湯 君, 何廣衛(wèi)*, 張 強(qiáng), 劉為中, 劉 毅

(1. 合肥醫(yī)工醫(yī)藥股份有限公司,安徽 合肥 230601； 2. 安慶醫(yī)藥高等專科學(xué)校,安徽 安慶 246052)

瑞戈非尼(Regorafenib,1)化學(xué)名為4-[4-[[[4-氯-3-(三氟甲基)苯基]氨甲酰基]氨基]-3-氟苯氧基]-N-甲基吡啶-2-甲酰胺一水合物,商品名為Stivarga,是由拜耳公司研發(fā)的第一個(gè)治療轉(zhuǎn)移性結(jié)腸直腸癌的口服小分子多激酶抑制劑,于2012年9月在美國(guó)上市[1-2]。本品主要通過(guò)抑制促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)的多種酶,包括血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體(VEGFR-1、 VEGFR-2、 VEGFR-3 等),進(jìn)而阻斷腫瘤細(xì)胞增殖、抑制腫瘤血管生成作用[3-4]。

1由4-[4-[[[4-氯-3-(三氟甲基)苯基]氨基甲酰]氨基]-3-氟苯氧基]-N-甲基吡啶-2-甲酰胺(瑞戈非尼無(wú)水物,6)加水而成。6的合成路線主要有以下3條:①文獻(xiàn)[5]報(bào)道了4-氨基-3-氟苯酚(2)和N-甲基-4-氯-2-吡啶甲酰胺(3)經(jīng)親核取代得4-(4-氨基-3-氟苯氧基)-N-甲基吡啶-2-甲酰胺(4);4在CDI(N,N-羰基二咪唑)的活化下,與4-氯-3-三氟甲基苯胺縮合得6,但由于CDI對(duì)空氣敏感,對(duì)濕不穩(wěn)定,遇水極易分解,且易生成胺的自身成脲產(chǎn)物,導(dǎo)致雜質(zhì)增多,收率較低,不適合工業(yè)化生產(chǎn),路線見(jiàn)Scheme 1。②原研專利[6]報(bào)道了2和3經(jīng)親核取代得4,4再與4-氯-3-三氟甲基異氰酸苯酯(5)縮合得6,該工藝采用5替代4-氯-3-三氟甲基苯胺,由于5的活性較強(qiáng),省去了CDI活化的過(guò)程,減少了雜質(zhì)的生成[7-9],但該專利工藝仍存在如下問(wèn)題：所得4的產(chǎn)品顏色深,純度和收率偏低；在制備6時(shí),需要濃縮甲苯后再使用低沸點(diǎn)溶劑乙醚處理,操作復(fù)雜且安全性低,路線見(jiàn)Scheme 2。③原研專利[10]和文獻(xiàn)[11]報(bào)道了先將2與4-甲基-2-戊酮反應(yīng)生成亞胺類(lèi)中間體,增強(qiáng)了氧原子的親核性,再與3反應(yīng)后于酸性條件下脫去保護(hù)基得4,最后與5縮合得6,但該方法涉及保護(hù)、脫保護(hù),反應(yīng)步驟增加,操作復(fù)雜,成本增加,不適合工業(yè)化生產(chǎn),路線見(jiàn)Scheme 3。

Scheme 1

Scheme 2

Scheme 3

Scheme 4

本研究參考原研路線(Scheme 4),對(duì)1的合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化,使1的有關(guān)物質(zhì)等各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)定,晶型與原研一致,總收率48.5%(以3計(jì)),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR、13C NMR、 MS(ESI)、元素分析確證。具體為,制備4時(shí),將反應(yīng)溫度升高至95～105 ℃后,再滴加3的N,N-二甲基乙酰胺分散液,反應(yīng)時(shí)間縮短至3 h(文獻(xiàn)[6]反應(yīng)時(shí)間16 h)；使用活性炭脫色,能明顯改善產(chǎn)品的顏色(文獻(xiàn)[6]所得產(chǎn)品顏色較深為紅棕色)；使用無(wú)水乙醇重結(jié)晶,可明顯降低4的有關(guān)物質(zhì),純度提高至99.05%,而重復(fù)文獻(xiàn)[6]制得4不經(jīng)純化直接用于后續(xù)反應(yīng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示制得6和1的純度均較低。制備6時(shí),使用二氯甲烷作溶劑,反應(yīng)畢直接過(guò)濾即可,避免文獻(xiàn)中濃縮甲苯再用乙醚處理的工藝,大大簡(jiǎn)化了操作。制備1時(shí),文獻(xiàn)采用先將6成鹽再中和的方法,但需要將乙酰氯滴入到甲醇溶液中或使用氯化氫的甲醇溶液成鹽酸鹽后,再于50 ℃下使用氫氧化鈉溶液中和,操作復(fù)雜,且容易引入雜質(zhì),兩步收率62.6%,本研究開(kāi)發(fā)了將6溶于丙酮中再滴加水后程序降溫析晶的工藝,操作簡(jiǎn)捷,適合放大,提高了收率,兩步收率75.5%。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

WRS-1A型數(shù)字熔點(diǎn)儀；Bruker Am-500 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo))；NEXUS 870FT紅外光譜儀；GCT型氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜連用儀；Elementar Vario Micro型元素分析儀；Shimadzu AT20型高效液相色譜儀；Pyris1 TGA型熱重分析儀；X’TRA型X-射線衍射儀。

化合物2,工業(yè)級(jí),蘇州蓋德精細(xì)材料有限公司；化合物3,工業(yè)級(jí),北京華威銳科化工有限公司；化合物5,工業(yè)級(jí),北京華威銳科化工有限公司；丙酮,工業(yè)級(jí),無(wú)錫市展望化工試劑有限公司；其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1) 4-(4-氨基-3-氟苯氧基)-N-甲基吡啶-2-甲酰胺(4)的合成

氮?dú)獗Ｗo(hù)下,向50 L反應(yīng)釜中加入N,N-二甲基乙酰胺7.78 kg,攪拌下加入叔丁醇鉀2.19 kg(19.53 mol),控溫0～10 ℃攪拌20 min。向反應(yīng)液中滴加22.50 kg(19.68 mol,N,N-二甲基乙酰胺7.78 kg分散),滴畢,升至20～30 ℃繼續(xù)攪拌0.5 h。然后升溫至95～105 ℃,滴加32.55 kg(15.02 mol,N,N-二甲基乙酰胺2.96 kg分散),滴畢,控溫 95～105 ℃反應(yīng)2 h(HPLC檢測(cè))。反應(yīng)畢,降溫至20～30 ℃,過(guò)濾,濾液減壓濃縮至粘稠。向100 L反應(yīng)釜中加入乙酸乙酯17.95 kg,攪拌下將黏稠物加入到反應(yīng)釜中,加水(3×40.00 kg)洗滌,分液,收集有機(jī)層,加入無(wú)水硫酸鈉2.67 kg干燥12 h,過(guò)濾,適量乙酸乙酯洗滌濾餅。將濾液轉(zhuǎn)移至30 L反應(yīng)釜中,升溫至75～85 ℃,加入活性炭0.24 kg,攪拌1 h,趁熱過(guò)濾,用適量乙酸乙酯洗滌濾餅,濾液減壓濃縮至粘稠得4粗品。向10 L反應(yīng)瓶中加入無(wú)水乙醇5.52 kg,攪拌下加入4粗品,回流1 h,然后降溫至0～10 ℃,過(guò)濾,濾餅用適量冷無(wú)水乙醇(0～10 ℃)洗滌后于38～42 ℃真空干燥4 h得4精品3.14 kg,收率80.2%, HPLC純度99.05%, m.p. 140～142 ℃(140.5～141.2 ℃[10])。

(2) 4-[4-[[[4-氯-3-(三氟甲基)苯基]氨基甲?；鵠氨基]-3-氟苯氧基]-N-甲基吡啶-2-甲酰胺(6)的合成

氮?dú)獗Ｗo(hù)下,向100 L反應(yīng)釜中加入二氯甲烷40.33 kg,攪拌下加入42.01 kg(7.70 mol),控溫20～30 ℃,繼續(xù)攪拌10 min。向反應(yīng)液中滴加52.21 kg(10.01 mol,二氯甲烷14.88 kg溶解),滴畢,控溫20～30 ℃反應(yīng)20 h(HPLC檢測(cè))。反應(yīng)畢,過(guò)濾,濾餅于28～32 ℃真空干燥4 h得6粗品2.97 kg。向100 L反應(yīng)釜中加入丙酮42.41 kg和6粗品,升溫至55～65 ℃,待物料溶解后,滴加水15.76 kg,滴畢,保溫?cái)嚢? h。然后降溫至50 ℃,加入晶種,進(jìn)一步降溫至30～40 ℃析出,最后降溫至0～10 ℃,過(guò)濾,濾餅于58～62 ℃真空干燥4 h得6精品2.71 kg,收率73.0%,HPLC純度99.62%,m.p. 207～208 ℃(208.0～208.9 ℃[12])。

(3) 瑞戈非尼(1)的合成

向50 L反應(yīng)釜中加入丙酮29.49 kg和6精品1.68 kg,升溫至55～65 ℃,待物料溶解后,滴加水13.44 kg,滴畢,保溫?cái)嚢? h。然后降溫至50 ℃,加入晶種,進(jìn)一步降溫至30～40 ℃析出,最后降溫至0～10 ℃,過(guò)濾,濾餅于48～52 ℃真空干燥4 h得白色固體11.45 kg,收率82.7%,卡爾費(fèi)休法測(cè)得水分為3.61%(理論水分3.59%),HPLC純度99.86%；熱重分析(TGA)：約150 ℃失重3.389%(3.6%[13])；1H NMR(400 MHz, DMSO-d6)d: 9.49(s, 1H), 8.78～8.76(m, 1H), 8.73(s, 1H), 8.51(d,J=5.6 Hz, 1H), 8.18(t,J=9.2 Hz, 1H), 8.11(s, 1H), 7.62～7.57(m, 2H), 7.44(d,J=2.5 Hz, 1H), 7.23(dd,J=2.6 Hz, 11.5 Hz, 1H), 7.15(dd,J=2.6Hz, 5.6 Hz, 1H), 7.05～7.04(m, 1H), 2.81(d,J=4.8 Hz, 3H);13C NMR(100 MHz, DMSO-d6)d: 165.91, 164.19, 154.08, 152.97, 152.57, 152.13, 150.85, 148.50, 139.43, 132.45, 127.28, 125.40, 123.19, 122.81, 122.13, 117.44, 117.02, 114.44, 109.41, 26.42; MS(ESI)m/z: 483.1{[M+H]+}; Anal. calcd for C21H17N4O4ClF4: C 50.33, H 3.42, N 11.18, found C 50.30, H 3.59, N 11.10。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成4的反應(yīng)條件優(yōu)化

(1) 反應(yīng)溶劑

文獻(xiàn)[5]報(bào)道的反應(yīng)溶劑為N,N-二甲基乙酰胺,進(jìn)一步考察不同的反應(yīng)溶劑對(duì)反應(yīng)的影響,結(jié)果顯示,N,N-二甲基甲酰胺作為反應(yīng)溶劑,3剩余10.17%未反應(yīng)完全；采用N-甲基吡咯烷酮作為反應(yīng)溶劑,3反應(yīng)完全,但其沸點(diǎn)太高后處理難以蒸除,工藝操作難度大；而采用N,N-二甲基乙酰胺作為反應(yīng)溶劑,3反應(yīng)完全,因此反應(yīng)溶劑優(yōu)選N,N-二甲基乙酰胺。

(2) 反應(yīng)溫度

文獻(xiàn)[5]報(bào)道的反應(yīng)溫度為100 ℃,進(jìn)一步考察不同的反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)的影響,結(jié)果顯示,75～85 ℃時(shí),反應(yīng)溫度過(guò)低,3未反應(yīng)完全,產(chǎn)品有關(guān)物質(zhì)大,收率低；采用95～105 ℃和115～125 ℃時(shí),3均反應(yīng)完全,產(chǎn)品有關(guān)物質(zhì)基本一致,但95～105 ℃所得產(chǎn)品的收率略高,因此反應(yīng)溫度優(yōu)選95～105 ℃,具體結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 反應(yīng)溫度對(duì)4有關(guān)物質(zhì)和收率的影響Table 1 Effect of reaction temperature on related substances and yield of 4

(3) 投料比

文獻(xiàn)[5]報(bào)道的叔丁醇鉀/2/3(摩爾比)為1.30/1.30/1,進(jìn)一步考察不同的投料比對(duì)反應(yīng)的影響,結(jié)果顯示,減少叔丁醇鉀和2的用量,所得產(chǎn)品的有關(guān)物質(zhì)明顯增大,收率偏低；當(dāng)按照文獻(xiàn)的投料比時(shí),所得產(chǎn)品的有關(guān)物質(zhì)為2.57%,收率為71.3%；進(jìn)一步增加叔丁醇鉀和2的用量,所得產(chǎn)品的有關(guān)物質(zhì)未見(jiàn)明顯提高,收率反而降低,因此投料比優(yōu)選叔丁醇鉀/2/3(摩爾比)為1.30/1.30/1,具體結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 投料比對(duì)4有關(guān)物質(zhì)和收率的影響Table 2 Effect of the ratio on related substances and yield of 4

(4) 重結(jié)晶

文獻(xiàn)[5]報(bào)道的重結(jié)晶溶劑為無(wú)水乙醇,進(jìn)一步考察溶劑種類(lèi)、溶劑用量以及析晶溫度對(duì)產(chǎn)品有關(guān)物質(zhì)和收率的影響,結(jié)果顯示,無(wú)水乙醇所得產(chǎn)品的收率最高,而無(wú)水甲醇、異丙醇和乙酸乙酯重結(jié)晶所得產(chǎn)品的收率均較低,4種溶劑對(duì)產(chǎn)品的有關(guān)物質(zhì)影響均不大,因此優(yōu)選無(wú)水乙醇作為重結(jié)晶溶劑；當(dāng)無(wú)水乙醇和4粗品的體積質(zhì)量比為2/1和3/1時(shí),所得產(chǎn)品的收率相當(dāng),但無(wú)水乙醇和4粗品的體積質(zhì)量比為3/1時(shí),產(chǎn)品的有關(guān)物質(zhì)較小,進(jìn)一步增加無(wú)水乙醇用量,產(chǎn)品有關(guān)物質(zhì)雖有降低趨勢(shì),但收率偏低,因此無(wú)水乙醇的體積優(yōu)選4粗品質(zhì)量的3倍；析晶溫度對(duì)產(chǎn)品的有關(guān)物質(zhì)影響不大,0～10 ℃時(shí)所得產(chǎn)品的收率最高,因此析晶溫度優(yōu)選0～10 ℃，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 重結(jié)晶對(duì)4有關(guān)物質(zhì)和收率的影響Table 3 Effect of the recrystallization on related substances and yield of 4

2.2 合成6的反應(yīng)條件優(yōu)化

采用6粗品制備1時(shí),所得1的有關(guān)物質(zhì)為0.90%,有關(guān)物質(zhì)偏大,單雜超過(guò)0.1%,不符合ICH要求,因此有必要對(duì)6粗品進(jìn)行重結(jié)晶,進(jìn)一步提高純度?？疾炝吮?、無(wú)水甲醇、無(wú)水乙醇、異丙醇對(duì)產(chǎn)品有關(guān)物質(zhì)和收率的影響,結(jié)果顯示,4種溶劑所得產(chǎn)品的收率均較低,且無(wú)水乙醇和異丙醇所得產(chǎn)品的有關(guān)物質(zhì)偏大,鑒于1的制備采用的是丙酮/水的結(jié)晶工藝,所得1的有關(guān)物質(zhì)和收率均較佳,故考慮采用丙酮/水對(duì)6粗品進(jìn)行純化,結(jié)果所得產(chǎn)品的有關(guān)物質(zhì)為0.60%,收率為75.0%,因此重結(jié)晶溶劑優(yōu)選丙酮/水。進(jìn)一步考察水和6粗品的質(zhì)量比,結(jié)果：水的用量對(duì)產(chǎn)品的有關(guān)物質(zhì)和收率影響很大,結(jié)合數(shù)據(jù)優(yōu)選水的質(zhì)量是6粗品質(zhì)量的8倍；析晶溫度對(duì)產(chǎn)品的有關(guān)物質(zhì)影響不大,0～10 ℃時(shí)所得產(chǎn)品的收率最高,因此析晶溫度優(yōu)選0～10 ℃,結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 6的重結(jié)晶條件優(yōu)化Table 4 Optimization of the recrystallization conditions of 6

2.3 合成1的反應(yīng)條件優(yōu)化

(1) 重結(jié)晶

在制備瑞戈非尼時(shí),原研專利[13]在實(shí)施例中公開(kāi)了使用丙酮溶解6后過(guò)濾,濾液加水至濾液的1/4直至得到沉淀,干燥后得一水合物的工藝。原研專利[10]公開(kāi)了以丙酮水為溶劑,分次加水程序降溫析晶制得一水合物的工藝。綜合上述專利,對(duì)丙酮/水的重結(jié)晶工藝進(jìn)行研究,考察了水和6的質(zhì)量比,結(jié)果顯示,水的用量對(duì)1的有關(guān)物質(zhì)和收率均有影響,當(dāng)水/6的質(zhì)量比為9/1時(shí),收率最高,但有關(guān)物質(zhì)大,結(jié)合數(shù)據(jù)優(yōu)選水的質(zhì)量是6粗品的8倍；同時(shí)考察了攪拌速率、降溫速率和析晶溫度對(duì)1有關(guān)物質(zhì)和收率的影響,結(jié)果顯示,攪拌速率為120 r/min時(shí),水分不合格；降溫速率為15 ℃/h時(shí),水分不合格；析晶溫度為0～10 ℃時(shí),收率最高,且水分和有關(guān)物質(zhì)符合要求,因此攪拌速率優(yōu)選60 r/min,降溫速率優(yōu)選10 ℃/h,析晶溫度優(yōu)選0～10 ℃,具體結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 1的重結(jié)晶條件優(yōu)化Table 5 Optimization of the recrystallization conditions of 1

(2) 干燥條件

在制備1時(shí),原研專利[13]在實(shí)施例中公開(kāi)了在室溫條件下干燥的工藝。原研專利[10]中公開(kāi)了一水合物于90 ℃下減壓干燥(21 mbar)3 h可得無(wú)水物。對(duì)1的干燥溫度進(jìn)行了考察,發(fā)現(xiàn)38～42 ℃干燥2～4 h,水分大于3.8%； 58～62 ℃干燥2～4 h,水分小于3.4%；而48～52 ℃干燥3～4 h,水分符合要求,有關(guān)物質(zhì)基本不變,因此干燥溫度優(yōu)選48～52 ℃,具體結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 1的干燥條件優(yōu)化Table 6 Optimization of the dry conditions of 1

2.4 自研品1的晶型

對(duì)自研品1的晶型進(jìn)行了研究,按本工藝所得1的晶型經(jīng)粉末XRD、紅外光譜測(cè)定與原研專利報(bào)道的晶型一致,進(jìn)一步對(duì)自研品在留樣過(guò)程中進(jìn)行了穩(wěn)定性考察(粉末XRD測(cè)定),結(jié)果顯示自研品在留樣過(guò)程中晶型保持一致,具體晶型數(shù)據(jù)見(jiàn)表7。

表7 1的晶型數(shù)據(jù)Table 7 Crystalline form datas of 1

對(duì)瑞戈非尼合成工藝進(jìn)行了研究,并按照優(yōu)化后的工藝進(jìn)行了公斤級(jí)規(guī)模的放大。結(jié)果表明,該路線工藝穩(wěn)定,操作簡(jiǎn)便,產(chǎn)品總收率48.5%(以3計(jì))、純度99.86%,晶型與原研一致,適合工業(yè)化生產(chǎn)。