Reaction Monitoring of a Rosuvastatin Synthesis Featuring Enantiopurity Determination by ACQUITY UPC,2 ACQUITY QDa, and Trefoil Column Technology

Význam tématu

Rosuvastatin je významný inhibitor HMG-CoA reduktázy používaný k léčbě vysoké hladiny cholesterolu. Pro farmaceutickou bezpečnost a účinnost je klíčové zajistit vysokou enantiopuritě konečného API. Analytická metoda, která rychle a spolehlivě sleduje průběh syntézy a zároveň vyhodnocuje enantiomerní čistotu, zvyšuje důvěru v kvalitu léčiva a optimalizuje výrobní procesy medicinální chemie.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo monitorovat víceetapovou syntézu rosuvastatinu calcium pomocí technologií SFC (supercritical fluid chromatography) a masové detekce, a to za účelem zajištění vysoké enantiopurity (≥95 % ee). Konkrétně se hodnotily achirální meziprodukty i konečný produkt ve fázi methylesteru a následně jeho konverze na calcium salt.

Použitá metodika

Byla využita konvergentní chromatografie na ACQUITY UPC 2, která kombinuje CO2 a organické modifikátory pro rychlé achirální i chirální separace s vynikající selektivitou a rozlišením. Pro chirální separaci sloužila trefoilová kolona s 2,5 µm modifikovanou polysacharidovou stacionární fází. Detekce zahrnovala UV (241 nm) a QDa masový detektor pro potvrzení hmotnosti enantiomerů (m/z = 482,2). Reakční vzorky byly odebírány v předem stanovených časových bodech a ředěny vhodným rozpouštědlem bez ovlivnění chromatogramu.

Použitá instrumentace

• ACQUITY UPC 2 systém s ACQUITY PDA detektorem
• ACQUITY QDa detektor pro masovou analýzu
• Trefoil CEL1 kolona, 2,5 µm, 2,1 × 150 mm
• OpenLynx Open Access software pro automatizované odesílání vzorků

Hlavní výsledky a diskuse

• Achirální monitoring: Konverze meziproduktů R9 a R10 vykázala ~90 % puritu, následná saponifikace (R11) dosáhla ~98 % čistoty. U konečného kalciového soli (R12) byla konverze potvrzena QC kontrolou.
• Chirální separace: Isokratická metoda na Trefoil CEL1 dosáhla rozlišení >2,0 mezi (3R,5S) a (3S,5R) diastereomery. Diastereomerní poměr byl 98,7:1,3, což odpovídá 96,2 % diastereomerní nadbytku.
• Linearity a přesnost: Při injekcích od 1 do 9 µL byla prokázána výborná linearita (R² > 0,9997) a minimální ovlivnění vrcholu injekčním rozpouštědlem (80/20 heptan/IPA).

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza (<5 min) a vysoká selektivita pro achirální i chirální monitoring.
• Jednotné řešení pro separaci a masovou detekci bez potřeby přepínání technik.
• Umožňuje spolehlivé stanovení enantiopurity v reálném čase pro optimalizaci syntézy.
• Minimalizace výskytu toxicity a nežádoucích enantiomerů v konečném API.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření použití SFC spojované s masovou detekcí ve vývoji chiralních léčiv, včetně online monitoringů v reálném čase a vysokopropustných screeningů. Vylepšené kolony s novými polymerními stacionárními fázemi a vyššími tlaky umožní rychlejší a citlivější separace, což podpoří tzv. continuous manufacturing v průmyslové syntéze.

Závěr

Kombinace ACQUITY UPC 2, ACQUITY QDa a Trefoil kolon poskytla efektivní platformu pro achirální i chirální monitoring syntézy rosuvastatinu. Metoda dosáhla vysoké přesnosti i linearity a potvrdila vynikající enantiopuritu konečného produktu. Tento přístup nabízí robustní nástroj pro medicinální chemii a QA/QC v průmyslové analytice.

Reference

1. The Top 25 Best-Selling Drugs of 2014. (accessed 4/16/2015).
2. Baumann M, Baxendale IR. An overview of the synthetic routes to the best selling drugs containing 6-membered heterocycles. J Org Chem. 2013;9:2265–319.
3. McCauley JP, Chen R. Enantiomeric and diastereomeric separations of fragrance and essential oil components using the ACQUITY UPC 2 System with ACQUITY UPC 2 Trefoil Columns. Waters Application Note 720004901en; 2014.
4. Jones MD, McCarthy SM, Hong P, McKearin J. Importance of Selectivity for Reaction Monitoring. Waters Technology Brief 720005020en; 2014.
5. Hirai K, Ishiba T, Koike H, Watanabe M. Pyrimidine Derivatives. US Patent 5,260,440. 1993 Nov 9.
6. Watanabe M et al. Synthesis and biological activity of methanesulfonamide pyrimidine- and N-methanesulfonyl pyrrole-substituted 3,5-dihydroxy-6-heptenoates. Bioorg Med Chem. 1997;5(2):437–44.
7. Bastarda A et al. Process for the preparation of methyl ester of rosuvastatin. US Patent 8,309,719 B2. 2009 Feb 12.
8. Fairchild JN. Simple Guidelines for Choosing the Right Injection Solvent for UltraPerformance Convergence Chromatography (UPC 2). Waters Technology Brief 720004981en; 2014.