PARP抑制劑奧拉帕利的合成及晶型A的制備

李宏名，胡瑞馨，張祥陽，鄭維江，張 嬌

（1.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003；2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，四川 成都 611130；3.國藥集團(tuán)川抗制藥有限公司，四川 成都 611731；4.四川科倫藥物研究院有限公司，四川 成都 611138）

奧拉帕利［1］（Olaparib，AZD2281，1），商品名：利普卓［2］（Lynpara），化學(xué)名：4-（3-｛［4-（環(huán)丙基羰基）哌嗪-1-基］羰基｝4-氟苯基）甲基］酞嗪-1（2H）-酮，2014年12月在歐洲和美國上市，2018年8月進(jìn)入我國，被納入2019醫(yī)保目錄.奧拉帕利是阿斯利康公司開發(fā)上市的全球首款口服小分子聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）抑制劑，用于BRCA突變晚期卵巢癌患者的一線維持治療，及鉑敏感的復(fù)發(fā)性上皮性卵巢癌、輸卵管癌或原發(fā)性腹膜癌成人患者在含鉑化療達(dá)到完全緩解或部分緩解后的維持治療.近年來奧拉帕利對卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌、小細(xì)胞肺癌、胃癌、喉鱗狀細(xì)胞癌和鼻咽癌等多種疾病均有一定的臨床靶向治療作用，有成為廣譜抗癌藥的潛質(zhì).［3-7］

目前文獻(xiàn)報道［8-14］的奧拉帕利的合成路線主要分為三種：路線一［11］，以2-氟-5-［（4-氧代-3，4-二氫酞嗪-1-基）甲基］苯甲酸為原料，與N-Boc哌嗪酰胺化，脫Boc后進(jìn)行N-環(huán)丙基甲?；磻?yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物.路線二［12，13］，以2-氟-5-［（4-氧代-3，4-二氫酞嗪-1-基）甲基］苯甲酸為原料，在CDI作用下直接與N-環(huán)丙甲?；哙悍磻?yīng)或者將羧酸轉(zhuǎn)化為酰氯，再與N-環(huán)丙甲?；哙嚎s合得到目標(biāo)產(chǎn)物；路線三［14］，以4-（3-溴-4-氟芐基）-2H-酞嗪-1-酮為原料，與N-環(huán)丙甲?；哙杭癈O反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物.路線二的優(yōu)點(diǎn)是合成路線短、工業(yè)成本低，缺點(diǎn)是N-環(huán)丙甲?；哙褐腥菀讱埩暨哙簩?dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物中容易產(chǎn)生一分子哌嗪與兩分子2-氟-5-［（4-氧代-3，4-二氫酞嗪-1-基）甲基］苯甲酸縮合形成的二聚體雜質(zhì)，多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此二聚體雜質(zhì)極難去除，不利于產(chǎn)品質(zhì)量的控制.路線三使用了毒性較大的CO作為羰基源以及昂貴的鈀催化劑，不適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn).路線一操作簡單，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)品質(zhì)量易于控制，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn).

本文在路線一的基礎(chǔ)上，參考文獻(xiàn)［15］的方法，以2-氟-5-［（4-氧代-3，4-二氫酞嗪-1-基）甲基］苯甲酸為原料，在HBTU作用下與N-叔丁氧羰基（Boc）哌嗪發(fā)生酰胺化反應(yīng)，在酸性條件下脫Boc，在HBTU作用下與環(huán)丙基甲酸進(jìn)行縮合，經(jīng)三步反應(yīng)得到奧拉帕利粗品.奧拉帕利粗品經(jīng)乙醇水溶液處理得到奧拉帕利晶型A.本文優(yōu)化了前兩步的反應(yīng)條件和后處理方式，并將第三步的酰氯與有機(jī)胺的縮合改為羧酸在HBTU下與有機(jī)胺縮合，反應(yīng)條件更溫和、副產(chǎn)物更少.路線總收率由文獻(xiàn)的38%提高到51%.

本路線反應(yīng)條件溫和，操作簡便，對環(huán)境友好，適宜工業(yè)化生產(chǎn).合成路線見圖1.

圖1 奧拉帕利的合成路線

1 儀器和試劑

AV ANCE 400型核磁共振儀（德國Bruker公司），Autospec Premier 776磁質(zhì)譜儀（美國Waters公司），1100型液相色譜儀（美國安捷倫公司），YRT-3藥物熔點(diǎn)儀（上海華巖儀器設(shè)備有限公司），X'Pert3 Power X射線粉末衍射儀（荷蘭PANalytical公司），DSC2500差示掃描量熱儀（美國TA公司），TGA1熱重分析儀（美國METTLER TOLEDO公司）.所有溶劑、試劑均為化學(xué)純.

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 4-[2-氟-5-(4-氧代-3，4-二氫酞嗪-1-基)甲基)苯甲?；鵠哌嗪-1-甲酸叔丁酯(3)的合成

2-氟-5-［（4-氧代-3，4-二氫酞嗪-1-基）甲基］苯甲酸（2，29.83 g，100 mmol）、N-Boc哌嗪（20.49 g，110 mmol）、O-苯并三氮唑-N，N，N'，N'-四甲基脲六氟磷酸鹽（HBTU，43.61 g，115 mmol）攪拌下溶解于N，N-二甲基乙酰胺（DMA，150 mL）中.保持內(nèi)溫20～25℃，歷經(jīng)2 h滴入N，N-二異丙基乙胺（DIPEA，35 mL，200 mmol），滴畢繼續(xù)攪拌2 h.緩慢滴加純化水（800 mL）析晶，20～25℃養(yǎng)晶2 h后過濾，濾餅用無水乙醇（100 mL）于75℃打漿后干燥，得淺黃色固體4（38.81 g，83.2%）.純度99.67%［HPLC歸一化法：檢測方法同1］.1H NMR（400 Hz，DMSO-d6）δ：12.62（s，1H），8.26（dd，J1=1.2 HZ，J2=7.8 HZ，1H），7.97（d，J=7.8 HZ，1H），7.89（dt，J1=1.5 HZ，J2=7.5 HZ，1H），7.84（dt，J1=1.2 HZ，J2=7.5 HZ，1H），7.45（m，1H），7.36（dd，J1=2.1 HZ，J2=6.5 HZ，1H），7.24（t，J=9.0 HZ，1H），4.34（s，2H），3.60（br，2H），3.39（br，2H），3.23（br，2H），3.15（br，2H），1.41（s，9H）；13C NMR（100Hz，DMSO-d6）δ：164.5，159.9，158.1，155.6，154.2，145.3，135.3（J=3 Hz），134.0，132.2（J=8 HZ），132.0，129.6，129.4（J=4 HZ），128.4，126.6，1260，124.1（J=17 HZ），116.4（J=22 HZ），79.7，46.8，41.7，36.9，28.5.

2.2 4-[3-(哌嗪-1-羰基)芐基]-2H-酞嗪-1-酮(4)的合成

甲醇（37 mL）、濃鹽酸（75 mL，900 mmol）攪拌下分批加入3（37.32 g，80 mmol）.維持內(nèi)溫20～25℃反應(yīng)4 h后減壓蒸除溶劑，剩余物中加入純化水（280 mL），先用二氯甲烷（110 mL×3）洗滌，再用濃氨水調(diào)節(jié)pH=8～9.二氯甲烷（110 mL×2）萃取，合并有機(jī)相，減壓蒸除溶劑后加入甲基叔丁基甲醚（75 mL）析晶，過濾，干燥，得淺黃色固體4（26.76 g，79.6%）.純度99.76%［HPLC歸一化法：檢測方法同1］.1H NMR（400 Hz，CDCl3）δ：8.36-8.38（m，1H），7.62-7.68（m，3H），7.25-7.27（m，1H），7.19-7.23（m，1H），6.92（t，J=8.8 Hz，1H），4.21（S，2H），3.71（br，2H），3.35（S，1H），3.22（br，2H），2.89（t，J=5.0 HZ，2H），2.75（br，2H）；13C NMR（100 Hz，DMSO-d6）δ：165.0，161.1，158.2，155.7，145.6，134.3（J=3 Hz），133.6，131.5，131.3（J=8 Hz），129.5，129.1（J=3 Hz），127.6（J=119 Hz），125.1，124.0（J=19 Hz），116.0（J=21 Hz），50.4，48.0，45.7（J=50 Hz），42.8，37.7.

2.3 奧拉帕利(1)粗品的合成

4（25.23 g，60 mmol）、HBTU（26.17 g，69 mmol）、環(huán)丙基甲酸（6.68 g，75 mmol）攪拌溶解于DMAC（125 mL）中，保持內(nèi)溫20～25℃，歷經(jīng)2 h滴入DIPEA（21 mL，120 mmol），滴畢繼續(xù)攪拌2 h.緩慢滴加純化水（400 mL）析晶，20～25℃養(yǎng)晶2 h后過濾，濾餅用無水乙醇（20 mL）洗滌，得類白色粗品（24.35 g，81.4%）.

2.4 奧拉帕利晶型A的制備

粗品（24.35 g）中加入50、乙醇水溶液（120 mL，v%），加熱回流溶解，濾液保持80℃緩慢滴加純化水（180 mL），滴畢升溫至90℃蒸餾乙醇，然后降溫至20℃.過濾，干燥，得白色固體1（20.06 g，77.0%）.熔點(diǎn)201.6～211.4℃（文獻(xiàn)值210.1℃）；純度99.9%［HPLC歸一化法：色譜柱YMC-Pack pro C18 AS柱（150 mm×4.6 mm，3 μm）；流動相 流動相A：0.05 mol/L的磷酸二氫鉀-甲醇-乙腈（90∶5∶5），流動相B：甲醇-乙腈-水（45∶45∶10）；梯度洗脫（0～25 min：95%→80%A；25～62 min：80%→30%A；62～63 min：30→95%A；63～70 min：95%A）；檢測波長210 nm；柱溫30℃；流速0.8 mL/min］.元素分析（C24H23FN4O3）測定值（計(jì)算值，%）：C 66.35（66.30），H 5.34（5.34），N 12.90（12.86）；HREI MS（m/z）C24H23FN4O3測定值（計(jì)算值）：434.1760（434.1754）；1H NMR（400 Hz，DMSO-d6）δ：12.63（s，1H），8.27（dd，J1＝7.8 Hz，J2=0.9 Hz，1H），7.96（d，J＝7.8 Hz，1H），7.90（d，J＝7.3 Hz，1H），7.82（dt，J1＝7.4 Hz，J2=0.9 Hz，1H），7.44-7.48（m，1H），7.39（br，1H），7.25（5，J＝9.0 Hz，1H），4.35（s，2H），3.41-3.76（m，6H），3.19（d，J＝26.0 Hz，2H），1.96（d，J＝38.4 Hz，1H），0.72-0.78（m，4H）；13C NMR（100 Hz，DMSO-d6）δ：171.8，164.5，159.9，158.1，155.6，145.3，135.3（J=3 Hz），134.0，132.2（J=8 Hz），132.1，129.6，129.4（J=3 Hz），128.4，126.6，125.9，124.0（J=18 Hz），116.4（J=22 Hz），47.0（J=47 Hz），45，2（J=43 Hz），42.2，41.6（J=13 Hz），36.9，10.8，7.7.

2.5 奧拉帕利晶型A的表征

X射線粉末衍射（XRPD），Cu Kα石墨單色器，射線管工作電壓40 kV，工作電流40 mA，掃描范圍3.5～40.0 °，步長0.0131 °，透射式連續(xù)掃描方式掃描，XRPD結(jié)果如圖2所示，與文獻(xiàn)晶型A一致.［15］差示掃描量熱法（DSC），精密稱取3～5 mg樣品，均勻鋪于鋁坩堝中，加蓋，以空坩堝作空白對照，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫掃描，溫度范圍35～200℃，升溫速率10℃·min-1.熱重分析法（TGA），精密稱取上述3～5 mg樣品，均勻鋪于瓷坩堝中，以空坩堝作空白對照，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫檢測，溫度范圍35～500℃，升溫速率10℃·min-1.DSC和TGA結(jié)果如圖3所示.DSC熔點(diǎn)峰212℃，TGA顯示250℃以前無失重，與文獻(xiàn)晶型A一致.

圖2 奧拉帕利的XRPD

圖3 奧拉帕利的DSC/TGA圖譜

3 討論

3.1 化合物3的制備工藝優(yōu)化

反應(yīng)條件優(yōu)化 取消了氮?dú)獗Ｗo(hù)，簡化了操作；降低了反應(yīng)試劑用量比：N-boc哌嗪（1.2→1.1 eq），DIPEA（2.2→2.0 eq），HBTU（1.3→1.15 eq），DMA（5.9→5.0 v/w）；文獻(xiàn)采用滴加N-Boc哌嗪溶解于DMA的溶液的方式控制反應(yīng)速度，因溶解化合物2需要大量的DMA，溶解N-Boc哌嗪僅需少量DMA，文獻(xiàn)方法滴加N-Boc哌嗪的DMA溶液，操作困難，反應(yīng)速度較難控制，副產(chǎn)物較多.本文優(yōu)化為采用滴加DIPEA的方式控制反應(yīng)速度，很好地控制了反應(yīng)過程.

后處理優(yōu)化 文獻(xiàn)采用將反應(yīng)液加入到水中的方式析出固體，水是產(chǎn)物的反溶劑，因而容易產(chǎn)生暴析現(xiàn)象包裹雜質(zhì).本文優(yōu)化為向反應(yīng)液中緩慢滴加水析晶，很好地控制了析晶過程.后處理由三種溶劑室溫打漿優(yōu)化為一種溶劑高溫打漿.收率從78%提高到83%，純度從85%提高到99.67%.

3.2 晶型A的制備工藝優(yōu)化

藥物不同晶型的分子結(jié)構(gòu)不同，因而具有不同的物理化學(xué)性質(zhì).［16］奧拉帕利有多晶型現(xiàn)象，文獻(xiàn)報道奧拉帕利有無水晶型A［15］、無水晶型L［17］、水合物晶型H［18］、多種溶劑合物.［15］

參考文獻(xiàn)［15］的方法，采用乙醇水溶液重結(jié)晶奧拉帕利，常常得到晶型L或晶型A與晶型L的混晶，與文獻(xiàn)報道的可由晶型A在有機(jī)溶劑中漿化制備晶型L的現(xiàn)象一致［17］，推測可能是溶劑介導(dǎo)轉(zhuǎn)晶：結(jié)晶過程中有溶劑合物生成，溶劑合物再轉(zhuǎn)晶為晶型L.因此，本文采用高溫滴加反溶劑的方式結(jié)晶，避免了低溫生成溶劑合物再轉(zhuǎn)晶為晶型L的風(fēng)險.工藝優(yōu)化后，所得晶型A用XRPD，DSC，TGA表征，不含其他晶型，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的控制.［19］

4 結(jié)論

以2-氟-5-［（4-氧代-3，4-二氫酞嗪-1-基）甲基］苯甲酸為原料，經(jīng)酰胺化反應(yīng)、脫Boc、再酰胺化等三步反應(yīng)得到奧拉帕利粗品，再經(jīng)乙醇水溶液重結(jié)晶得到奧拉帕利晶型A.每步中間體均用1H NMR和13C NMR確證結(jié)構(gòu)，目標(biāo)產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)經(jīng)1H-NMR，13C-NMR，MS和元素分析等確證，晶型經(jīng)XRPD，DSC，TGA確證.路線總收率為51%.