)估合成路線
通常認(rèn)為NDMA來(lái)源需要同時(shí)具備二甲胺和亞硝化試劑,在雷尼替丁中發(fā)現(xiàn)NDMA的初始階段,一致認(rèn)為是制造過(guò)程中的引入。
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制造工藝中使用了硝基甲烷,硝基甲烷的制造可能會(huì)使用到亞硝酸鈉,而另一片段的合成使用了二甲胺,因此如果兩者殘留相遇將會(huì)產(chǎn)生NDMA。
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不過(guò)二甲胺和亞硝酸胺之間相隔四個(gè)純化步驟,有的步驟還是高真空蒸餾,因此這兩者歷經(jīng)萬(wàn)險(xiǎn)相遇的概率微乎其微。
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二甲胺使用及殘留過(guò)程中如果遇到亞硝化試劑也是有可能產(chǎn)生NDMA,進(jìn)而污染API。
二甲胺使用步驟中沒(méi)有額外的亞硝化試劑來(lái)源,而且二甲胺沸點(diǎn)極低,很難殘留,通過(guò)LC-HRMS對(duì)中間體檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)二甲胺的殘留均小于0.25mcg/g。
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一些溶劑的回收使用也是有可能引入亞硝化試劑以及二甲胺,
該工藝的溶劑回收僅局限于該階段的工藝使用,不會(huì)相互交叉污染。
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制劑的生產(chǎn)過(guò)程以及輔料也有可能引入二甲胺和亞硝化試劑。
制劑的生產(chǎn)過(guò)程評(píng)估不會(huì)引入,輔料中均不含有二、三級(jí)胺結(jié)構(gòu)單元,所有的輔料都不存在大量引入亞硝化試劑的可能(水中有痕量)。
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本身降解的二甲胺可能會(huì)產(chǎn)生NDMA。
通過(guò)雜質(zhì)和降解研究發(fā)現(xiàn),雷尼替丁中的二甲胺均沒(méi)有失掉。
通過(guò)以上信息可知:雷尼替丁中的NDMA不是工藝過(guò)程引入,也不是降解的二甲胺氧化或者和其他亞硝化試劑共存產(chǎn)生。
其次調(diào)查真實(shí)產(chǎn)生原因
檢測(cè)了不同批次的NDMA含量,這些藥物是2010~2019年生產(chǎn)得到。
分析結(jié)果得到:
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NDMA的含量和制造日期有聯(lián)系,生產(chǎn)日期越早相應(yīng)的NDMA含量越大
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原料藥中的含量高于制劑中含量,而且同一批次原料藥制備成制劑,NDMA的生成速率也會(huì)降低
短期穩(wěn)定性研究
通過(guò)7天的加速實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)供應(yīng)商的兩種工藝間存在差異,生成NDMA的速率相差很大,而這兩種工藝唯一的不同點(diǎn)就是成鹽和重結(jié)晶。
因此需要研究重結(jié)晶工藝的影響。
物理性質(zhì)的測(cè)定
通過(guò)XRD檢測(cè)兩種工藝的物料晶型一致,但是通過(guò)SEM觀察微觀晶體形態(tài)發(fā)現(xiàn)了差異:
工藝1的晶體外觀為不規(guī)則小球狀,而工藝2得到的晶癖為柱形。
工藝1得到的不規(guī)則小球容易吸附水分,具有較低的分解溫度。
通過(guò)固態(tài)核磁分析兩種工藝中使用的溶劑均是在晶體外圍,沒(méi)有嵌入到晶格中,工藝1得到的小球外圍殘留了更多的溶劑。
加速穩(wěn)定性研究
研究了溫度和濕度對(duì)兩種工藝得到的原料藥穩(wěn)定性的影響。
結(jié)論是:
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溫度和相對(duì)濕度的升高都增加了NDMA的形成速度。
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柱狀晶在低相對(duì)濕度下更穩(wěn)定,但在較高相對(duì)濕度下與水的相互作用導(dǎo)致NDMA的生成速率增加。
綜合以上數(shù)據(jù)分析
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雷尼替丁的結(jié)晶控制以及晶癖是雷尼替丁中NDMA形成速度的關(guān)鍵因素。
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由于不規(guī)則晶癖容易吸附水分,導(dǎo)致NDMA生成速率增加,而根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),水分是促進(jìn)NDMA生成的因素。
不過(guò)仍舊沒(méi)有解決NDMA產(chǎn)生的原因,需要繼續(xù)調(diào)查:
與雜質(zhì)反應(yīng)的假設(shè)
肟類(lèi)雜質(zhì)在理論上可以提供亞硝化試劑,因此研究了藥典中的雜質(zhì)G。
不過(guò)使用含雜質(zhì)G較高的批次進(jìn)行穩(wěn)定性考察,發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)G并沒(méi)有加速NDMA生成。
而且加入亞硝酸鈉或者亞硝酸可以發(fā)現(xiàn)生成主要的是降解產(chǎn)物,只有極少量的NDMA。
結(jié)論是:無(wú)論是肟類(lèi)還是亞硝酸鈉作為雜質(zhì)引入,都不被認(rèn)為是降解產(chǎn)生NDMA的主要原因。
同位素標(biāo)記研究
制備氘代的雷尼替丁樣品1;
制備了氘代雷尼替丁和雷尼替丁混合樣品2。
兩種物料均是柱狀形態(tài)。
純氘代樣品1通過(guò)降解實(shí)驗(yàn)只得到M+7分子量的NDMA,說(shuō)明NDMA是結(jié)構(gòu)中的二甲胺和硝基降解到得到,沒(méi)有外源的二甲胺和亞硝酸試劑導(dǎo)致NDMA產(chǎn)生。
混合樣品2降解得到四種分子量的NDMA:M+0,M+1,M+6,M+7,說(shuō)明分子間反應(yīng)也會(huì)發(fā)生。
因此雷尼替丁中的NDMA產(chǎn)生途徑是:藥物結(jié)構(gòu)中的硝基和二甲胺反應(yīng)產(chǎn)生,至于反應(yīng)機(jī)理,作者說(shuō)還沒(méi)有研究明白。
不過(guò)一些含有硝基結(jié)構(gòu)的化合物作為亞硝化試劑已經(jīng)被研究,比如溴代硝基甲烷、三氯硝基甲烷和四硝基甲烷等等。
想繼續(xù)探究機(jī)理的可以參考上文:史上最全 亞硝胺基毒的全部產(chǎn)生途徑和機(jī)理
這一通推理確實(shí)過(guò)癮,不過(guò)含有這些基團(tuán)的藥物估計(jì)都已經(jīng)躲在角落瑟瑟發(fā)抖了,哦,不對(duì),是藥企。
參考文獻(xiàn):RanitidineInvestigations into the Root Cause for the Presence of N?Nitroso?N,N?dimethylamine in Ranitidine Hydrochloride Drug Substances and Associated Drug Products
DoI:10.1021/acs.oprd.0c00462