一種改進的HSP90抑制劑Ganetespib的製備方法與流程
2023-12-09 15:59:36
本發明公開了一種改進的hsp90抑制劑ganetespib的製備方法，屬於醫藥化工技術領域。
背景技術：
熱休克蛋白是哺乳動物細胞中含量最多的蛋白質之一，是一個具有大量成員的蛋白質家族，按照分子量進行分類分成：hsp110，hsp90，hsp70，hsp60，泛素；其中最重要的是hsp90。hsp90在細胞中主要起到分子伴侶的作用，對客戶蛋白起裝配、轉運、摺疊和降解的作用，這些客戶蛋白中有不少是與細胞生長或者信號傳導息息相關的，是致癌基因的表達產物，還有不少是臨床確定的抗腫瘤作用靶點，因此抑制hsp90可以從多環節多途徑影響癌細胞生長和存活。經過研究表明，人類細胞中的hsp90主要分為四種亞型：hsp90α、hsp90β、grp94、trap。前兩種位於細胞質內，grp94位於內質網內，trap位於線粒體基質內。它們的作用機制基本類似，但是由於所處位置的不同，它們各自的受體蛋白也不一樣，發揮的功能也不盡相同。細胞質中，hsp90主要以同源二聚體(αα、ββ)的形式存在，並且，根據研究表明，在腫瘤細胞中，hsp90α的表達會升高，而hsp90β的表達幾乎不變。
hsp90的結構亞型有三個功能區——(1)保守的n末端結合域；(2)中間結構域；(3)含有四氯肽重複結合基序的c末端具體化域。這三個結構域彼此之間有著很重要的相互作用，其中n末端結構域有著獨特的疏水結構域，具有一個adp/atp結合位點，這個結合位點有著特異性的β轉角摺疊，可與拓撲異構酶、組氨酸激酶、細菌消旋酶結合，形成一個新的核苷酸的結合域，與hsp90的伴侶功能關係密切。c末端也可以與多肽形成複合物，而hsp90的中間域無法與其他多肽或者胺基酸形成複合物。
hsp90在細胞中起到一個分子伴侶的功能，具有atp依賴性。當atp與hsp90的n末端的atp結合位點結合之後，hsp90的構象發生改變，形成由hsp90、客戶蛋白和atp結合在一起的複合物，客戶蛋白在這種狀態下處於比較穩定的狀態，並且可以正常發揮功能，對刺激做出應答。並且，atp水解成adp之後，會引起hsp90構象發生變化，hsp90複合物釋放出客戶蛋白，經過泛素化-蛋白酶體途徑進行降解。hsp90的客戶蛋白有100多種，其中有很多蛋白跟細胞的生長和分化息息相關，包括bcrpabl融合基因、腫瘤細胞轉移的信號傳導分子如表皮生長因子-2、survivin、c2raf、蛋白激酶b、polp樣激酶-1、周期蛋白依賴性激酶-4、突變p53、類固醇激素受體、缺氧誘導因子-1和端粒末端轉移酶端粒酶反轉錄酶等，hsp90具有保持這些客戶蛋白構象的功能。抑制hsp90即可使得這些蛋白通過泛素化被降解，與此同時，還可以下調多種hsp90下遊蛋白，調節多種細胞信號傳導通路，抑制腫瘤生長和轉移。
臨床研究表明，在腫瘤細胞中，hsp90處於活化態，因為腫瘤細胞中hsp90的客戶蛋白被過分表達，引起hsp90的活性比起在正常細胞中高出很多，這也使得hsp90成為一個很有研究前景的抗腫瘤藥物靶點。
目前的hsp90抑制劑被分為三類：(1)n末端抑制劑；(2)c末端抑制劑；(3)中間域抑制劑。其中又以n末端抑制劑研究最多最深入。目前進入過臨床研究的n末端抑制劑主有格爾德黴素類及其衍生物和根赤殼菌素類及其衍生物。ganetespib是根赤殼菌素的衍生物，屬於第二代hsp90抑制劑。
ganetespib是synta製藥公司研發的新藥，為口服的小分子hsp90抑制劑，是根赤殼菌素的衍生物，是一種三氮唑類化合物，目前已經進入了臨床三期，用於治療非小細胞肺癌、血癌(急性白血病)。和第一類hsp90抑制劑——格爾德黴素及其衍生物相比，它的毒副作用大大降低(格爾德黴素具有很嚴重的肝毒性，影響了它的臨床使用)，並且大大提高了它與hsp90的結合親和力，其化學名稱是5-[2,4二羥基-5-(1-甲基乙基)苯基]-2,4-二氫-4-(1-甲基-1h-吲哚-5-基)-3h-1,2,4-三唑-3-酮。
技術實現要素：
發明目的：針對上述技術問題，本發明提供了一種改進的hsp90抑制劑ganetespib的製備方法。
技術方案：本發明提供了一種改進的hsp90抑制劑ganetespib的製備方法，其特徵在於，反應過程如下所示：
c6所示化合物即為所述hsp90抑制劑ganetespib。
所述a1製備a2的方法為：將5-硝基吲哚溶於有機溶劑中，緩慢滴加nah的四氫呋喃懸濁液，室溫反應1-3h，然後加入碘甲烷，室溫攪拌過夜反應，得到a2。
所述a2製備a3的方法為：將a2溶於有機溶劑，在pd/c催化作用下和h2反應，得到化合物a3。
所述c1製備c2的過程中，用hcl進行酸化時，hcl溶液的濃度為0.06-0.1mol/l。
所述c2製備c3的過程中，苄基化所使用的試劑為溴苄bnbr。
所述c5製備c6的過程中，去苄基所使用的溶劑為甲醇。
更具體的製備方法如下反應過程所示：
(1)將5-硝基吲哚溶於有機溶劑中，緩慢滴加nah的四氫呋喃懸濁液，室溫反應一小時，然後加入碘甲烷，室溫攪拌過夜反應，得到a2；
(2)將a2溶於有機溶劑，在pd/c催化作用下和h2反應，得到化合物a3；
(3)0℃下將氯甲酸苯酯溶於有機溶劑，緩慢滴加a3和三乙胺，得到化合物a4；
(4)將a4溶於有機溶劑，加入水合肼，100℃下反應3h，得到化合物a5；
(5)0℃將三氯氧磷緩慢滴加進有機溶劑，再緩慢加入c1，隨後室溫反應1h，升溫至50℃反應1h，冷卻，將混合物加入到naoh溶液中，升溫至75℃反應15min，隨後加入酸進行酸化，得到固體沉澱，為化合物c2；
(6)將c2和酚羥基保護化合物溶於有機溶劑，加入k2co3，100℃下反應得到c3；
(7)將c3溶於有機溶劑，加入乙酸，加入a5，隨後80℃下反應1h，過濾得到沉澱，為化合物c4；
(8)將c4溶於有機溶劑，加入k3fe(cn)6和naoh，80℃下催化反應8h，過濾掉沉澱，得到c5；
(9)將c5溶於有機溶劑，在pd/c催化作用下和h2室溫反應5h得到c6；
在步驟1中，所述有機溶劑選自n,n-二甲基甲醯胺、n,n-二乙基甲醯胺和四氫呋喃中的一種或者幾種。
在步驟2中，所述有機溶劑選自甲醇、乙醇、乙酸乙酯、四氫呋喃、甲基叔丁基醚、乙醚中的一種或者幾種。
在步驟2中，反應溫度為30℃到60℃。
在步驟3中，所述有機溶劑選自二氯甲烷、二氯乙烷、乙酸乙酯、乙腈中的一種或者幾種。
在步驟4中，所述有機溶劑選自苯、二甲苯、1,4-二氧六環、甲基叔丁基醚、乙醚中的一種或者幾種。
在步驟5中，所述有機溶劑為n,n-二甲基甲醯胺。
在步驟5中，所用的酸為鹽酸、乙酸、硫酸中的一種或者幾種，優選濃度為0.06-0.1mol/l的鹽酸。
在步驟5中，酸化應在0℃下進行，並攪拌足夠長時間。
在步驟6中，所述有機溶劑為乙腈、n,n-二甲基甲醯胺、苯、甲苯、1,4-二氧六環、二氯甲烷中的一種或者幾種。
在步驟6中，選用的酚羥基保護化合物為氯化苄、溴化苄中的其中一種，優選溴化苄。
在步驟7中，所述有機溶劑為乙醇、甲醇、二氯甲烷、甲苯、二甲基甲醯胺中的一種或是幾種。
在步驟8中，所述有機溶劑為乙醇、甲醇、二甲基甲醯胺、二氯甲烷、甲苯、二甲基亞碸中的一種或者幾種。
在步驟9中，所述有機溶劑為甲醇、乙醇、二甲基甲醯胺、四氫呋喃、乙醚、甲基叔丁基醚、二甲基亞碸中的一種或是幾種，優選甲醇。
技術效果：相對於現有技術，本發明具有以下技術優勢：
1、本發明將原料由1-甲基-5-氨基吲哚換成了5-硝基吲哚，並由5-硝基吲哚製取1-甲基-5-氨基吲哚，相當於延長了路線。由於1-甲基-5-氨基吲哚價格較貴，並且本身的形狀是黑色的油狀物，不易保存，宜現制現用。路線分為兩步，第一步是上甲基，第二步是硝基的還原氨化，這兩步經過多次實驗，可以達到95％以上的產率，尤其是第一步，產率高達100％，大大降低了成本；
2、由c1製取c2的過程中，現有技術中最後一步需要用濃度1mol/l左右的hcl進行酸化，但是本發明採用0.1mol/l以下的hcl溶液，最佳濃度在0.08mol/l左右，此時產率達到95％左右，大大提高了產率，降低了成本；
3、由c2製取c3的過程中，本發明將原料由原來的氯苄換成了溴苄，相比之下溴苄的毒性更小，並且活性相對於氯苄更高，能夠更有效保護酚羥基，提高產率；
4、最後一步去苄基的反應中，將現有技術中常用的溶劑四氫呋喃換成了甲醇，發現產率大大提高，且有效降低毒性。
具體實施方式
下面結合具體實例，進一步闡明本發明，應理解這些實例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍，在閱讀了本發明之後，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定的範圍。
實施例1
(1)製備化合物a2
將a1(10.0g，61.7mmol)溶於100mln,n-二甲基甲醯胺中，緩緩滴加nah(2.7g，112.5mmol)的四氫呋喃懸濁液，室溫條件下反應1小時，加入4.3ml碘甲烷，室溫下攪拌反應過夜，反應結束後，先用1l飽和氯化銨溶液洗滌，用500ml乙酸乙酯萃取得到有機層，然後依次用400ml5％的氯化鋰溶液、1l水和1l鹽水洗滌，有機層加入無水硫酸鎂，乾燥過夜，除去溶劑，得到10.9ga2，這一步產率100％，可以完全轉化為目標產物；
(2)製備化合物a3
將a2(1.0g，5.7mmol)溶於乙醇，在50℃下用pd/c催化和h2反應5小時，過濾掉催化劑，除去溶劑得到0.85ga3，這一步產率為95.5％，無需進一步純化；
目標化合物a3的hnmr的數據如下
h-nmr(300mhz，dmso-d6)δ：
6.24(s,1h),6.22(d,j＝1.86,1h),5.81(d,j＝1.14,1h),5.65(dd,j1＝1.2,j2＝1.2,1h),5.24(d,j＝1.71,1h),3.59(s,2h),2.81(s,3h)；
(3)製備化合物a4
將氯甲酸苯酯(1.56g，10mmol)溶於4ml二氯甲烷，在0℃下往溶液裡緩慢滴加a3(1.46g，10mmol)的二氯甲烷(4ml)溶液，一邊加一邊攪拌，加完後0℃反應10分鐘，再緩慢滴加加入三乙胺(1.64ml，12.5mmol)的二氯甲烷(2ml)溶液，反應15分鐘，反應完成後，加入50ml水和50ml二氯甲烷，萃取兩到三遍，向有機層加入無水硫酸鎂乾燥，後除去溶劑，得到2.55ga4，這一步產率95.9％，但是需要經過柱層析純化，得到白色固體；
(4)製備化合物a5
將a4(2.0g，7.5mmol)溶於10ml1,4-二氧六環，加入水合肼(1.9ml，37.5mmol)，102℃下反應3到4個小時，點板確認反應完成，除去溶劑，冷卻有固體析出，得到1.65ga5，這一步產率為96.5％，無需柱層析純化；
(5)製備化合物c2
0℃下將3.49ml(37.5mmol)pocl3緩慢滴加到7.88dmf中，然後將2.28g(15mmol)c1溶於2.5mldmf中，緩慢滴加到混合液中，隨後室溫反應1h，隨後50℃下反應1h，冷卻至室溫，加入14％的naoh(7g，50ml)溶液，攪拌，得到紅色溶液，再將反應溫度升高至75℃，反應15min，隨後冷卻至室溫，在0℃下用0.08mol/l稀鹽酸溶液酸化，至ph2-3，溶液變為黃色，繼續攪拌1h左右，有大量棕褐色固體析出，過濾得到固體2.68g，為目標產物c2，產率99％。
1h-nmr(300mhz，dmso-d6)δ：
9.91(s,1h),7.43(s,1h),6.38(s,1h),3.07(m,1h),1.14(d,j＝6.9,6h)
(6)製備化合物c3
將1.8g(1mmol)c2溶於10ml乙腈，加入1.1g(8mmol)k2co3，加入0.43g(2.5mmol)溴苄，回流反應1.5h，冷卻，過濾除去濾渣，得到淡黃色溶液，通過矽膠柱層析法(石油醚：乙酸乙酯＝8:1)進行分離，得到淡黃色固體3.52g，為目標產物c3，產率98％
1h-nmr(300mhz，dmso-d6)δ：
11.07(s,1h),7.63(s,1h),7.47(s,4h),7.42(s,2h),7.37(s,2h),7.35(s,2h),6.92(s,1h),5.25(s,4h),3.22(m,1h),1.16(d,j＝6.81,6h)
(7)製備化合物c4
將1g(3mmol)c3溶於10ml乙醇，加入0.1ml冰醋酸，室溫攪拌下向溶液中緩緩加入0.61g(3mmol)a5，隨後將反應移至80℃油浴反應1小時，如果過程中攪拌有困難，需要繼續加入溶劑，反應結束後過濾得到白色固體為所需要的產物，用乙醇和甲基叔丁基醚洗滌，得到1.16gc4，這一步產率為70.9％；
(8)製備化合物c5
將2g(3.7mmol)c4溶於10ml乙醇，形成懸濁液，加入3.65g(11.1mmol)k3fe(cn)6和0.74g(18.5mmol)naoh，100℃下回流反應8小時，tlc監測反應已完成，過濾掉無機物殘渣，除去溶劑，柱層析純化，得到1.89gc5，產率在95％左右。
(9)製備化合物c6
將0.55g(1mmol)c5溶於10ml甲醇，加入0.05gpd/c，在室溫和h2氛圍中反應3h，用矽膠柱層析法進行提純，得到白色固體0.36g，為目標產物c6，產率99％。
1h-nmr(300mhz，dmso-d6)δ:
11.82(s,1h),9.48(s,1h),9.40(s,1h),7.41(d,j＝3.96,2h),7.37(d,j＝1.77,1h),6.94-6.92(m,1h),6.75(s,1h),6.41(d,j＝1.59,1h),6.21(s,1h),3.78(s,3h),2.94-2.88(m,1h),0.86(d,j＝4.11,6h)；
對比例1：
按照現有技術，即參照實施例1方法，去掉步驟1和2，直接用化合物a3(1-甲基-5-氨基吲哚)進行後續反應，且c1製備c2的過程中，用濃度1mol/l的hcl進行酸化，；由c2製取c3的過程中，用氯苄保護酚羥基；最後一步去苄基的反應中，溶劑選擇常用的四氫呋喃，其他方法均相同，最終結果可得，目標產物c6的產率僅為82.5％。
對比例2：
參照對比例1方法，不同之處僅在於如下：c1製備c2的過程中，用濃度0.08mol/l的hcl進行酸化，最終結果可得，目標產物c6的產率僅為85.4％。
對比例3：
參照對比例1方法，不同之處僅在於如下：由c2製取c3的過程中，用溴苄保護酚羥基，最終結果可得，目標產物c6的產率僅為85.8％。
對比例4：
參照對比例1方法，不同之處僅在於如下：c1製備c2的過程中，用濃度0.08mol/l的hcl進行酸化，由c2製取c3的過程中，用溴苄保護酚羥基，最終結果可得，目標產物c6的產率為95.2％。
由上述對比例可以看出，在現有技術的基礎上，僅在c1製備c2的過程中，用濃度0.08mol/l的hcl進行酸化，或者僅在c2製取c3的過程中，用溴苄保護酚羥基，最終所得目標產物c6的產率僅有限提高，幾乎可以忽略；而同時改變上述兩個條件，則目標產物c6的產率大大提高，表明上述兩個條件具有協同作用，缺一不可，對於本發明改進具有實質性影響。