硼替佐米的合成工艺改进

纪安成，韩航，王超群，张爱华

1江苏省药物研究所，南京 210009；2南京工业大学药学院，南京 210009

硼替佐米的合成工艺改进

纪安成1，韩航2，王超群2，张爱华1

1江苏省药物研究所，南京 210009；2南京工业大学药学院，南京 210009

对硼替佐米合成工艺进行优化：以异戊醛与R-（+）-苯乙胺为起始原料经缩合、加成、催化氢化和成盐得到中间体5；另外以L-苯丙氨酸为原料，经酯化、酰化及水解得中间体9；最后中间体5与中间体9经缩合、水解制得目标产物硼替佐米，总收率38.2%(以异戊醛计)。

硼替佐米；多发性骨髓瘤；合成

硼替佐米[1]（bortezomib，1，CAS:179324-69-7），商品名为万珂（Velcade），化学名为[（1R）-3-甲基-1-[[（2S）-1-氧-3-苯基-2-[（吡嗪羧基）氨基]丙基]氨基]丁基]硼酸，是由美国Millennium公司研发的用于治疗多发性骨髓瘤（multip lemyeloma，MM）的抗肿瘤药物，为蛋白酶体抑制剂。该药于2003年5月在美国上市，并于2005年9月在中国上市。除多发性骨髓瘤外，美国食品药品管理局（FDA）还于2006年底批准其用于小细胞淋巴瘤；同时在其它类型浆细胞疾病、急性髓系白血病及某些实体瘤的治疗上，硼替米佐也被报道有令人瞩目的疗效。

硼替佐米是有史以来第一个对血液系统及实体恶性肿瘤都具有抗癌效应的蛋白酶体抑制剂，同时可克服化疗耐药性。硼替佐米是一种人工合成的二肽硼酸盐，曾用代号PS2341，属于可逆性蛋白酶体抑制剂，可以选择性地与蛋白酶体活性位点的苏氨酸结合，抑制蛋白酶体26S亚单位的糜蛋白酶/胰蛋白酶活性，通过抑制特异蛋白质水解，硼替佐米能够阻断细胞的多级信号串联，导致肿瘤细胞死亡。

文献[2-9]综述了该药的合成路线，本文在此基础上进行整合，改进为一条新的反应路线。首先以异戊醛和R-（+）-苯乙胺为起始原料，在对甲苯磺酸催化下缩合得（R）-N-（3-甲基亚丁基）-1-苯乙胺，其与双联频哪醇硼酸酯在氯化亚铜催化下加成得（R）-3-甲基-N-[（R）-1-苯乙基]-1-胺基-丁基-频哪醇硼酸酯，接着催化、氢化、成盐制备得到中间体5，即（R）-3-甲基-1-氨基-丁基-频哪醇硼酸酯盐酸盐；另外再以L-苯丙氨酸为原料，通过酯化，与吡嗪-2-甲酸酰化后水解制备得中间体9，即N-吡嗪羧基-L苯丙氨酸；最后（R）-3-甲基-1-氨基-丁基-频哪醇硼酸酯盐酸盐与N-吡嗪羧基-L苯丙氨酸经缩合、水解反应制得目标产物硼替佐米，总收率38.2%（以异戊醛计）。其合成路线见图1。

1 实验部分

1.1 （R）-N-（3-甲基亚丁基）-1-苯乙胺的制备（3）

将异戊醛43 g（0.5 mol，2），R-（+）-苯乙胺66 g（0.55 mol）和对甲苯磺酸一水合物5 g（0.03 mol）投入500 mL甲苯中，加热回流8 h，冷却至室温，依次用饱和碳酸氢钠水溶液200 mL，水200 mL和饱和氯化钠溶液200 mL洗涤，有机相直接下一步。

1.2 （R）-3-甲基-N-（[R）-1-苯乙基]-1-胺基-丁基-频哪醇硼酸酯的制备（4）

上步滤液中加入双联频哪醇硼酸酯254 g（1 mol）、氯化亚铜2.5 g（0.025 mol）、补加甲苯300 mL，加热回流5 h，冷却至室温，依次用饱和碳酸氢钠水溶液200 mL、水200 mL和饱和氯化钠溶液200 mL洗涤，有机相无水硫酸钠干燥，过滤，少量甲苯洗涤，滤液浓缩至约500 mL后直接下一步。

1.3 （R）-3-甲基-1-氨基-丁基-频哪醇硼酸酯盐酸盐的制备（5）

图1 硼替佐米的合成路线

1.4 L-苯丙氨酸甲酯的制备（7）

反应瓶中加入L-苯丙氨酸165 g（1 mol，6）、二氯甲烷500 mL、98%硫酸10 mL，冰浴冷却下滴加无水乙醇500 mL（8.6 mol），控制内温＜10℃，滴完后室温搅拌反应12 h。减压蒸除溶剂，600 mL乙酸乙酯溶解，分别用2 mol·L-1碳酸氢钾水液洗涤（200 mL× 3）、水200 mL和饱和氯化钠溶液200 mL洗涤，有机层无水硫酸钠干燥。减压浓缩至干后真空减压蒸馏，得无色至淡黄绿色液体167.5 g，收率93.6%（文献[10]收率88.6%）。

1.5 N-吡嗪羧基-L苯丙氨酸甲酯的制备（8）

于反应瓶中加入吡嗪-2-甲酸99.2 g（0.8 mol），N，N-二甲基甲酰胺800 mL，冰浴冷却至0～5℃，加入N-羟基丁二酰亚胺92 g（0.8 mol），搅拌全溶后分批加入N，N-二环己基碳二亚胺165.4 g（0.8 mol），维持0～5℃搅拌反应20 min后加入L-苯丙氨酸甲酯143.2 g（0.8 mol），于0～5℃搅拌反应10 min，量取110 mL（1 mol）4-甲基吗啉加入，反应液于0～5℃搅拌反应0.5 h后改室温反应3 h，薄层示反应完成，过滤，滤液溶于2000 mL乙酸乙酯，分别用水（500 mL×3）、1N盐酸（500 mL×3）、水500 mL、饱和氯化钠溶液500mL洗涤，有机相无水硫酸钠干燥，过滤，滤液浓缩至干，干燥得淡黄色油状物274.1 g，收率96.2%（文献[4]收率85.8%）。

1.6 N-吡嗪羧基-L苯丙氨酸的制备（9）

将N-吡嗪羧基-L苯丙氨酸甲酯142.5 g（0.5 mol）加入到600 mL乙醇中，室温滴加氢氧化钠22 g（0.55 mol）/水600 mL，保持25～30℃反应1 h，加入5 g活性炭搅拌10 min后降温至0～5℃，滴加1 mol·L-1的盐酸至反应液的pH为2～3。控温0～5℃搅拌反应2 h，抽滤，洗涤，干燥，得白色固体112.1 g，收率82.7%。mp=165～167℃（文献[4]收率88.7%，mp=166～169℃）。

1.7 [(1R)-3-甲基-1-[[(2S)-1-氧-3-苯基-2-[(吡嗪羧基)氨基]丙基]氨基]丁基]频哪醇硼酸酯的制备（10）

将（R）-3-甲基-1-氨基-丁基-频哪醇硼酸酯盐酸盐49.9 g（0.2 mol，5）加入反应瓶中，滴加浓氨水调节pH至9～10，二氯甲烷（200 mL×3）提取，提取液分别用水200 mL、饱和氯化钠溶液200 mL洗涤，有机相无水硫酸钠干燥，过滤，滤液加入N-吡嗪羧基-L苯丙氨酸81.3 g（0.3 mol，9），2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1，2-二氢喹啉74.1 g（0.2 mol），混合液回流反应20 h，冷却，浓缩至干得黄色粘稠状油状物，直接下一步反应。

1.8 [(1R)-3-甲基-1-[[(2S)-1-氧-3-苯基-2-[(吡嗪羧基)氨基]丙基]氨基]丁基]硼酸（硼替佐米）的合成（1）

上步反应所得油状物溶于300 mL甲醇中，再加入2-甲基丙烷硼酸40.8 g（0.4 mol）和1N盐酸300 mL，混合液回流反应8 h，冷却，加入水300 mL，用二氯甲烷（300 mL×3）提取，提取液2 mol·L-1氢氧化钠溶液（200 mL×2）洗涤，水层用1 mol·L-1盐酸调节pH至5～6，后二氯甲烷（200 mL×3）提取，提取液分别用水200 mL与饱和氯化钠溶液200 mL洗涤，干燥，过滤旋干，干燥，得类白色固体60.3 g。2步总收率78.5%。（文献[3]总收率70.8%；未见熔点报道；旋光度：＝-52°）。所得固体用乙酸乙酯重结晶得白色固体42.6 g，收率70.6%；mp=122～124℃；旋光度：＝-52°（C=1，甲醇）；含量99.2%（HPLC归一化法：色谱柱Waters，Symmetry C18柱（250 mm×1.6 mm，5 μm）；流动相：乙腈-水-甲醇=30∶70∶0.1；检测波长：270 nm；流速：25～35 mL·min-1；进样量：20 μL）。

ESI-MS（m/z）：385[M+H]+；1H-NMR（DMSO-d6，500 MHz）数据如下：δH=9.13（s，1H），δH=8.85（dd，3H，J=2 Hz），δH=8.72（s，1H，），δH=7.09（m，5H，J=7 Hz），δH=4.92（dd，1H，J=8.5 Hz），δH=3.08（m，2H，J= 4.5 Hz，9 Hz），δH=2.62（s，1H），δH=1.51（m，1H，J=6.5 Hz），δH=1.26（m，1H，J=6.5 Hz，7 Hz），δH=1.18（m，1H，J=2.5 Hz，7 Hz），δH=0.82（dd，6H，J=2.5 Hz）。

2 讨论

（1）在制备化合物5时，以R-（+）-苯乙胺为手性诱导试剂，避免了使用拆分法制备化合物5，从而提高了收率。

（2）在制备化合物10时，以2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1，2-二氢喹啉为催化剂，制备所得化合物10只需简单蒸出溶剂即可直接用于下一步反应，简化了操作且不影响产品质量。

本合成工艺避免了高温、高压等不利于工业化生产的操作，对各步操作进行了优化，使每步操作更加简单、安全，同时提高了各步产品质量和收率，避免了频繁重结晶对收率造成的影响。总收率达到38.2%（以异戊醛计）。

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Synthesis of Bortezomib

JI An-cheng1*,HAN Hang2,WANG Chao-qun2,ZHANG Ai-hua1
1Jiangsu Provincial Institute ofMateria Medica,Nanjing 210009;2School of Pharmaceutical Sciences,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009

Intermediate 5 was synthesized from 3-Methyl butanal and(R)-(+)-1-Phenylethylamine by condensation,addition,catalytic hydrogenation and salt-forming.Furthermore,intermediate 9 was synthesized from L-phenylalanine by esterification,acylation and hydrolysis.Finally,the target product,bortezomib was synthesized by condensation of intermediate 5 and intermediate 9 and hydrolysis.The overall yield was 38.2%(based on 3-methyl butanal).

Bortezomib;Multip lemyeloma;Synthesis

R914.5

A

1673-7806（2014）02-121-03

纪安成，男，从事抗肿瘤药物的设计与合成 E-mail:jac_1982@163.com

2013-12-03

2013-12-24