一種抗腫瘤藥物AZD9291的製備方法與流程
2023-12-11 22:44:22 2
本發明屬於醫藥化工領域，具體涉及一種抗腫瘤藥物azd9291的製備方法。
背景技術：
肺癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一，已成為我國城市人口惡性腫瘤死亡原因的第1位。非小細胞型肺癌包括鱗狀細胞癌(鱗癌)、腺癌、大細胞癌，與小細胞癌相比其癌細胞生長分裂較慢，擴散轉移相對較晚。非小細胞肺癌約佔所有肺癌的80％，約75％的患者發現時已處於中晚期，5年生存率很低。近年來，針對致癌的基因突變，有許多靶向性新藥不斷問世。與傳統的化學療法相比，靶向性藥物主要影響帶有相應突變的癌細胞，毒副性較低，有效率升高。文獻研究表明，非小細胞肺癌中有一類是由於表皮細胞生長素受體(egfr)突變所導致。
azd9291(osimertinib)，中文名稱：邁瑞替尼，化學名稱：n-[2-[[2-(二甲基氨基)乙基]甲基氨基]-4-甲氧基-5-[[4-(1-甲基-1h-吲哚-3-基)-2-嘧啶基]氨基]苯基]-2-丙烯醯胺；分子式c28h33n7o2·ch4o3s，結構式如下。它是由英國阿斯利康公司研發，於2015年11月13日在美國上市，商品名tagasso，用於治療表皮生長因子受體(egfr)t790m突變的晚期非小細胞肺癌患者。
與眾多同類針對egfr突變的競爭藥相比，azd9291具有一個突出優勢，它不僅能抑制致癌的egfr突變，而且能持續抑制抗藥性的egfr突變。其他的egfr抑制劑，比如gefitinib(阿斯利康)以及erlotinib(基因泰克genentech和羅氏製藥roche)，也能夠靶向性的抑制具有egfr突變的癌細胞生長，但這些藥物都只能短暫見效，癌細胞通常會發展出抗藥性的突變。在多於60％的病例中，egfr突變型非小細胞肺癌的抗藥性突變發生在egfr序列中的第790位點，由原來的蘇氨酸變成甲氨酸(t790m)。這一突變可以有效阻撓一般的egfr抑制劑與egfr作用，從而達到癌細胞抗藥的目的。但azd9291不會受egfr突變的幹擾，會持續抑制癌細胞生長，因此特別適用於其他egfr突變抑制劑治療失敗的中晚期病人。
目前azd9291的合成路線主要包括以下三種：
合成路線1：wo2013014448專利公開了azd9291的合成方法，反應方程式如下：
該合成路線中採用鐵胺還原產生大量鐵泥固體廢棄物，引入丙烯醯基採用丙烯醯氯或是3-氯丙醯氯，中間體n-(2-二甲基氨基-乙基)-2-甲氧基-n-甲基-n-[4-(1-甲基-1h-吲哚-3-基)-嘧啶-2-基]-5-氨基-苯-1，4-二胺多個位點會發生反應，副產物較多，較難純化。
合成路線2：cn104817541a專利公開了另外一種azd9291合成方法，反應方程式如下：
該路線引入了保護基團保護氨基，增加了反應步驟，也增加了azd9291工業化生產成本。
合成路線3：cn104910049a公開了另外一種合成方法，反應方程式如下：
該合成路線較長，總收率較低，不適於工業化生產。
技術實現要素：
本發明的目的是為了克服上述現有技術的不足，在專利wo2013014448的基礎上，進行了工藝優化，其中中間體2的製備過程中加入活化劑溴化亞銅；中間體3的還原由鐵胺還原法改為鈀碳催化加氫還原，azd9291的丙烯醯基引入由丙烯醯氯或3-氯丙醯氯改為丙烯酸的混酐溶液，有效的減少了固廢的產生，並提高了產品純度和收率。
本發明的技術方案是：一種抗腫瘤藥物azd9291的製備方法，其特徵是，
1)3-(2-氯-嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚(sm1)與4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯胺(sm2)進行反應得到中間體1：即n-(4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯基)-4-(1-甲基-1h-吲哚-3-基)-嘧啶-2-胺；
2)中間體1與n,n,n′-三甲基乙二胺進行反應得到中間體2，即n-(2-二甲基氨基-乙基)-2-甲氧基-n-甲基-n-[4-(1-甲基-1h-吲哚-3-基)-嘧啶-2-基]-5-硝基-苯-1,4-二胺；
3)中間體2經氫化還原反應得到中間體3，即n-(2-二甲基氨基-乙基)-2-甲氧基-n-甲基-n-[4-(1-甲基-1h-吲哚-3-基)-嘧啶-2-基]-5-氨基-苯-1,4-二胺；
4)中間體3再進一步引入丙烯醯基生成azd9291；
其特徵是，所述步驟4)為：中間體3與丙烯酸的混酐溶液進行反應得到產物azd9291。
其中，丙烯酸的混酐溶液的製備方法為：將醯氯與無機鹼加入到溶劑中，0℃～10℃攪拌狀態下加入丙烯酸，得到丙烯酸的混酐溶液。所述醯氯為特戊醯氯、對甲基苯磺醯氯、苯磺醯氯、甲磺醯氯中的至少一種。所述無機鹼為碳酸鉀、碳酸銫、碳酸鋰中的至少一種。所述溶劑為乙腈、甲基叔丁基醚、1,4-二氧六環中的至少一種。所述丙烯酸、醯氯與無機鹼的摩爾比為1:1.0～1.2:1.0～1.5。
進一步的，所述步驟2)中還加入溴化亞銅作為催化劑活化中間體1的氟，促進n,n,n′-三甲基乙二胺的親核取代反應，提高反應的速度和收率；溴化亞銅用量為中間體1重量的1.5-2.5％。
進一步的，所述步驟3)的氫化還原為鈀碳催化加氫還原，鈀碳的用量為中間體2重量的2％～10％。
本發明步驟1)中反應溶劑優選為2-戊醇、正丁醇、異丁醇和1,4-二氧六環中的一種或幾種。優選反應溫度為60℃～110℃，反應時間為2h～6h。sm1與sm2摩爾比優選為1.0:1.0～1.5。由於嘧啶環中的2-氯反應活性降低，因此加入酸作為催化劑活化嘧啶環，從而使苯胺的親核取代反應能夠進行，優選酸為甲磺酸、對甲苯磺酸、一水合對甲苯磺酸中的一種或幾種，它與sm1的摩爾比為2～2.5：1。
本發明步驟2)中反應溶劑優選為n,n-二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、n,n-二甲基乙醯胺中的一種或幾種。此步反應為親核取代反應，反應有氫氟酸生成，還需加入適量的鹼作為縛酸劑促進反應的進行，優選為無機鹼或有機鹼，無機鹼選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀中的一種或幾種；有機鹼選自三乙胺、n,n-二異丙基乙胺中的一種或幾種。中間體1、n,n,n′-三甲基乙二胺和鹼的摩爾比為1.0:1.0～1.2:1.2～2.0。優選反應溫度為90℃～110℃，反應時間為2～8h。
本發明步驟3)中反應溶劑優選為甲醇、乙醇、異丙醇中的一種或幾種。優選反應溫度為15℃～40℃，常壓下反應2h～4h。
本發明步驟4)中反應溫度為-10℃～15℃。優選的中間體3與丙烯酸的摩爾比為1：2～2.5。
本發明的最佳實施方案如下：
1)中間體1的製備
將sm1、sm2和一水對甲苯磺酸加入到異丁醇中，升溫至回流，反應4～6h，有黃色固體析出，降至室溫，過濾、洗滌、乾燥得到黃色固體中間體1；
2)中間體2的製備
將中間體1、n,n,n′-三甲基乙二胺和n,n-二異丙基乙胺加入到n,n-二甲基甲醯胺中，升溫至95～105℃反應4～6h，降至室溫，加入水析出固體，經過濾、水洗、乾燥後得中間體2；
更進一步的，上述步驟還加入溴化亞銅，反應時間2～4h，降至室溫後過濾除去溴化亞銅；
3)中間體3的製備
氮氣保護中，將中間體2和鈀碳加入到甲醇中，通入氫氣常壓反應3～5h，過濾，濾液減壓濃縮至幹，得中間體3；
4)azd9291的製備
將中間體3在0℃加入到丙烯酸的混酐溶液中進行反應；反應完全後加入水終止反應，經萃取、乾燥、濃縮，乙腈重結晶後，得到產物azd9291。
本發明的有益效果：該工藝步驟簡單，操作方便，產生的固廢少，易於工業化生產，得到的產品純度較高(高達99.8％)，總收率高(高達72％)。
附圖說明
圖1為本發明實例3製備的azd9291的1hnmr圖；
圖2為本發明實例3製備的azd9291的13cnmr圖；
圖3為本發明實例3製備的azd9291的ir圖；
圖4為本發明實例3製備的azd9291的質譜圖；
圖5為本發明實例3製備的azd9291的hplc圖譜；
圖6為對比例2製備的azd9291的hplc圖譜。
具體實施方式
下述實施例用於進一步解釋本發明，但不限制本發明的範圍。
實施例1：化合物中間體1至中間體3的製備
1)中間體1的製備：
將40g(0.164mol)sm1、30.6g(0.164mol)sm2和62.3g(0.328mol)一水對甲苯磺酸加入到200ml異丁醇中，升溫至回流，反應6h，有黃色固體析出，降至室溫，過濾，異丙醇洗滌，50℃真空乾燥得54.8g黃色固體，產率85.0％。
2)中間體2的製備：
方法1：將50g(0.127mol)中間體1、15.0g(0.147mol)n,n,n′-三甲基乙二胺、1g溴化亞銅和19.65g(0.152mol)n,n-二異丙基乙胺加入到350mln,n-二甲基甲醯胺中，升至100℃反應3h，降至室溫過濾除去溴化亞銅，加入80ml水，有大量固體析出，過濾，水洗，45℃真空乾燥得57.2g橘紅色固體，產率94.9％。
方法2：將50g(0.127mol)中間體1、15.0g(0.147mol)n,n,n′-三甲基乙二胺和19.65g(0.152mol)n,n-二異丙基乙胺加入到350mln,n-二甲基甲醯胺中，升至100℃反應5h，降至室溫，加入80ml水，有大量固體析出，過濾，水洗，45℃真空乾燥得50.7g橘紅色固體，產率84.0％。
3)中間體3的製備：
氮氣保護中，將28.5(0.060mol)中間體2、2.5g鈀碳加入到500ml甲醇中，25℃下通入氫氣常壓反應4h，過濾，濾液減壓濃縮至幹，得26g褐色固體，產率97.3％。
實施例2：azd9291的合成
特戊醯氯3.37g(28mmol)、碳酸鉀4.13g(30mmol)加入到60ml1,4-二氧六環中，在0℃將丙烯酸2.02g(28mmol)加入到上述溶液中，攪拌1h，製成混酐溶液，實施例1製備的中間體3為6.17g(13.8mmol)在0℃加入到混酐溶液中，tlc監測原料消失。加入水攪拌0.5h，用乙酸乙酯100ml萃取，有機相無水硫酸鈉乾燥後，過濾，濾液45℃下真空濃縮得到azd9291粗品。用50ml乙腈重結晶，得到棕色固體6.29g；產率91.3％，純度99.8％。
中間體2的製備以方法1計算，產品的總收率以71.7％。中間體2的製備以方法2計算，產品的總收率以63.2％。
實施例3：azd9291的合成
甲磺醯氯3.2g(28mmol)，碳酸鋰2.22g(30mmol)加入到100ml乙腈中，在10℃攪拌，將丙烯酸2.02g(28mmol)加入到上述溶液中，攪拌1.5h，將實施例1製備的中間體3為6.17g(13.8mmol)在0℃加入到混酐溶液中，tlc監測原料消失。加入水攪拌1h，乙酸乙酯100ml萃取，有機相無水硫酸鈉乾燥後，過濾，濾液45℃下真空濃縮得到azd9291粗品。用50ml乙腈重結晶，得到棕色固體6.35g，產率92.2％，純度99.8％，hplc圖譜如圖5所示。中間體2的製備以方法1計算，產品的總收率以72.4％。中間體2的製備以方法2計算，產品的總收率以63.8％。
其1hnmr、13c-nmr、ir和esi-ms圖譜分別如圖1-4所示，具體數據如下所示。
1hnmr(400mhz，d2o)δppm：2.39(s,1h)，2.64(s,6h)，2.70(s，3h)，3.01(d，7h)，3.69(s，1h)，5.74(d，1h)，6.07-6.16(m，2h)，6.33-6.39(m，1h)，6.68(s，2h)，6.74-6.85(m，2h)，7.18(br，1h)，7.31-7.38(m，2h)，8.11(s，1h)。
(100mhz,d2o)：32.30，38.50，42.63，49.30，54.64，56.10，104.17，106.84，110.02，111.99，116.02，120.55，121.11，122.07，123.70，124.76，124.93，128.47，130.35，133.99，137.47，139.29，147.13，153.69，156.87，162.27，166.07。
ir(atr,cm-1)m/z：3244.25(vnh)，2932.57(vch)，1671.97(c＝h)。
esi-ms：m/z500.3[m+h]﹢。
下述對比例對路線1、wo2013014448報導的實驗方法最後兩步進行驗證。
對比例1：中間體3的製備
將22g實施例1製備的中間體2，15.5g鐵粉和1.7g氯化銨加入到240ml乙醇和80ml水的混合體系中，加熱回流2h，降溫至40℃，過濾去除不溶物，濾液45℃下真空濃縮至幹，過柱純化，得到17g固體，產率82.5％。
對比實例2：azd9291的合成：
將丙烯醯氯3.45g(38mmol)的二氯甲烷100ml溶液滴加到冰水浴冷卻中的對比例1製備的中間體3為17g(38mmol)和n,n-二異丙基乙胺7.2ml(42mmol)的二氯甲烷250ml溶液中，攪拌1.5h。然後用二氯甲烷250ml稀釋，用飽和碳酸氫鈉溶液2×250ml洗滌，水層用二氯甲烷萃取2次，合併有機相，無水硫酸鎂乾燥，過濾，濾液40℃真空濃縮。粗品過柱純化，得到16.01g棕色固體，產率83.0％，純度99.3％。
對比實例3：azd9291的合成：
在0℃下向對比例1製備的中間體3為10g(22.4mmol)在thf95ml和水9.5ml的混合溶液中滴加3-氯丙醯氯3.28g(25.59mmol)，滴完後，升至室溫攪拌15min，加入氫氧化鈉3.48g(85.28mmol)，將體系升溫至65℃保溫10h。冷卻到室溫，加入甲醇40ml和水70ml，室溫攪拌過夜，過濾，水洗至中性，50℃真空乾燥，得到9.50g固體azd9291，產率85.0％，純度99.0％。
根據本發明的實施例1～3，本發明得到的純度≥99.7％的azd9291。根據路線1，得到的azd9291的純度≥99.0％，並有鐵泥固廢產生。可見採用本發明的路線，產生的固廢少，產品純度和收率明顯提高。同時從中間體2的製備也可以看出：採用溴化亞銅活化中間體1促進親核取代反應進行，提高反應的速度和收率，反應時間縮短2小時，收率提高≥10％。