本发明属于药物化学及药物分析领域，具体涉及卡格列净的杂质化合物及其制备方法，以及这些杂质作为卡格列净质量控制参照标准品的用途和卡格列净及其杂质的测试方法。
背景技术：
卡格列净（canagliflozin），化学名称为1-(β-d-吡喃葡萄糖基)-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯，cas：842133-18-0，结构式如式i所示。
卡格列净，商品名为invokana，是由强生（johnson&johnson）旗下杨森制药公司（janssen）研发的一种选择性2型钠-葡萄糖协同转运蛋白（sglt2）抑制剂，主要用于通过运动或控制饮食无效的ii型糖尿病患者的治疗，具有良好的血糖控制作用。该药物于2013年先后获得美国食品药品管理局（fda）和欧盟委员会的批准，用于ii型糖尿病患者的治疗。2014年强生研发的糖尿病复方药物invokamet（卡格列净/二甲双胍）再获fda批准，用于ii型糖尿病成人患者的治疗。
卡格列净是fda批准的第一个sglt2抑制剂，通过选择性抑制sglt2，可抑制ii型糖尿病患者体内大部分葡萄糖的重吸收，促使大量的葡萄糖从其尿液中排出，从而达到控制其血糖水平的目的。由于卡格列净的作用机制与胰岛素无关，疗效不会因为患者胰岛β细胞功能受损或胰岛素利用障碍进行性加剧而降低，更是联合用药的理想选择，即卡格列净可与其他口服降糖药联合用于现有治疗方案血糖控制不佳或产生胰岛素抵抗问题的患者，也可与胰岛素联合用于β细胞功能非常低，而现有口服药物无法作用的患者。另外，卡格列净只需日服一次，即可达到降血糖效果，具有良好的耐受性，药物相互作用低，因此，卡格列净具有广阔的应用前景和研究价值。
化合物专利wo2005012326（同族专利cn1829729）公开了卡格列净的制备方法，该方法以1-溴-4-甲基-3-[5-(4-氟苯基)-2-噻吩基甲基]苯（式vi化合物）为起始原料，与2,3,4,6-四-o-三甲基硅烷基-β-d-葡萄糖酸内酯（式vii化合物）反应得式viii化合物，再经三氟化硼/三异丙基硅烷体系还原即得卡格列净，进一步通过重结晶等纯化手段即可制备高纯度卡格列净，其合成路线如下：
本领域已知出于对人体给药安全考虑，在一种活性药物成分（api）产品商业化之前需要由国家和国际的管理机构建立毒理学上非特征性杂质的鉴定的极低下限。通常，每种杂质的限量少于约0.15%重量比。未鉴定的和/或非特征性杂质的限量明显更低，通常少于0.1%重量比。
本领域中也已知，卡格列净或任何活性药物成分（api）中的杂质可能来自api本身的降解（这与纯api在储存过程中的稳定性相关）和制造过程，包括化学合成。工艺杂质包括未反应的原材料、原材料中所含的杂质的化学衍生物、合成副产物和降解产物。
除稳定性外，商业制造的api的纯度也明显是商业化的必要条件。在商业制造过程中引入的杂质必须限制在极小量，并且最好基本上不存在。例如，供api制造商使用的internationalconferenceonharmonizationoftechnicalrequirementsforhumanuse(“ich”)q7a指南要求通过规定原材料的质量、控制工艺参数，如温度、压力、时间和化学计量比和在制造法中加入提纯步骤，如结晶、蒸馏和萃取来使工艺杂质保持在设定限额以下。
化学反应的产物很少是具有符合药物标准的足够纯度的单一化合物。反应副产物以及该反应中所用的原材料多少也存在于产物混合物中。在api如卡格列净制备过程中的某些阶段，通常必须通过hplc、tlc或gc分析法分析其纯度，以测定其是否适用于继续加工和最终用在药品中。api不需要绝对纯净，因为绝对纯净是通常不可实现的理论目标。相反，设定纯度标准以确保api尽可能不含杂质，并因此对临床应用而言尽可能安全。如上所述，在美国，foodanddrugadministration(食品和药品管理)指南推荐，一些杂质的量仅限于低于0.1%。
通常用光谱和/或其它物理方法鉴定杂质，然后得到一个峰位置，或tlc板中的斑点，之后鉴定杂质，例如通过它在色谱图中的相对位置来鉴定，色谱图中的相对位置成为“保留时间”。根据仪器使用条件以及很多其它因素，保留时间每天或甚至在一天之中都在变化。为了减少这些变化影响到杂质的准确识别，通常用“相对保留时间（rrt）”来鉴定杂质。杂质的rrt是用它的保留时间除以主峰的保留时间。
本领域已知，参照标准品可以用于未知混合物中参照标准化合物的定性和定量，当参照标准的已知浓度的溶液和未知混合物用相同技术分析时，参照标准是“外标”,可以通过比较检测器的响应强度来测定混合物中所述化合物的量。
如本领域技术人员已知的，通过了解其化学结构和合成途径，及通过鉴定终产品的杂质和确定终产品的杂质的量来大大加强工艺杂质的控制。
目前，已有多篇文献资料报道了卡格列净的制备或纯化方法。卡格列净制备专利wo2009035969（同族专利cn101801371）描述了卡格列净的制备及其纯化方法，该专利采用上乙酰化保护、去乙酰化保护和重结晶的方法来纯化，纯化效果不明显，收率很低。其它专利wo2005012326、wo2010043682（同族专利cn102264714）、wo2011047113（同族专利cn102648196）、wo2011079772（同族专利cn102115468）、wo2012140120等也存在同样的问题，且文献报道中也未公开关于卡格列净杂质的控制方法。
因此，现有的卡格列净制备技术中，存在产品纯度不高，缺乏对单个杂质的控制等不足之处。针对现有技术中的不足，本发明对卡格列净产品中的杂质控制进行了研究，制备了三种以前未鉴定过的卡格列净的杂质即式ii，式iii和式iv化合物，这三个化合物均可能在卡格列净的合成过程或储存期间形成，就申请人所知，这三个化合物从未被独立制备以及与卡格列净分离。另外，我们还发现中间体杂质式vi和式viii化合物对产品质量有较大影响，进而发明了将这5种杂质作为参照标准用于卡格列净纯度分析定量的方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种化合物iv，其为卡格列净的杂质；本发明另一目的在于提供了一种该杂质化合物的制备方法；本发明的另一目的在于提供一种将该杂质化合物用于控制卡格列净质量的用途；本发明的另一目的还在于提供一种该杂质化合物的检测方法。
本发明提供了式iv所示的化合物，其结构式如下：
本发明还提供了一种式iv所示化合物的制备方法，包括如下步骤：
（1）在至少一种有机溶剂中，用至少一种氧化剂氧化式i所示化合物：即卡格列净，制备得到式ii所示化合物；
（2）在至少一种有机溶剂中，用至少一种还原剂还原式ii化合物，得到式iii化合物；
（3）在至少一种有机溶剂中，用至少一种氧化剂经酸催化氧化式iii化合物，得到式iv化合物，
其中，所述步骤（1）、（2）和（3）钟所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、四氢呋喃、乙二醇二甲醚和乙酸乙酯，优选自乙醇和四氢呋喃。
其中，所述步骤（1）和（3）中氧化剂选自2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌、二氧化硒和30~90%过氧化氢溶液，优选为选自2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌和30~90%过氧化氢溶液，优选为选自2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌和50%过氧化氢溶液。
其中，所述步骤（3）中的酸选自浓硫酸、对甲苯磺酸、苯磺酸和甲烷磺酸，优选为浓硫酸。
其中，所述步骤（2）所述还原剂选自硼氢化钠、硼氢化钾和四氢铝锂；优选为硼氢化钠。
其中：所述步骤（1）中氧化剂与式i化合物的摩尔比为1~200:1，优选为1~10:1，更优选为2:1；所述步骤（2）中还原剂与式ii化合物的摩尔比为1~200:1，优选为1~10:1，更优选为2:1；所述步骤（3）中氧化剂与式iii化合物的摩尔比为1~200:1，优选为10~20:1，更优选为15:1。
本发明还提供了一种式iv所示化合物用于控制卡格列净质量的用途。
本发明还提供了一种式iv所示化合物的检测方法，包括：采用高效液相色谱法测定卡格列净中该杂质的含量；所述高效液相色谱法为反相色谱法；色谱柱选自：健合型手性色谱柱和五氟苯基柱，优选为健合型手性色谱柱，所述键合型手性柱为硅胶表面共价健合直链淀粉，所述直链淀粉为直链淀粉-三(3-氯苯基氨基甲酸酯)、直链淀粉-三（3-氯-4-甲基苯基氨基甲酸酯）、直链淀粉-三（3，5-二氯苯基氨基甲酸酯）或直链淀粉-三（3，5-二甲基苯基氨基甲酸酯）；柱温为20~30℃，优选为25℃；检测器为紫外检测器；流动相为醋酸铵溶液和乙腈；醋酸铵溶液与乙腈的体积比为60:40；流速为0.5~1.5ml/min，优选为0.7ml/min，检测波长为290或210nm，优选为290nm；进样量为5~100μl，优选50μl。
本发明中提供式iv化合物，为卡格列净的降解杂质，可作为相关物质对照品，用于检测卡格列净片剂中降解产物的含量，因此，本发明有效解决了现有技术中的缺乏对单个杂质的控制不足之处，为进一步控制卡格列净片剂产品质量提供了保障。
附图说明
图1是实施例5的式iv化合物的典型hplc色谱图。
图2是实施例5的卡格列净的典型hplc色谱图。
具体实施方式
应该理解，本领域技术人员基于此处公开的内容，可以对本发明进行各种不偏离本发明精神和范围内的各种修改和改进。它们应当都落在本申请的权利要求定义的专利保护范围内。此外，应该理解，此处提供的实施例仅用于说明本发明的目的，而不应解释为本发明的限制。
下面结合具体实施例对本发明进一步详细描述。
一般操作
卡格列净（式i）的制备，例如根据专利wo2005012326（同族专利cn1829729）中报道的方法制备，将其全文引入本发明用于参考，另外，也可通过商业途径购得。
质谱分析使用的仪器是agilent1200高效液相色谱系统、agilent公司g6410a串联三重四级杆质谱仪，离子源采用电喷雾离子源，正离子模式。分流的hplc洗脱液，允许大约为1μg/ml进入质谱仪的离子源。
核磁共振分析使用的仪器是brukeravance600核磁共振谱仪，使用氘代溶剂为dmso-d6。tms被用来作为一个质子的共振（δ1h0.00）和溶剂内部参考，dmso-d6作为碳共振内标（δ13c39.10-40.10）。
本发明使用下列缩词，并具有如下含义：
实施例1：卡格列净杂质iv的hplc纯度分析方法
取本品约12.5mg，精密称定，置25ml量瓶中，加乙腈溶解并稀释至刻度，摇匀，作为供试品溶液；照高效液相色谱法（中国药典2015年版通则0512）试验。以丁烷基硅烷键合硅胶为填充剂(c4，4.6mm×250mm，5μm)；以水为流动相a，以乙腈为流动相b，按梯度洗脱表进行洗脱；流速为每分钟1.0ml；检测波长为210nm；柱温为25℃；精密量取供试品溶液20μl注入液相色谱仪，采集时间为60min，主峰理论板数应不低于3000，各成分峰之间的分离度均应符合要求。供试品溶液的色谱图中除溶剂峰外，按面积归一化法计算，其总杂质不得过10.0%；最大单个杂质不得过5.0%。
实施例2：式ii化合物的制备
将卡格列净（30g，67.5mmol）溶于300ml无水乙醇中，室温搅拌下缓慢加入2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌（ddq）(30.6g，134.8mmol)的无水乙醇溶液（240ml），室温反应约24小时，tlc检测反应完全，停止反应。在冰浴冷却下，将反应液缓慢倒入二氯甲烷和水的混合液中，分液，水相用二氯甲烷提取两次，合并二氯甲烷层，无水硫酸镁干燥，过滤，减压浓缩至干得粗品。
将粗品采用甲醇与二氯甲烷的混合体系作洗脱液，经柱层析纯化得[2-甲基-5-(β-d-吡喃葡萄糖基)苯基][5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲酮（式ii化合物），hplc：99.3%。
质谱[esi-ms，m/z]中m+h＋峰为459。
13cnmr(600mhz,dmso)δ(ppm)：189.2,163.4,161.8,151.5,142.7,137.7,137.1,136.9,134.6,130.3,129.5,129.2,129.1,128.4,128.3,127.1,125.3,116.3,116.2,81.0,80.6,78.2,74.9,70.3,61.3,18.9；
1hnmr(600mhz,dmso)δ(ppm)：7.853-7.876(2h,m)，7.606-7.613(1h,d)，7.469-7.474(3h,d)，7.317-7.345(3h,m)，4.905(3h,s)，4.424(1h,s)，4.084-4.100(1h,d)，3.704-3.723(1h,d)，3.464-3.493(1h,m)，3.248-3.314(2h,m)，3.177-3.215(1h,m)，3.117-3.147(1h,m)，2.305(3h,s)。
实施例3：式iii化合物的制备
将式ii化合物（30g，65.4mmol）溶于300ml四氢呋喃中，氮气置换反应体系，室温搅拌下分批加入硼氢化钠(5.0g，132.2mmol)，室温反应约5小时，tlc检测反应完全，停止反应。在冰浴冷却下，缓慢滴加稀盐酸溶液淬灭，用乙酸乙酯提取三次，合并乙酸乙酯层，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩至干得粗品。
将粗品采用甲醇与乙酸乙酯的混合体系作洗脱液，经柱层析纯化得[2-甲基-5-(β-d-吡喃葡萄糖基)苯基][5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲醇（式iii化合物），hplc：99.2%。
质谱[esi-ms，m/z]中m+k＋峰为499。
13cnmr(600mhz,dmso)δ(ppm)：162.3,160.6,149.0,141.5,141.0,137.8,133.5,130.6,129.5,127.0,127.1,126.6,125.6,125.4,123.0,115.8,116.0,81.6,81.2,78.5,74.5,70.5,67.7,61.5,18.6；
1hnmr(600mhz,dmso)δ(ppm)：7.608-7.628(2h,m),7.549-7.560(1h,d),7.247-7.252(1h,m),7.197-7.225(2h,m),7.157-7.169(1h,d),7.081-7.094(1h,m),6.717-6.764(1h,m),6.170-6.176(1h,d),6.003-6.023(1h,m),4.912-4.929(2h,m),4.684-4.694(1h,d),4.414-4.444(1h,m),3.989-4.035(1h,m),3.702-3.729(1h,m),3.442-3.460(1h,m),3.172-3.289(4h,m),2.242(3h,s)。
实施例4：式iv化合物的制备
将式iii化合物（2g，4.3mmol）溶于50ml四氢呋喃中，氮气置换反应体系，室温搅拌下缓慢加入50%过氧化氢溶液(4.5g，66.2mmol)和浓硫酸(43.4mg，0.4mmol)，室温反应约24小时，lcms检测反应完全，停止反应。将反应液用乙酸乙酯提取三次，合并乙酸乙酯层，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩得粗品。
可选地，将粗品采用乙酸乙酯与正己烷的混合体系作洗脱液，经柱层析纯化得[2-甲基-5-(β-d-吡喃葡萄糖基)苯基][5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲基过氧化氢（式iv化合物），hplc：95.4%。
可选地，将粗品用乙腈溶解，经制备色谱分离（色谱柱：bostongreenods21.2×250mm），以水作为流动相a，甲醇和乙腈混合溶液（甲醇和乙腈体积比为4:6）作为流动相b，按a/b=60:40进行洗脱，流速：18ml/min，收集目标成分，用乙酸乙酯提取三次，合并乙酸乙酯层，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩得[2-甲基-5-(β-d-吡喃葡萄糖基)苯基][5-(4-氟苯基)-2-噻吩基]甲基过氧化氢（式iv化合物），hplc：99.0%。
质谱[esi-ms，m/z]中m+k＋峰为515。
13cnmr(600mhz,dmso)δ(ppm)：163.0,161.3,143.2,142.6,138.5,137.5,134.8,130.8,130.7,130.2,128.7,127.9,127.8,127.7,126.2,123.6,116.5,116.3,81.9,81.7,81.5,79.0,75.3,71.0,62.0,19.0；
1hnmr(600mhz,dmso)δ(ppm)：12.036(1h,s),7.640-7.662(2h,m),7.445(1h,s),7.316-7.322(1h,d),7.215-7.243(3h,m),7.142-7.155(1h,d),6.896-6.902(1h,d),6.224(1h,s),4.923(2h,s),4.735(1h,s),4.446(1h,s),3.979-4.002(1h,m),3.720-3.739(1h,d),3.464-3.493(1h,m),3.183-3.315(4h,m),2.270(3h,s)。
实施例5式iv化合物的检测方法
a．色谱条件
色谱柱：chiralpakid，4.6mm×250mm，5μm（键合直链淀粉-三(3-氯苯基氨基甲酸酯)）；
进样量：50μl；
流速：0.7ml/min；
柱温：25℃；
检测波长：290nm；
稀释剂：流动相
流动相：以0.01mol/l乙酸铵溶液为流动相a，以乙腈为流动相b。a—b(60:40)。
采集时间：25min。
b.制备鉴别卡格列净、式iv化合物的标示物溶液
分别取卡格列净、式iv化合物适量，各自分别用100%乙腈制成一定浓度的储备液，再用40%乙腈溶解并稀释配制成浓度为约40-60μg/ml的溶液，即得各标示物溶液。将各标示物溶液分别注入色谱柱中测定，记录色谱图，即得各自的保留时间。在上述色谱条件下，式iv化合物的保留时间约为8.413min（色谱图见图1）；卡格列净的保留时间约为14.533min（色谱图见图2）。依据本领域的知识，可以理解，卡格列净和式iv化合物各物质间均能达到有效分离，故该色谱条件能将卡格列净和式iv化合物准确鉴别。
c.制备试样溶液
用适量40%乙腈溶解卡格列净，并稀释成浓度约0.5mg/ml的分析用的卡格列净试样溶液。
d.制备1%试样溶液
取c中试样溶液用40%乙腈稀释成浓度约1%（5μg/ml）的试样溶液。
e.测定
将c的试样溶液和d的1%试样溶液注入色谱仪中，记录色谱图。
以外标法对杂质定位，按加校正因子的主成分自身对照法计算杂质的量。
ai为杂质i的峰面积，a1为1%试样溶液卡格列净的主峰面积，fi为杂质i的校正因子。