CN107216313B - 一种抗肿瘤药物azd9291的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗肿瘤药物AZD9291的制备方法。该方法为：4‑氟‑2‑甲氧基‑5‑硝基苯胺与3‑(2‑氯‑嘧啶‑4‑基)‑1‑甲基吲哚进行反应得到中间体1；中间体1与N,N,N′‑三甲基乙二胺反应得到化合物中间体2；中间体2经氢化还原反应得到化合物中间体3，中间体3再进一步引入丙烯酰基生成AZD9291，其特征是，中间体2的制备过程中加入活化剂溴化亚铜；中间体3的氢化还原为钯碳催化加氢还原，AZD9291的丙烯酰基引入为丙烯酸的混酐溶液。该方法有效的减少了固废的产生，并提高了产品纯度和收率。

Description

一种抗肿瘤药物AZD9291的制备方法

技术领域

本发明属于医药化工领域，具体涉及一种抗肿瘤药物AZD9291的制备方法。

背景技术

肺癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一，已成为我国城市人口恶性肿瘤死亡原因的第1位。非小细胞型肺癌包括鳞状细胞癌(鳞癌)、腺癌、大细胞癌，与小细胞癌相比其癌细胞生长分裂较慢，扩散转移相对较晚。非小细胞肺癌约占所有肺癌的80％，约75％的患者发现时已处于中晚期，5年生存率很低。近年来，针对致癌的基因突变，有许多靶向性新药不断问世。与传统的化学疗法相比，靶向性药物主要影响带有相应突变的癌细胞，毒副性较低，有效率升高。文献研究表明，非小细胞肺癌中有一类是由于表皮细胞生长素受体(EGFR)突变所导致。

AZD9291(Osimertinib)，中文名称：迈瑞替尼，化学名称：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-丙烯酰胺；分子式C₂₈H₃₃N₇O₂·CH₄O₃S，结构式如下。它是由英国阿斯利康公司研发，于2015年11月13日在美国上市，商品名Tagasso，用于治疗表皮生长因子受体(EGFR)T790M突变的晚期非小细胞肺癌患者。

与众多同类针对EGFR突变的竞争药相比，AZD9291具有一个突出优势，它不仅能抑制致癌的EGFR突变，而且能持续抑制抗药性的EGFR突变。其他的EGFR抑制剂，比如gefitinib(阿斯利康)以及erlotinib(基因泰克Genentech和罗氏制药Roche)，也能够靶向性的抑制具有EGFR突变的癌细胞生长，但这些药物都只能短暂见效，癌细胞通常会发展出抗药性的突变。在多于60％的病例中，EGFR突变型非小细胞肺癌的抗药性突变发生在EGFR序列中的第790位点，由原来的苏氨酸变成甲氨酸(T790M)。这一突变可以有效阻挠一般的EGFR抑制剂与EGFR作用，从而达到癌细胞抗药的目的。但AZD9291不会受EGFR突变的干扰，会持续抑制癌细胞生长，因此特别适用于其他EGFR突变抑制剂治疗失败的中晚期病人。

目前AZD9291的合成路线主要包括以下三种：

合成路线1：WO2013014448专利公开了AZD9291的合成方法，反应方程式如下：

该合成路线中采用铁胺还原产生大量铁泥固体废弃物，引入丙烯酰基采用丙烯酰氯或是3-氯丙酰氯，中间体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-1，4-二胺多个位点会发生反应，副产物较多，较难纯化。

合成路线2：CN104817541A专利公开了另外一种AZD9291合成方法，反应方程式如下：

该路线引入了保护基团保护氨基，增加了反应步骤，也增加了AZD9291工业化生产成本。

合成路线3：CN104910049A公开了另外一种合成方法，反应方程式如下：

该合成路线较长，总收率较低，不适于工业化生产。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，在专利WO2013014448的基础上，进行了工艺优化，其中中间体2的制备过程中加入活化剂溴化亚铜；中间体3的还原由铁胺还原法改为钯碳催化加氢还原，AZD9291的丙烯酰基引入由丙烯酰氯或3-氯丙酰氯改为丙烯酸的混酐溶液，有效的减少了固废的产生，并提高了产品纯度和收率。

本发明的技术方案是：一种抗肿瘤药物AZD9291的制备方法，其特征是，

1)3-(2-氯-嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚(SM1)与4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯胺(SM2)进行反应得到中间体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)中间体1与N,N,N′-三甲基乙二胺进行反应得到中间体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)中间体2经氢化还原反应得到中间体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)中间体3再进一步引入丙烯酰基生成AZD9291；

其特征是，所述步骤4)为：中间体3与丙烯酸的混酐溶液进行反应得到产物AZD9291。

其中，丙烯酸的混酐溶液的制备方法为：将酰氯与无机碱加入到溶剂中，0℃～10℃搅拌状态下加入丙烯酸，得到丙烯酸的混酐溶液。所述酰氯为特戊酰氯、对甲基苯磺酰氯、苯磺酰氯、甲磺酰氯中的至少一种。所述无机碱为碳酸钾、碳酸铯、碳酸锂中的至少一种。所述溶剂为乙腈、甲基叔丁基醚、1,4-二氧六环中的至少一种。所述丙烯酸、酰氯与无机碱的摩尔比为1:1.0～1.2:1.0～1.5。

进一步的，所述步骤2)中还加入溴化亚铜作为催化剂活化中间体1的氟，促进N,N,N′-三甲基乙二胺的亲核取代反应，提高反应的速度和收率；溴化亚铜用量为中间体1重量的1.5-2.5％。

进一步的，所述步骤3)的氢化还原为钯碳催化加氢还原，钯碳的用量为中间体2重量的2％～10％。

本发明步骤1)中反应溶剂优选为2-戊醇、正丁醇、异丁醇和1,4-二氧六环中的一种或几种。优选反应温度为60℃～110℃，反应时间为2h～6h。SM1与SM2摩尔比优选为1.0:1.0～1.5。由于嘧啶环中的2-氯反应活性降低，因此加入酸作为催化剂活化嘧啶环，从而使苯胺的亲核取代反应能够进行，优选酸为甲磺酸、对甲苯磺酸、一水合对甲苯磺酸中的一种或几种，它与SM1的摩尔比为2～2.5：1。

本发明步骤2)中反应溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或几种。此步反应为亲核取代反应，反应有氢氟酸生成，还需加入适量的碱作为缚酸剂促进反应的进行，优选为无机碱或有机碱，无机碱选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾中的一种或几种；有机碱选自三乙胺、N,N-二异丙基乙胺中的一种或几种。中间体1、N,N,N′-三甲基乙二胺和碱的摩尔比为1.0:1.0～1.2:1.2～2.0。优选反应温度为90℃～110℃，反应时间为2～8h。

本发明步骤3)中反应溶剂优选为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种。优选反应温度为15℃～40℃，常压下反应2h～4h。

本发明步骤4)中反应温度为-10℃～15℃。优选的中间体3与丙烯酸的摩尔比为1：2～2.5。

本发明的最佳实施方案如下：

1)中间体1的制备

将SM1、SM2和一水对甲苯磺酸加入到异丁醇中，升温至回流，反应4～6h，有黄色固体析出，降至室温，过滤、洗涤、干燥得到黄色固体中间体1；

2)中间体2的制备

将中间体1、N,N,N′-三甲基乙二胺和N,N-二异丙基乙胺加入到N,N-二甲基甲酰胺中，升温至95～105℃反应4～6h，降至室温，加入水析出固体，经过滤、水洗、干燥后得中间体2；

更进一步的，上述步骤还加入溴化亚铜，反应时间2～4h，降至室温后过滤除去溴化亚铜；

3)中间体3的制备

氮气保护中，将中间体2和钯碳加入到甲醇中，通入氢气常压反应3～5h，过滤，滤液减压浓缩至干，得中间体3；

4)AZD9291的制备

将中间体3在0℃加入到丙烯酸的混酐溶液中进行反应；反应完全后加入水终止反应，经萃取、干燥、浓缩，乙腈重结晶后，得到产物AZD9291。

本发明的有益效果：该工艺步骤简单，操作方便，产生的固废少，易于工业化生产，得到的产品纯度较高(高达99.8％)，总收率高(高达72％)。

附图说明

图1为本发明实例3制备的AZD9291的¹H NMR图；

图2为本发明实例3制备的AZD9291的¹³C NMR图；

图3为本发明实例3制备的AZD9291的IR图；

图4为本发明实例3制备的AZD9291的质谱图；

图5为本发明实例3制备的AZD9291的HPLC图谱；

图6为对比例2制备的AZD9291的HPLC图谱。

具体实施方式

下述实施例用于进一步解释本发明，但不限制本发明的范围。

实施例1：化合物中间体1至中间体3的制备

1)中间体1的制备：

将40g(0.164mol)SM1、30.6g(0.164mol)SM2和62.3g(0.328mol)一水对甲苯磺酸加入到200ml异丁醇中，升温至回流，反应6h，有黄色固体析出，降至室温，过滤，异丙醇洗涤，50℃真空干燥得54.8g黄色固体，产率85.0％。

2)中间体2的制备：

方法1：将50g(0.127mol)中间体1、15.0g(0.147mol)N,N,N′-三甲基乙二胺、1g溴化亚铜和19.65g(0.152mol)N,N-二异丙基乙胺加入到350ml N,N-二甲基甲酰胺中，升至100℃反应3h，降至室温过滤除去溴化亚铜，加入80ml水，有大量固体析出，过滤，水洗，45℃真空干燥得57.2g橘红色固体，产率94.9％。

方法2：将50g(0.127mol)中间体1、15.0g(0.147mol)N,N,N′-三甲基乙二胺和19.65g(0.152mol)N,N-二异丙基乙胺加入到350ml N,N-二甲基甲酰胺中，升至100℃反应5h，降至室温，加入80ml水，有大量固体析出，过滤，水洗，45℃真空干燥得50.7g橘红色固体，产率84.0％。

3)中间体3的制备：

氮气保护中，将28.5(0.060mol)中间体2、2.5g钯碳加入到500ml甲醇中，25℃下通入氢气常压反应4h，过滤，滤液减压浓缩至干，得26g褐色固体，产率97.3％。

实施例2：AZD9291的合成

特戊酰氯3.37g(28mmol)、碳酸钾4.13g(30mmol)加入到60ml 1,4-二氧六环中，在0℃将丙烯酸2.02g(28mmol)加入到上述溶液中，搅拌1h，制成混酐溶液，实施例1制备的中间体3为6.17g(13.8mmol)在0℃加入到混酐溶液中，TLC监测原料消失。加入水搅拌0.5h，用乙酸乙酯100ml萃取，有机相无水硫酸钠干燥后，过滤，滤液45℃下真空浓缩得到AZD9291粗品。用50ml乙腈重结晶，得到棕色固体6.29g；产率91.3％，纯度99.8％。

中间体2的制备以方法1计算，产品的总收率以71.7％。中间体2的制备以方法2计算，产品的总收率以63.2％。

实施例3：AZD9291的合成

甲磺酰氯3.2g(28mmol)，碳酸锂2.22g(30mmol)加入到100ml乙腈中，在10℃搅拌，将丙烯酸2.02g(28mmol)加入到上述溶液中，搅拌1.5h，将实施例1制备的中间体3为6.17g(13.8mmol)在0℃加入到混酐溶液中，TLC监测原料消失。加入水搅拌1h，乙酸乙酯100ml萃取，有机相无水硫酸钠干燥后，过滤，滤液45℃下真空浓缩得到AZD9291粗品。用50ml乙腈重结晶，得到棕色固体6.35g，产率92.2％，纯度99.8％，HPLC图谱如图5所示。中间体2的制备以方法1计算，产品的总收率以72.4％。中间体2的制备以方法2计算，产品的总收率以63.8％。

其¹H NMR、¹³C-NMR、IR和ESI-MS图谱分别如图1-4所示，具体数据如下所示。

¹H NMR(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/z 500.3[M+H]^﹢。

下述对比例对路线1、WO2013014448报道的实验方法最后两步进行验证。

对比例1：中间体3的制备

将22g实施例1制备的中间体2，15.5g铁粉和1.7g氯化铵加入到240ml乙醇和80ml水的混合体系中，加热回流2h，降温至40℃，过滤去除不溶物，滤液45℃下真空浓缩至干，过柱纯化，得到17g固体，产率82.5％。

对比实例2：AZD9291的合成：

将丙烯酰氯3.45g(38mmol)的二氯甲烷100ml溶液滴加到冰水浴冷却中的对比例1制备的中间体3为17g(38mmol)和N,N-二异丙基乙胺7.2ml(42mmol)的二氯甲烷250ml溶液中，搅拌1.5h。然后用二氯甲烷250ml稀释，用饱和碳酸氢钠溶液2×250ml洗涤，水层用二氯甲烷萃取2次，合并有机相，无水硫酸镁干燥，过滤，滤液40℃真空浓缩。粗品过柱纯化，得到16.01g棕色固体，产率83.0％，纯度99.3％。

对比实例3：AZD9291的合成：

在0℃下向对比例1制备的中间体3为10g(22.4mmol)在THF 95ml和水9.5ml的混合溶液中滴加3-氯丙酰氯3.28g(25.59mmol)，滴完后，升至室温搅拌15min，加入氢氧化钠3.48g(85.28mmol)，将体系升温至65℃保温10h。冷却到室温，加入甲醇40ml和水70ml，室温搅拌过夜，过滤，水洗至中性，50℃真空干燥，得到9.50g固体AZD9291，产率85.0％，纯度99.0％。

根据本发明的实施例1～3，本发明得到的纯度≥99.7％的AZD9291。根据路线1，得到的AZD9291的纯度≥99.0％，并有铁泥固废产生。可见采用本发明的路线，产生的固废少，产品纯度和收率明显提高。同时从中间体2的制备也可以看出：采用溴化亚铜活化中间体1促进亲核取代反应进行，提高反应的速度和收率，反应时间缩短2小时，收率提高≥10％。

Claims (9)

1.一种抗肿瘤药物AZD9291的制备方法，包括以下步骤：

1)3-(2-氯-嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚与4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯胺进行反应得到中间体1；

2)中间体1与N,N,N′-三甲基乙二胺进行反应得到中间体2；

3)中间体2经氢化还原反应得到中间体3；

4)中间体3再进一步引入丙烯酰基生成AZD9291；

其特征是，

所述步骤2)中加入溴化亚铜作为催化剂活化中间体1，以N,N-二异丙基乙胺为缚酸剂，N,N-二甲基甲酰胺为反应溶剂，反应温度为90℃～110℃；

所述步骤3)的氢化还原为钯碳催化加氢还原；

所述步骤4)为：将酰氯与无机碱加入到溶剂中，0℃～10℃搅拌状态下加入丙烯酸，得到丙烯酸的混酐溶液；然后将中间体3与丙烯酸的混酐溶液进行反应引入丙烯酰基生成AZD9291，反应温度为-10℃～15℃；

其中，中间体1为中间体2为中间体3为AZD9291为

2.如权利要求1所述的一种抗肿瘤药物AZD9291的制备方法，其特征是，步骤4)中，所述酰氯为特戊酰氯、对甲基苯磺酰氯、苯磺酰氯、甲磺酰氯中的至少一种；所述无机碱为碳酸钾、碳酸铯、碳酸锂中的至少一种；所述溶剂为乙腈、甲基叔丁基醚、1,4-二氧六环中的至少一种；所述丙烯酸、酰氯与无机碱的摩尔比为1.0:1.0～1.2:1.0～1.5。

3.如权利要求1所述的一种抗肿瘤药物AZD9291的制备方法，其特征是，所述步骤1)中还加入酸作为催化剂活化3-(2-氯-嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚，它与3-(2-氯-嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚的摩尔比为2.0～2.5：1；所述酸为甲磺酸、对甲苯磺酸、一水合对甲苯磺酸中的至少一种。

4.如权利要求1所述的一种抗肿瘤药物AZD9291的制备方法，其特征是，所述步骤3)钯碳的用量为中间体2重量的2％～10％。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的一种抗肿瘤药物AZD9291的制备方法，其特征是，所述步骤2)中溴化亚铜用量为中间体1重量的1.5-2.5％。

6.如权利要求1-4中任意一项所述的一种抗肿瘤药物AZD9291的制备方法，其特征是，所述步骤1)中反应溶剂为2-戊醇、正丁醇、异丁醇和1,4-二氧六环中的至少一种；所述反应温度为60℃～110℃，反应时间为2h～6h；3-(2-氯-嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚与4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯胺的摩尔比为1.0:1.0～1.5。

7.如权利要求1-4中任意一项所述的一种抗肿瘤药物AZD9291的制备方法，其特征是，所述步骤2)中中间体1、N,N,N′-三甲基乙二胺和N,N-二异丙基乙胺的摩尔比为1.0:1.0～1.2:1.2～2.0。

8.如权利要求1-4中任意一项所述的一种抗肿瘤药物AZD9291的制备方法，其特征是，所述步骤4)中中间体3与丙烯酸的摩尔比为1：2～2.5。

9.如权利要求1-4中任意一项所述的一种抗肿瘤药物AZD9291的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

1)中间体1的制备

将3-(2-氯-嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚、4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯胺和一水对甲苯磺酸加入到异丁醇中，升温至回流，反应4～6h，有固体析出，降至室温，过滤、洗涤、干燥得到黄色固体中间体1；

2)中间体2的制备

将中间体1、N,N,N′-三甲基乙二胺、N,N-二异丙基乙胺和溴化亚铜，加入到N,N-二甲基甲酰胺中，升温至95～105℃反应2～4h，降至室温后过滤除去溴化亚铜；加入水析出固体，经过滤、水洗、干燥后得中间体2；

3)中间体3的制备

氮气保护中，将中间体2、钯碳和甲醇加入反应瓶中，通入氢气15℃～40℃下常压反应3～5h，过滤，滤液减压浓缩至干，得中间体3；

4)AZD9291的制备

将中间体3在0℃加入到丙烯酸的混酐溶液中进行反应；反应完全后加入水终止反应，经萃取、干燥、浓缩，乙腈重结晶后，得到产物AZD9291。