黃 雙 李維思 徐 強(qiáng) 吳小剛 郭 暢
(1. 南京紅太陽醫(yī)藥研究院有限公司,江蘇 南京 211300;2.江蘇中邦制藥有限公司,江蘇 南京 211300)
維耐托克(1)英文商品名Venclexta,英文藥品名Venetoclax,中文藥品名維耐托克(簡稱ABT-199),中文化學(xué)名為4-[4-[[2-(4-氯苯基-4,4-二甲基-1-環(huán)己基-1-基]甲基]-1-哌嗪基]-N-[[3-硝基-4-[[(四氫-2H-吡喃-4-基)甲基]氨基]苯基]磺酸基]-2-(1H-吡咯[2,3-b] 吡啶-5-氧基)苯甲酰胺(化合物)。維耐托克是由艾伯維(AbbVie)與羅氏(Roche)合作開發(fā)的一款突破性抗癌藥,是首個 B細(xì)胞淋巴瘤因子2(BCL-2)蛋白抑制劑,通過選擇性抑制BCL-2的功能,恢復(fù)細(xì)胞的通訊系統(tǒng),讓癌細(xì)胞自我毀滅,達(dá)到治療腫瘤的目的[1]。2016年4月獲FDA批準(zhǔn)上市,用于曾接受過治療、且有17p基因缺失突變(染色體異常)的慢性淋巴細(xì)胞白血病(CLL)患者的治療。2017年FDA授予其新藥Venclexta(venetoclax)突破性療法認(rèn)定。2018年FDA批準(zhǔn)Venclexta(venetoclax)聯(lián)合Rituxan(美羅華,通用名:rituximab,利妥昔單抗)用于治療存在或不存在17p刪除突變且既往已接受至少一種療法治療的CLL或小SLL患者[2]。隨著此次批準(zhǔn),Venclexta/美羅華方案為病情復(fù)發(fā)的CLL/SLL患者群體提供了一種新的無化療治療選擇,與標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理方案相比能顯著延長無進(jìn)展生存期。
目前1的制備報道較少,主要包括(圖1):①以5,5-二甲基-2-甲氧基羰基環(huán)己酮為起始原料,經(jīng)三氟乙?;?Suzuki反應(yīng)、還原、取代、脫保護(hù)得到1-((2-(4-氯苯基)-4,4-二甲基環(huán)己-1-烯基)甲基)哌嗪(B)。5-溴-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶經(jīng)氨基取代、置換反應(yīng)后與原料2,4-二氟苯甲酸甲酯取代得到2-(1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-5-基氧基)-4-氟甲酸甲酯(C),B與C經(jīng)取代、水解后與9酰胺化得到1。所有中間體純化均經(jīng)柱層析得到,最后一步收率為32%。該法共13步,路線長,操作繁瑣,柱層析純化方法不適合放大生產(chǎn),反應(yīng)中用到昂貴的鈀類催化劑,成本高,且會產(chǎn)生大量的磷酸,對環(huán)境的污染較大[3]。②以[2-(4-氯苯基)-4,4-二甲基環(huán)己-1-烯基]甲醇為起始原料經(jīng)?;笾频?4′-氯-5,5-二甲基-3,4,5,6-四氫-[1,1′-聯(lián)苯]-2-基)甲基甲磺酸鹽(A)。2-氟-4-硝基苯甲酸甲酯和5-羥基-7-氮雜吲哚為起始原料,經(jīng)取代、鈀碳還原、環(huán)合的產(chǎn)物與A取代、水解,后與9酰胺化得到1,總收率30.3%。該路線總收率偏低,起始原料[2-(4-氯苯基)-4,4-二甲基環(huán)己-1-烯基]甲醇難以購買,且反應(yīng)中用到鈀碳還原,成本相對較高[4]。③以2,4-二氟苯甲酸為起始原料,水解、酯化得到4-氟水楊酸,再與哌嗪取代后,與5取代得到6;6與7取代、水解得D,D與9酰胺化得1,由起始原料制得D的總收率為36.4%。該路線2,4-二氟苯甲酸的水解、4-氟水楊酸和哌嗪的取代均由于選擇性差、副產(chǎn)物多而難以控制;此外,原料5難以購買,不適合于放大生產(chǎn)[5]。
為解決上述路線中存在的問題,本研究設(shè)計(jì)以下的制備路線(圖2)。首先,參考文獻(xiàn)[5]方法取代、Vilsmeier-Haack“一鍋法”制備2-氯-4,4-二甲基環(huán)己-1-烯-1-甲醛(11),繼而與12在相轉(zhuǎn)移催化劑四丁基溴化銨(TBAB)和微波條件下經(jīng)Suzuki-Miyaura反應(yīng)制備得到5[6],兩步總收率91.7%。用易得的原料化合物2和化合物3為起始原料,經(jīng)相轉(zhuǎn)移催化劑TBAB制備化合物4[7]?;衔?與化合物5在選擇性還原劑三乙酰氧基硼氫化鈉(STAB)作用下還原氨化制得化合物6[8]。而后,用易得的原料
圖1 1的文獻(xiàn)合成路線Fig. 1 Synthetic Routes of 1 in Literature
7與化合物6借鑒文獻(xiàn)方法經(jīng)取代、水解制得化合物8[9]。最后按文獻(xiàn)[8]方法,由化合物8和起始物料9反應(yīng)制備得到目標(biāo)產(chǎn)物1,總收率49.7%(以2計(jì))。本法中由2和3制備化合物4,由11和12制備5的方法均未見文獻(xiàn)報道。該工藝我司已申請專利(201810727122.9)。本路線與文獻(xiàn)方法相比具有以下優(yōu)勢:
①由11制備5與文獻(xiàn)方法不同,本法用相轉(zhuǎn)移催化劑和微波條件代替昂貴的醋酸鈀催化劑,不僅降低了成本,而且使兩步總收率由79%[4]提高到91.7%。
②化合物4的制備中采用相轉(zhuǎn)移催化劑TBAB代替文獻(xiàn)中三(二亞芐基丙酮)二鈀(0)[7]催化劑和氮?dú)鈼l件,收率由80%略提高至81.2%,但同時避免了昂貴鈀催化劑和氮?dú)鈼l件,更適合工業(yè)化生產(chǎn)。
③化合物4的制備采用原料3,相比較圖1路線③中哌嗪,選擇性更好[5];
④本研究化合物8的制備采用極性大的DMF代替文獻(xiàn)中的1,4-二氧六環(huán)為溶劑,由于在該溶劑中反應(yīng)底物溶解度好,故更易于發(fā)生取代反應(yīng);此外,利用取代物水解、酸化后從甲醇中析出的特點(diǎn),無需精制,即可得到純度98.9%的8,且兩步總收率為82.5%,遠(yuǎn)高于文獻(xiàn)取代步驟收率(62%)[9]。
1 L反應(yīng)瓶中加入化合物2(34.2 g,0.20 mol),四叔丁基溴化銨(TBAB,3.4 g,10.5 mmol),碳酸鉀(30.4 g,0.22 mol),化合物3(41.0 g,0.22 mol)及四氫呋喃(THF,445 g)。升溫至30 ℃反應(yīng)5h左右,降溫至室溫后繼續(xù)反應(yīng)12 h,停止反應(yīng)。過濾,室溫?cái)嚢柘峦鶠V液中通入HCl氣體,直至體系中無固體析出。過濾,得到化合物4的淡黃色固體粗品(44.2 g,81.2%),直接用于下步反應(yīng)。(注:化合物4的游離態(tài)參考文獻(xiàn)5;4為鹽酸鹽,熔點(diǎn)較高,未檢測出)
無水處理過的DMF(33.4 g,0.46 mol),二氯甲烷(100 g)降溫至-5 ℃,待溫度穩(wěn)定后滴加三氯氧磷(POCl3,64.7 g,0.42 mol),滴加過程中控制溫度不超過0 ℃。滴畢,緩慢升溫至20 ℃攪拌1 h,再次降溫至0 ℃,加入化合物10(41.0 g,0.33 mol),二氯甲烷(25 g),加畢,攪拌30 min后緩慢升溫至體系回流6 h。反應(yīng)結(jié)束,降溫至室溫后緩慢倒入冰水(500 g)中,攪拌30 min。分層,上層用二氯甲烷(250 g×3)萃取,下層有機(jī)層保留。合并所有有機(jī)層,用飽和食鹽水(400 g×2)洗。干燥、過濾,濾液蒸除溶劑,得到淡黃色油狀物化合物11(54.9 g,97.9%),直接用于下步。
圖2 1的合成路線Fig. 2 Synthetic Routes of 1
將化合物11(30.0 g,0.17 mol),TBAB(56.0 g,0.17 mol)投到乙腈(250 g)中,室溫?cái)嚢?0 min 后加入25%碳酸鉀溶液(63.9 g,0.12 mol)。加畢,室溫?cái)嚢?0 min后加入化合物12(28.6 g,0.18 mol)。加畢,體系置于微波爐中,電磁攪拌約100 r/min,設(shè)定溫度30 ℃,反應(yīng)20 min。反應(yīng)畢,加入甲苯(250 g)和5%的碳酸氫鈉溶液(300 g),攪拌5~10 min后分層,有機(jī)層用飽和食鹽水(300 g)洗后分層,有機(jī)層干燥,過濾,濾液濃縮至干,得到化合物5的棕色油狀物40.5 g(93.7%),直接用于下步。純度:99.6%,由HPLC面積歸一化法表征:色譜柱Kromasil-C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相乙腈∶水(80∶20);柱溫:室溫;檢測波長254 nm;流速1.0 ml/min。1HNMR(CDCl3)∶δ1.00(s,6H),1.49(t,J=13.1 Hz,2H),2.28(t,J=4.2 Hz,2H),2.38(m,J=13.1 Hz,2H),7.13(m,J=8.4 Hz,2H),7.34(m,J=8.4 Hz,2H),9.49(s,1H)(文獻(xiàn)[6])。
化合物5 (30.0 g,0.12 mol)投入到1,4-二氧六環(huán)(300 g)中,攪拌下加入化合物4(47.4 g,0.15 mol),無水四氫呋喃(200 g)。室溫?cái)嚢?0 min后降溫至0 ℃,穩(wěn)定后分批加入三乙酰氧基硼氫化鈉(31.6 g,0.15 mol),加入過程中體系溫度不超過5 ℃。加畢,室溫?cái)嚢? h,原料反應(yīng)完全。過濾,往濾液中加入食鹽水(12.5%,300 g),攪拌30 min 后分層。上層有機(jī)層用10%檸檬酸溶液(300 g×2)洗,再用5%碳酸氫鈉溶液(300 g)洗,最后用飽和食鹽水(300 g)洗。有機(jī)層降溫至-30 ℃,保溫30 min后過濾。濾液濃縮一半后加入乙腈(240 mL),體系加熱至80 ℃,固體溶清后再過濾,濾液緩慢降至10 ℃后保溫?cái)嚢?~4 h,此時體系中有大量固體析出。過濾,濾餅用冷的乙腈(40 g)洗滌,得到精制的濕品63.5 g,45 ℃減壓(-0.09 MPa)烘10 h后得淡黃色固體化合物6(45.4 g,80.8%),HPLC:99.0%,Mp.145.1 ℃(文獻(xiàn)[5]:136.1~137.3 ℃)。
化合物6(47.0 g,0.10 mol),化合物7(24.3 g,0.12 mol),碘化亞銅(29.7 g,0.16 mol)、碳酸銫(78.2 g,0.24 mol)和DMF(500 g)在攪拌下加熱至60 ℃反應(yīng)6 h,原料反應(yīng)完全。體系過濾,往濾液中依次加入二氯甲烷(500 g)和飽和食鹽水(500 g),攪拌10 min后分層,下層有機(jī)層用飽和食鹽水(300 g×2)洗,然后蒸除溶劑。往蒸除溶劑后的殘留物中加入甲醇(500 g),同時加入氫氧化鈉(20%,40 g,0.2 mol),升溫至65 ℃攪拌3 h。停止反應(yīng),攪拌下滴加冰醋酸調(diào)pH至5~6。降溫至0 ℃,保溫?cái)嚢? h后過濾,濾餅40 ℃減壓(-0.09 MPa)烘6 h得到淡黃色固體化合物8(48.7 g, 82.5%)。純度:98.9%,Mp.206.7 ℃(文獻(xiàn)[10]:208.6 ℃)。由HPLC面積歸一化法表征:色譜柱Kromasil-C18 (4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相A:0.15%三氟乙酸,B:乙腈,梯度洗脫(0~5 min: A 60%, 5~10 min: A 60%~20%, 10~14 min: A 20%,14~14.1 min: A 20%~60%, 14.1~25 min: A 60%);柱溫:室溫;檢測波長254 nm;流速1.0 ml/min。1HNMR (DMSO-d6): δ 0.94 (s, 6H), 1.12(t, J=6.2 Hz, 2H), 1.98(s, br, 2H), 2.20 (m, 6H), 2.74 (s, br, 2H), 3.13 (m, 4H), 6.36(d, J=1.8 Hz, 2H), 6.72 (dd, J=8.6, 2.4 Hz, 1H), 7.06 (m, J=7.7,2H), 7.36 (m, J=7.6,2H), 7.40 (d, J=2.4 Hz, 1H), 7.46(t, J=5.6 Hz, 1H), 7.74(d, J=8.8 Hz, 1H), 7.98 (d, J=2.5 Hz, 1H), 11.6 (s, 1H), 12.1(s,1H); MS(m/z):571[M+H]+。
將化合物9(20.3 g,0.064 mol),4-二甲氨基吡啶(DMAP,15.8 g,0.13 mol),二環(huán)己基碳二亞胺(DCC,22.7 g,0.11 mol)投入到二氯甲烷(650 g)中,攪拌降溫至20 ℃。將事先準(zhǔn)備好的化合物8(37.5 g,0.064 mol)、三乙胺(23.7 g,0.23 mol)的二氯甲烷(100 g)溶液緩慢滴加到上述體系中,滴加過程中控制溫度不超過20 ℃。滴畢,35 ℃攪拌2h后往體系中加入N,N′-二甲基乙二胺(14.1 g,0.16 mol),繼續(xù)保溫?cái)嚢?0 min。加入醋酸溶液(12%,200 g),攪拌10 min后分層,有機(jī)層用碳酸氫鈉溶液(5%,200 g)洗,再用氯化鈉溶液(5%,200 g)洗,然后用無水硫酸鎂干燥,過濾,濾液蒸除溶劑后得到淡黃色固體。往固體中加入乙酸乙酯(300 g),攪拌、加熱到50 ℃后滴加甲醇,固體剛好溶清后停止滴加甲醇,降溫至0~5 ℃,并保溫?cái)嚢? h。過濾,濾餅45 ℃ 減壓(-0.09 MPa)烘8 h后得到白色固體化合物1(45.4 g,81.6%)。純度: 99.9%。由HPLC面積歸一化法表征:色譜柱Kromasil-C18 (4.6 mm×150 mm,5 μm);流動相A:0.1%膦酸,B:乙腈,梯度洗脫(0~5 min: A 60%,5~10 min: A 60%~20%, 10~14 min: A 20%, 14~14.1 min: A 20%~60%,14.1~25 min: A 60%);柱溫:室溫;檢測波長254 nm;流速1.0 ml/min]。Mp.為123.2 ℃(文獻(xiàn)[10]:122.8 ℃);1HNMR (500 MHz, DMSO-d6): δ 0.92(s, 6H), 1.27 (m, J=12.4 Hz, 2H), 1.38 (t, J=13.0 Hz, 2H), 1.61 (d, J=11.7 Hz,2H), 1.95 (s, 2H), 2.15 (s, br, 2H), 2.20 (s, 4H), 2.50 (d, J=1.6 Hz, 2H), 2.75 (s, br, 2H), 3.07 (s, 4H), 3.26 (m, J=34.7 Hz, 4H),
3.84 (m, J=14.4 Hz, 2H), 6.19 (d, J=1.8 Hz, 1H), 6.39(dd, J=4.95 Hz, 1H), 6.67 (dd, J=9.0 Hz, 1H), 7.03 (d, J=8.3 Hz,2H), 7.11(d, J=9.35 Hz, 2H), 7.33 (d, J=8.3 Hz, 2H), 7.49 (m, J=8.6 Hz, 2H), 7.54(d, J=2.3 Hz, 1H), 7.80(s, 1H), 8.04 (d, J=2.5 Hz, 1H), 8.56 (d, J=2.25 Hz, 1H), 8.56 (d, 1H), 11.35(s, 1H),11.65 (s, 1H); MS(m/z):866[M-H]-。