羅沙司他新中間體的合成技術(shù)研究

王明光，張 濱

（浙江美諾華藥物化學(xué)有限公司，浙江上虞 312369）

口服藥物羅沙司他（Roxadustat，代號(hào)FG-4592）膠囊，是全球首個(gè)用于治療腎性貧血的小分子低氧誘導(dǎo)因子脯氨酰羥化酶抑制劑（HIF-PHI）類的藥物，化學(xué)名為[（4-羥基-l-甲基-7-苯氧基-異喹啉-3-甲酰基）-氨基]-乙酸，由美國(guó)菲布羅根公司（FibroGen）研發(fā)，現(xiàn)已授權(quán)日本安斯泰來(lái)（Astellas）和英國(guó)阿斯利康（Astrazeneca）。

在以往的腎性貧血治療中，腎性貧血的患者多采用鐵劑藥物、紅細(xì)胞生成刺激藥物進(jìn)行治療，雖然能夠在一定程度上改善患者的臨床癥狀，但只能改善患者紅細(xì)胞生成，升高血循環(huán)的鐵元素，其療效有限，還具有不良反應(yīng)多、鐵過(guò)載等問(wèn)題，影響了腎性貧血的治療效果。羅沙司他作為新興藥物的治療藥物之一，通過(guò)口服方式給藥，小分子低氧誘導(dǎo)因子脯氨酰羥化酶抑制劑（HIF-PHI），能夠有效調(diào)節(jié)患者促紅細(xì)胞生成素，調(diào)節(jié)其鐵代謝，從而改善患者的臨床癥狀。羅沙司他的作用機(jī)制是模擬缺氧狀態(tài)、抑制HIF被羥化降解，從而激活并穩(wěn)定HIF，誘導(dǎo)促紅細(xì)胞生成素（EPO）產(chǎn)生，也能使紅細(xì)胞生成素受體以及促進(jìn)鐵吸收和循環(huán)的蛋白表達(dá)增加，最終達(dá)到治療貧血的目的。此外，臨床試驗(yàn)表明，羅沙司他的不良反應(yīng)事件與安慰劑組無(wú)顯著差異。相比于傳統(tǒng)的紅細(xì)胞生成素刺激藥（ESAs），羅沙司他有著口服給藥的優(yōu)勢(shì)和成為廉價(jià)藥物的潛力。同時(shí)由于羅沙司他的安全性水平相對(duì)較高，藥物不良反應(yīng)發(fā)生率較低，因此在臨床應(yīng)用方面具有較高的優(yōu)勢(shì)。

自2018年12月羅沙司他在國(guó)內(nèi)獲批上市后，需求量巨大，導(dǎo)致其關(guān)鍵中間體5-溴苯酞一直貨源緊張，供不應(yīng)求，并且5-溴苯酞的價(jià)格較為昂貴，導(dǎo)致最終羅沙司他的生產(chǎn)成本較高。

在目前的化工用品生產(chǎn)中，5-溴苯酞大都采用臨苯二甲酰亞胺為起始原料，經(jīng)消化、硝基還原、羰基還原、重氮化-溴化等反應(yīng)制備而成，成本高、總收率較低、副產(chǎn)物多并且污染大。因此，開(kāi)發(fā)一種原料易得且便宜的新的羅沙司他中間體顯得尤為重要。

羅沙司他中間體的化學(xué)結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1。

圖1 羅沙司他

羅沙司他，2018年12月18日中國(guó)全球首發(fā)上市，批準(zhǔn)用于慢性腎臟?。–KD）透析患者的貧血治療，包括血液透析和腹膜透析患者，可謂是腎病透析患者的福音。為何羅沙司他成了如此重磅的產(chǎn)品？首先，羅沙司他是以卓越的臨床治療優(yōu)勢(shì)進(jìn)入優(yōu)先審評(píng)；其次羅沙司他選擇在中國(guó)首發(fā)，也是難得的全球創(chuàng)新藥物在國(guó)內(nèi)首先上市，而非美國(guó)或者歐洲。中國(guó)成年人群慢性腎臟病患病率為的10.8%，患者人數(shù)大約為1.2億，我國(guó)終末期腎病患者人數(shù)接近200萬(wàn)，慢性腎臟病增長(zhǎng)率將超過(guò)17%，接受透析的患者人數(shù)近40萬(wàn)，年增長(zhǎng)率高達(dá)15%~20%，一項(xiàng)對(duì)腎臟科門診和住院CKD患者貧血狀況的調(diào)研顯示，腎性貧血在透析患者發(fā)病率CKDl-5期患者貧血患病率依次為：22.0%、37.0%、45.4%、85.1%和98.2%。除了腎性貧血這個(gè)高速增長(zhǎng)的市場(chǎng)，通過(guò)適應(yīng)癥的擴(kuò)展，未來(lái)也可以應(yīng)用于腫瘤相關(guān)性的貧血。科睿唯安預(yù)測(cè)本品在2022 年的銷售額可20億美元，而EvalutePharma分析師則預(yù)測(cè)本品的銷售額峰值可達(dá)58~81億美元。

羅沙司他原研琺博進(jìn)公司曾開(kāi)發(fā)過(guò)三代合成工藝 （WO2013/134660A1），前兩代均因產(chǎn)率或是實(shí)施難度 而被淘汰，現(xiàn)行制備工藝路線見(jiàn)圖2（WO2004052285 A2，WO03053997A2，CN103435546B）。

圖2 琺博進(jìn)公司現(xiàn)行羅沙司他制備工藝路線

上海勛和醫(yī)藥科技有限公司公布的合稱方法（CN106478503A）見(jiàn)圖3。

圖3 上海勛和醫(yī)藥科技有限公司Roxadustat中間體的制備

原研路線的起始原料5-溴苯酞的價(jià)格一直居高不下，以此路線制備羅沙司他的成本也相應(yīng)較高，而上海勛和的工藝路線避免了使用貴金屬催化、雙氧水氧化、鈀炭加氫等危險(xiǎn)工藝，但合成的5-溴-3-甲基異苯并呋喃-1（3H）-酮的價(jià)格又相對(duì)較高，合成因此尋找更廉價(jià)的中間體來(lái)制備羅沙司他更具有重要的意義。

參考DOI：10.1021/acs.oprd.7b00187 Org.Process Res.Dev.2017，21，1340-1348文獻(xiàn)，采用以對(duì)氟苯甲酰氯在縛酸劑的作用下與二異丙胺反應(yīng)，在甲苯和水的體系下，緩慢滴加，于0~30℃保溫反應(yīng)1h，反應(yīng)結(jié)束靜止1h，分層，水層再用甲苯萃取一次，合并油層，減壓蒸出甲苯，經(jīng)乙酸乙酯正庚烷結(jié)晶、干燥得中間體的化合物2；以四氫呋喃為溶劑，在-20℃到-30℃條件下，經(jīng)正丁基鋰拔氫后，保溫1h，再與乙醛反應(yīng)1h，反應(yīng)結(jié)束，加入水和乙酸乙酯，萃取、濃縮、用乙酸乙酯正庚烷結(jié)晶得中間體的化合物3；在50-120℃條件下，在甲醇與酸環(huán)合反應(yīng)1~3h，冷卻結(jié)晶，漂洗，干燥得到羅沙司他重要中間體4。技術(shù)路線見(jiàn)圖4。

圖4 羅沙司他新中間體的合成技術(shù)路線

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

羅沙司他重要中間體合成中所要用到的儀器包括：LCMS液質(zhì)聯(lián)用儀、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀GCMS-TQ8040、安捷倫1200液相色譜儀、安捷倫氣相色譜儀7890等。羅沙司他重要中間體合成中所要用到的實(shí)際包括：對(duì)氟苯甲酰氯、二異丙胺、甲苯、碳酸鉀、水、THF、正丁基鋰、乙醛、乙酸乙酯、正庚烷、甲醇、鹽酸等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

稱取105g碳酸鉀（0.76mol）和315mL飲用水，配制成溶液放冷備用。向四口瓶?jī)?nèi)加入77g的二異丙胺（0.76mol），500mL甲苯；加入配制好的碳酸鉀溶液。開(kāi)啟攪拌，反應(yīng)體系冷卻降溫至10℃時(shí)，開(kāi)始滴加100g對(duì)氟苯甲酰氯（0.63mol）。注意控制滴加速度滴加，控制好反應(yīng)溫度，滴加完畢后，反應(yīng)液在15~30℃保溫?cái)嚢?h。停止攪拌，所得反應(yīng)液靜置分層。TLC點(diǎn)板確認(rèn)原料對(duì)氟苯甲酰氯反應(yīng)完全。保留上層有機(jī)相，下層水相再經(jīng)甲苯萃取一次，水層棄去；有機(jī)相合并后水洗滌一次，再以無(wú)水硫酸鈉干燥；過(guò)濾并用甲苯洗滌濾餅，合并有機(jī)相減壓濃縮至干，加入乙酸乙酯和正庚烷結(jié)晶，得大量白色固體化合物。真空40℃干燥6h，取樣檢測(cè)水分＜0.5%，得白色固體化合物（2）129.98g。收率92.3%，HPLC檢測(cè)，純度為99.9%以上。

化合物（2）取22.3g（0.1mol）溶解在120mL的THF內(nèi)，氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，攪拌將溶液用液氮降溫到-20~-30℃，滴加2.5mo/L的正丁基鋰60mL（0.15mol），完成后保溫1h。再滴加5M的乙醛40mL（0.2mol），完成后保溫1h。經(jīng)氯化銨飽和溶液淬滅后，升到室溫。加入水?dāng)嚢?.5h，反應(yīng)液靜止1h候，分出有機(jī)相，水相經(jīng)乙酸乙酯萃取一次，攪拌1h，靜止0.5h，分出有機(jī)相，水相棄去、合并油層加入無(wú)水硫酸鈉干燥、減壓濃縮后，以乙酸乙酯和正庚烷的混合溶劑進(jìn)行結(jié)晶，過(guò)濾，干燥，得到白色固體化合物（3）。收率80.3%以上，HPLC檢測(cè)，純度達(dá)到99%以上。

化合物（3）的HNMR圖譜-C譜，化合物（3）取 21.4g（0.08mol）溶于50mL乙醇，再加入13.5%的鹽酸80.24g（0.4mol），升溫至85~90℃回流反應(yīng)2h。慢慢冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，漂洗，干燥，得到化合物（4）。收率90.3 %，HPLC檢測(cè)，純度為99%以上。

2 結(jié)果分析

上海勛和報(bào)道的工藝得到的產(chǎn)物需重結(jié)晶，總收率為57.6%，使用了碘苯二乙酯和硼氫化鈉等危險(xiǎn)原料，二氯甲烷的揮發(fā)性比較大，廢水產(chǎn)生量也比較多。相比該工藝，本工藝的副反應(yīng)少，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率高達(dá)到67%以上，生產(chǎn)成本低；得到的產(chǎn)物雜質(zhì)少，質(zhì)量好，廢水易處理。

3 工藝優(yōu)化

開(kāi)發(fā)的羅沙司他的中間體合成工藝，以對(duì)氟苯甲酰氯在縛酸劑的作用下與二異丙胺于0~30℃保溫反應(yīng)，得中間體的化合物2；在-20℃到-30℃條件下，經(jīng)正丁基鋰拔氫后，再與乙醛反應(yīng)，得中間體的化合物3；在50~120℃條件下，與酸環(huán)合反應(yīng)1~3h，得到羅沙司他重要中間體4。該方法反應(yīng)條件相對(duì)溫和，轉(zhuǎn)化率高，后處理簡(jiǎn)單，產(chǎn)物質(zhì)量好，成本低廉，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

從羅沙司他重要的中間體4整個(gè)的合成過(guò)程來(lái)看，以對(duì)氟苯甲酰氯在縛酸劑的作用下與二異丙胺于0-30℃保溫反應(yīng)，得中間體的化合物2；在-20℃到-30℃條件下，經(jīng)正丁基鋰拔氫后，再與乙醛反應(yīng)，得中間體的化合物3；在50~120℃條件下，與酸環(huán)合反應(yīng)1~3h，得到羅沙司他重要中間體4，總收率達(dá)到67%以上。此方法為羅沙司他的合成提供了一條價(jià)廉質(zhì)優(yōu)的中間體，操作簡(jiǎn)單可控，三廢較少易處理，有效地保護(hù)了環(huán)境。