破案了！雷尼替丁中NDMA形成终于被科学阐明

自从2019年9月在一些制造商的雷尼替丁中发现了NDMA基因毒性杂质以后，GSK便启动了NDMA来源调查。

首先评估合成路线

通常认为NDMA来源需要同时具备二甲胺和亚硝化试剂，在雷尼替丁中发现NDMA的初始阶段，一致认为是制造过程中的引入。

制造工艺中使用了硝基甲烷，硝基甲烷的制造可能会使用到亚硝酸钠，而另一片段的合成使用了二甲胺，因此如果两者残留相遇将会产生NDMA。

不过二甲胺和亚硝酸胺之间相隔四个纯化步骤，有的步骤还是高真空蒸馏，因此这两者历经万险相遇的概率微乎其微。

二甲胺使用及残留过程中如果遇到亚硝化试剂也是有可能产生NDMA，进而污染API。

二甲胺使用步骤中没有额外的亚硝化试剂来源，而且二甲胺沸点极低，很难残留，通过LC-HRMS对中间体检验，发现二甲胺的残留均小于0.25mcg/g。

一些溶剂的回收使用也是有可能引入亚硝化试剂以及二甲胺，

该工艺的溶剂回收仅局限于该阶段的工艺使用，不会相互交叉污染。

制剂的生产过程以及辅料也有可能引入二甲胺和亚硝化试剂。

制剂的生产过程评估不会引入，辅料中均不含有二、三级胺结构单元，所有的辅料都不存在大量引入亚硝化试剂的可能(水中有痕量)。

本身降解的二甲胺可能会产生NDMA。

通过杂质和降解研究发现，雷尼替丁中的二甲胺均没有失掉。

通过以上信息可知：雷尼替丁中的NDMA不是工艺过程引入，也不是降解的二甲胺氧化或者和其他亚硝化试剂共存产生。

其次调查真实产生原因

检测了不同批次的NDMA含量，这些药物是2010~2019年生产得到。

分析结果得到：

NDMA的含量和制造日期有联系，生产日期越早相应的NDMA含量越大

原料药中的含量高于制剂中含量，而且同一批次原料药制备成制剂，NDMA的生成速率也会降低

短期稳定性研究

通过7天的加速实验发现供应商的两种工艺间存在差异，生成NDMA的速率相差很大，而这两种工艺唯一的不同点就是成盐和重结晶。

因此需要研究重结晶工艺的影响。

物理性质的测定

通过XRD检测两种工艺的物料晶型一致，但是通过SEM观察微观晶体形态发现了差异：

工艺1的晶体外观为不规则小球状，而工艺2得到的晶癖为柱形。

工艺1得到的不规则小球容易吸附水分，具有较低的分解温度。

通过固态核磁分析两种工艺中使用的溶剂均是在晶体外围，没有嵌入到晶格中，工艺1得到的小球外围残留了更多的溶剂。

加速稳定性研究

研究了温度和湿度对两种工艺得到的原料药稳定性的影响。

结论是：

温度和相对湿度的升高都增加了NDMA的形成速度。

柱状晶在低相对湿度下更稳定，但在较高相对湿度下与水的相互作用导致NDMA的生成速率增加。

综合以上数据分析

雷尼替丁的结晶控制以及晶癖是雷尼替丁中NDMA形成速度的关键因素。

由于不规则晶癖容易吸附水分，导致NDMA生成速率增加，而根据数据发现，水分是促进NDMA生成的因素。

不过仍旧没有解决NDMA产生的原因，需要继续调查：

与杂质反应的假设

肟类杂质在理论上可以提供亚硝化试剂，因此研究了药典中的杂质G。

不过使用含杂质G较高的批次进行稳定性考察，发现杂质G并没有加速NDMA生成。

而且加入亚硝酸钠或者亚硝酸可以发现生成主要的是降解产物，只有极少量的NDMA。

结论是：无论是肟类还是亚硝酸钠作为杂质引入，都不被认为是降解产生NDMA的主要原因。

同位素标记研究

制备氘代的雷尼替丁样品1;

制备了氘代雷尼替丁和雷尼替丁混合样品2。

两种物料均是柱状形态。

纯氘代样品1通过降解实验只得到M+7分子量的NDMA，说明NDMA是结构中的二甲胺和硝基降解到得到，没有外源的二甲胺和亚硝酸试剂导致NDMA产生。

混合样品2降解得到四种分子量的NDMA:M+0,M+1,M+6,M+7,说明分子间反应也会发生。

因此雷尼替丁中的NDMA产生途径是：药物结构中的硝基和二甲胺反应产生，至于反应机理，作者说还没有研究明白。

不过一些含有硝基结构的化合物作为亚硝化试剂已经被研究，比如溴代硝基甲烷、三氯硝基甲烷和四硝基甲烷等等。

参考文献：

RanitidineInvestigations 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