奧拉帕尼的合成工藝改進(jìn)

李貝貝, 邱飛, 王立強,3

(1. 華僑大學(xué) 分子藥物研究院， 福建 泉州 362021；2. 華僑大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)學(xué)院， 福建 泉州 362021；3. 廣州優(yōu)米健醫(yī)藥科技有限公司， 廣東 廣州 510050)

奧拉帕尼的合成工藝改進(jìn)

李貝貝1,2, 邱飛1,2, 王立強1,2,3

(1. 華僑大學(xué) 分子藥物研究院， 福建 泉州 362021；2. 華僑大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)學(xué)院， 福建 泉州 362021；3. 廣州優(yōu)米健醫(yī)藥科技有限公司， 廣東 廣州 510050)

對奧拉帕尼的合成工藝進(jìn)行改進(jìn)，采用鄰羧基苯甲醛與亞磷酸二甲酯反應(yīng)得到磷葉立德，然后，與2-氟-5-甲?；诫孢M(jìn)行Wittig-Horner反應(yīng)、水解和環(huán)合反應(yīng)制得關(guān)鍵中間體化合物6.化合物6制成酰氯后與4-環(huán)丙基羰基哌嗪反應(yīng)制得奧拉帕尼，產(chǎn)物結(jié)構(gòu)經(jīng)高分辨質(zhì)譜，核磁共振氫譜和碳譜等確證.對磷葉立德的制備、Wittig-Horner反應(yīng)和?；磻?yīng)等進(jìn)行了工藝優(yōu)化.結(jié)果表明：5步反應(yīng)總收率為38.9%(以鄰羧基苯甲醛計)，比文獻(xiàn)報道略高；改進(jìn)后的工藝降低反應(yīng)成本，縮短反應(yīng)時間，簡化操作. 關(guān)鍵詞： 磷葉立德； 鄰羧基苯甲醛； 亞磷酸二甲酯； Wittig-Horner反應(yīng)； 酰化反應(yīng)

卵巢癌是女性生殖器官常見的惡性腫瘤之一，在致命的婦科腫瘤中名列第5[1].卵巢癌發(fā)生與腫瘤易感基因BRCA1和BRCA2發(fā)生突變密切相關(guān)[2]，這兩個基因發(fā)生突變即可導(dǎo)致個體發(fā)生卵巢癌和乳腺癌的風(fēng)險高達(dá)80%[3].奧拉帕尼(Olaparib,AZD2281,1)是首個上市的聚腺苷二磷酸核糖聚合酶[Poly(ADP-ribose) polymerase,PARP]抑制劑[4]，化學(xué)名為1-(環(huán)丙甲酰基)-4-[5-[(3,4-二氫-4-氧代-1-酞嗪基)甲基]-2-氟苯甲酰]哌嗪，由美國阿斯利康公司開發(fā)，分別于2014年12月18日和2014年12月19日在歐洲和美國被批準(zhǔn)上市，商品名LynparzaTM，用于治療與BRCA(breast cancer)基因缺陷相關(guān)的晚期卵巢癌[5-6].本文對奧拉帕尼的合成工藝進(jìn)行改進(jìn).

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Q Exactive型高分辨質(zhì)譜儀(美國Thermo Scientific公司)；AVANCE AV-400型核磁共振波譜儀(瑞士Bruker公司)；X-5型顯微熔點測定儀(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司)；1200型高效液相色譜儀(DAD檢測器，美國安捷倫公司).

鄰羧基苯甲醛(RG，阿達(dá)瑪斯試劑公司)，2-氟-5-甲酰基苯腈(RG，無錫嘉樂醫(yī)藥公司).其余試劑為市售分析純.

1.2 實驗方法

1.2.1 奧拉帕尼的合成 奧拉帕尼的合成路線，如圖1所示[7-10].以鄰羧基苯甲醛(化合物2)為原料，與亞磷酸二甲酯反應(yīng)生成了(3-氧代-1,3-二氫異苯并呋喃-1-基)磷酸二甲酯(化合物3).經(jīng)Wittig-Horner 反應(yīng)、水解和環(huán)合，得到2-氟-5-[(4-氧代-3,4-二氫二氮雜萘-1-基)甲基]苯甲酸(化合物5)，化合物5與4-環(huán)丙基羰基哌嗪(化合物10)縮合得到化合物1.文獻(xiàn)[10]采用價格較高的HBTU(苯并三氮唑-N,N,N′,N′-四甲基脲六氟磷酸鹽)和DIPEA(N，N-二異丙基乙胺)進(jìn)行縮合反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)制備液相純化，該方法的HBTU和DIPEA容易殘留，生產(chǎn)成本高且產(chǎn)物不易純化，總收率為38.0%[9].

圖1 合成物1的合成路線Fig.1 Synthesis route of compound 1

1.2.2 (3-氧代-1,3-二氫異苯并呋喃-1-基)磷酸二甲酯(3)的制備 將甲醇鈉(4.56 g,0.084 mol)和甲醇(74 mL)加入圓底燒瓶中，攪拌，降溫至0 ℃后，逐滴加入亞磷酸二甲酯(9.6 mL,0.099 mol).滴完后，20 min內(nèi)分批加入化合物2(10.00 g,0.066 mol)，30 min升溫至室溫，反應(yīng)8 h.然后，35 min內(nèi)逐滴加入甲磺酸(MSA) (6.2 mL,0.094 mol)，攪拌，減壓濃縮至干.加入水(40 mL).用二氯甲烷(30 mL×3)萃取，收集二氯甲烷層，飽和食鹽水洗至中性，二氯甲烷層用無水Na2SO4干燥，過濾后減壓濃縮，分別用20 mL石油醚和10 mL乙醚洗滌，得到白色固體3(14.25 g，89.2%)，熔點為95.5～97.3 ℃(文獻(xiàn)[10]為89%)， 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.66% (HPLC歸一化法).1H NMR (400 MHz,DMSO-d6),δ:3.61(d,J=8 Hz,3H),3.94(d,J=12 Hz,3H),5.74(d,J=8 Hz,1H),7.62(m,1H),7.76(m,2H),7.95(m,1H).

1.2.3 2-氟-5-(3-氧代-3H-異苯并呋喃-1-基亞甲基)苯腈(4)的制備 化合物3 (10.00 g,0.042 mol)先溶于四氫呋喃(60 mL)，再加入三乙胺 (11.4 mL，0.084 mol)，并進(jìn)行攪拌.2-氟-5-甲?；诫?6.16 g，0.042 mol)用四氫呋喃溶解，加入三乙胺(5.7 mL,0.042 mol)混合均勻后加入反應(yīng)液中，反應(yīng)12 h. 減壓濃縮，加入適量水?dāng)嚢?，過濾，濾餅烘干即得化合物4(8.95 g,80.4%)，熔點為216.4～220.5 ℃(文獻(xiàn)[10]為96%)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.40%(HPLC歸一化法).

1.2.4 2-氟-5-[(4-氧代-3,4-二氫二氮雜萘-1-基)甲基]苯甲酸(5)的制備 化合物4(7.44 g,0.028 mol)加入水(40 mL)和氫氧化鈉溶液(10.7 mL,0.139 mol)，升溫至90 ℃，反應(yīng)1 h，降溫至70 ℃.加入水合肼(19.0 mL,0.400 mol)，反應(yīng)8 h，降至室溫.加入適量鹽酸調(diào)節(jié)pH值至酸性，抽濾.產(chǎn)物用異丙醚(20 mL)洗滌，烘干得化合物5(8.80 g,99.0%) (文獻(xiàn)[10]為77%)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95.0%(HPLC歸一化法).MS-ESI(m/z):321[M+Na]+.1H NMR (400 MHz,DMSO-d6),δ:4.36(s,2H),7.22～7.27(m,1H), 7.56～7.60(m,1H)， 7.80～7.85 (m,2H)，7.88～7.92 (m,1H)， 7.98 (d,J=8Hz，1H), 8.27(dd,J1=4Hz,J2=4Hz,1H),12.61(s,1H).

1.2.5 2-氟-5[(4-氧代-3,4-二氫二氮雜萘-1-基)甲基]苯甲酰氯(化合物6)的制備 在干燥環(huán)境下，將化合物5(3.90 g,0.012 mol)溶于無水二氯甲烷(25 mL)中，冷卻至0 ℃，慢慢地加入草酰氯(4,20 mL,0.050 mol)，升溫至室溫，滴加兩滴DMF(二甲基甲酰胺)，室溫反應(yīng)4 h.減壓除去溶劑即得化合物6.

1.2.6 環(huán)丙基甲酰氯(8)的制備 化合物7(17.0 mL,0.214 mol)與SOCl2(17.9 mL,0.246 mol)在攪拌條件下，回流3 h.降低溫度，改用恒壓蒸餾裝置，收集120～122 ℃餾分，即得化合物8.

1.2.7 4-環(huán)丙基羰基-哌嗪-1-甲酸叔丁酯(化合物9)的制備 哌嗪-1-甲酸叔丁酯 (16.00 g,0.084 mol)加入二氯甲烷(150 mL)溶解，然后，加入三乙胺(15.2 mL,0.110 mol).降低溫度至0 ℃以下，慢慢滴加化合物8(10.56 g,0.100 mol).滴加完畢升至室溫反應(yīng)3 h.反應(yīng)液分別用水(150 mL×3)、飽和碳酸氫鈉溶液(150 mL×3)、飽和氯化鈉溶液(150 mL×3)洗，無水硫酸鈉干燥，過濾濃縮，烘干得化合物到9(20.06 g,93.9%)，熔點為115.0～115.8 ℃.MS-ESI(m/z):277[M+Na]+.

1.2.8 哌嗪環(huán)丙基酮(化合物10)的制備 化合物9(4.74 g,0.018 mol)與鹽酸二氧六環(huán)溶液(24 mL)相混合，室溫反應(yīng)4 h，減壓，濃縮，調(diào)節(jié)飽和碳酸氫鈉溶液pH值至8～9.減壓濃縮，加入無水乙醇(20 mL)，過濾，繼續(xù)濃縮，得到化合物10(2.82 g,98.2%)，可直接將其投入下一步的反應(yīng).1H NMR(400 MHz,CDCl3),δ:0.74～0.82(m,2H),0.93～1.01(m,2H),1.70～1.76(m,1H),2.83～2.86(m,2H),2.90～2.92(m,2H),3.60～3.66(m,4H).

1.2.9 奧拉帕尼(化合物1)的制備 將化合物10用乙腈(70 mL)溶解，加三乙胺(5.6 mL)和少量DMAP，降溫至低于0 ℃.將化合物6(2.85 g,0.009 mol)用乙腈(70 mL)溶解，滴加到反應(yīng)液中，升溫至室溫，反應(yīng)18 h.減壓濃縮，并加入水(70 mL)溶解，加碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至8，用乙酸乙酯(50 mL×5)萃取，無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得化合物1粗品，再經(jīng)乙酸乙酯重結(jié)晶，得到化合物1(2.15 g,54.9%)，熔點為176.4～177.8 ℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99%以上(HPLC歸一化法).FTMS-PESIm/z:calcd for C24H24FN4O3,435.182 69;found,435.182 54；1H NMR (400MHz,CDCl3),δ:0.79(m,2H),0.98(m,2H),1.76(m,1H),3.35(m,8H),4.31 (s,2H),7.04(m,1H),7.33(m,2H),7.75(m,3H),8.43(m,1H),11.81(s,1H).13C NMR (100 MHz,CDCl3),δ:7.73(2×CH2),11.04 (CH),37.69 (CH2),41.78(CH2),42.26(CH2),45.36(CH2),46.85(CH2),116.19(CH,d,JC-C-F21 Hz),123.59(C,d,JC-C-F20 Hz),125.02(CH),127.14(CH),128.26(C),129.24(CH),129.55(C),131.59(CH),131.71(CH,d,JC-C-C-F8 Hz),133.66 (CH),134.5 (C,d,JC-C-C-C-F4 Hz)，145.54 (C)，156.99 (C,d,JC-F246 Hz)，161.00(C)，165.25(C),172.35(C).

2 結(jié)果與討論

2.1 合成工藝條件的優(yōu)化

2.1.1 化合物3的合成條件優(yōu)化 經(jīng)過預(yù)實驗，認(rèn)為反應(yīng)中n(亞磷酸二甲酯)∶n(鄰羧基苯甲醛)的比例和反應(yīng)時間對收率影響比較大.首先，確定反應(yīng)時間3 h，反應(yīng)溫度室溫，通過單因素實驗考察了亞磷酸二甲酯與鄰羧基苯甲醛的摩爾比對磷葉立德收率的影響，結(jié)果如圖2所示.由圖2可知：n(亞磷酸二甲酯)∶n(鄰羧基苯甲醛)=1.5∶1時，產(chǎn)物收率最高，為87.1%.通過單因素實驗考察了反應(yīng)時間對產(chǎn)物收率(η)的影響結(jié)果，如圖3所示.由圖3可知:反應(yīng)8 h時，產(chǎn)物收率最高，為89.2%.

圖2 摩爾比對產(chǎn)物3收率的影響 圖3 反應(yīng)時間對產(chǎn)物3收率的影響 Fig.2 Effect of molar ratio on yield of product 3 Fig.3 Effect of reaction time on yield of product 3

2.1.2 化合物4的合成條件優(yōu)化 由Wittig-Horner反應(yīng)機理可以看出，應(yīng)先將化合物3與過量的堿反應(yīng)，再加入2-氟-5-甲酰基苯腈.通過改變反應(yīng)條件，反應(yīng)溫度從保持低于15 ℃改為室溫，反應(yīng)時間縮短，由18 h[10]減少至12 h，經(jīng)簡單處理后產(chǎn)物純度達(dá)99%以上(HPLC歸一化法)，收率80.4%.相比文獻(xiàn)報道的96.0%較低，但制備得到的化合物4用于下一步反應(yīng)，收率高，得到的中間體5純度高.

2.1.3 化合物5的合成條件優(yōu)化 對比文獻(xiàn)[10]，該步采用經(jīng)純化后純度達(dá)99%以上的化合物4進(jìn)行反應(yīng)，在堿性環(huán)境中加熱水解，再與水合肼環(huán)合.通過HPLC監(jiān)控反應(yīng)過程，反應(yīng)8 h后，原料反應(yīng)完全(文獻(xiàn)[10]為18 h).因此，縮短了反應(yīng)時間，異丙醚洗后純度即可達(dá)到95%以上(HPLC歸一化法)，收率為99.0%，高于文獻(xiàn)報道的收率(文獻(xiàn)[10]為77%).

2.1.4 化合物1的合成條件優(yōu)化 化合物5?；螅度牖衔?的合成，堿性條件下，與化合物10縮合，避免使用價格較高的HBTU和DIPEA，克服了HBTU和DIPEA容易殘留，產(chǎn)物不易純化的缺點.對?；磻?yīng)中的縛酸劑進(jìn)行了篩選.由于三乙胺堿性強于碳酸鉀，且其為有機堿，使得反應(yīng)為均相系統(tǒng)，采用三乙胺合成化合物1，簡化了操作，降低了成本，反應(yīng)收率從48.0%提高到54.0%.

2.2 實驗結(jié)果

合成的奧拉帕尼經(jīng)高分辨質(zhì)譜，核磁共振氫譜和碳譜等確證.在合成化合物3時，投料比為n(亞磷酸二甲酯)∶n(鄰羧基苯甲醛)=1.5∶1，反應(yīng)時間為8 h，收率較高為89.2%；制備化合物4時，根據(jù)Wittig-Horner反應(yīng)機理，先加入過量三乙胺與化合物3反應(yīng)后，再加入2-氟-5-甲?；诫?，反應(yīng)于室溫進(jìn)行，反應(yīng)時間縮短.工藝優(yōu)化了水解和環(huán)合條件，反應(yīng)時間由文獻(xiàn)[10]的18 h縮短至8 h，收率由77.0%提高至99.0%，純度95%以上(HPLC歸一化法).在合成化合物1采用三乙胺作為縛酸劑時，反應(yīng)收率提高.改進(jìn)后的工藝操作簡單，中間體純度高，反應(yīng)易于控制，總收率為38.9%(以化合物2計).

3 結(jié)束語

以鄰羧基苯甲醛和亞磷酸二甲酯為起始原料，經(jīng)5步反應(yīng)合成得到了奧拉帕尼，并對合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化.改進(jìn)后的工藝操作簡便，收率更高，生產(chǎn)成本更低，耗時更少，更適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn).

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(責(zé)任編輯： 陳志賢 英文審校： 劉源崗)

Improved Synthesis of Olaparib

LI Beibei1,2, QIU Fei1,2, WANG Liqiang1,2,3

(1.Institutes of Molecular Medicine, Huaqiao University, Quanzhou 362021, China;2. School of Biomedical Science, Huaqiao University, Quanzhou 362021, China;3. Guangzhou Youmijian Pharmaceutical Technology Company Limited, Guangzhou 510050, China)

The synthesis process of olaparib was improved. Olaparib was synthesized including 2-carboxybenzaldehydereacting with dimethyl phosphonate to get phosphorus ylide, Wittig-Horner reaction with 2-fluo-ro-5-cyanobenzaldehyde, hydrolyzation, cyclization to get the key intermediate 6, chloroformylation and reaction with 4-cyclopropyl carbonyl piperazine. The structure was confirmed by HRMS,1H NMR, and13C NMR. The process was improved including the preparation of phosphorus ylide, Wittig-Horner reaction and acylation. The result showed that the yield of the 5 steps was 38.9% (2-carboxybenzaldehyde as a benchmark) which is a little higher than the yield reported in literature; the improved process has lowered the cost, shortened the reaction time and simplified the operation.

phosphorus ylide; dimethyl phosphonate; 2-carboxybenzaldehydereacting; Wittig-Horner reaction； acylation

10.11830/ISSN.1000-5013.201704014

2016-01-20

邱飛(1978-)，男，講師，博士，主要從事新藥開發(fā)領(lǐng)域的研究.E-mail:qiufei@hqu.edu.cn.

福建省自然科學(xué)基金資助項目(2015J01342)； 華僑大學(xué)研究生科研創(chuàng)新能力培育計劃項目(1400216004)

R 914.5

A

1000-5013(2017)04-0521-04