新型选择性雄激素调节剂Enobosarm的合成工艺改进

邓玉晓，刘宜辉，樊志萍，任业明，段崇刚，孙晋瑞

（山东省药学科学院 山东省化学药物重点实验室，山东 济南 250101）

Enobosarm（GTx-024），化学名(S)-N-(4-氰基-3-(三氟甲基)苯基)-3-(4-氰基苯氧基)-2-羟基-2-甲基丙酰胺（1），是由GTx公司研发的一种口服非甾体选择性雄激素受体调节剂[1]，具有合成代谢选择性[2]，在II期和III期临床实验中表现出良好的耐受性[3]，目前处于III期临床试验阶段，对肌营养不良症、与癌症、慢性病等有关的肌肉萎缩症、性激素受体（AR）阳性转移性乳腺癌、晚期癌症患者的恶病质等[4]均表现出了良好的治疗效果，具有良好的临床应用前景。

1的制备方法文献报道[5-10]较多。其中，下述文献[11-12]报道的工艺路线单步收率均较高，较适合工业化生产：以D-脯氨酸（2）为起始原料，先与甲基丙烯酰氯（3）反应生成(2R)-1-异丁烯酰基吡咯烷-2-羧酸（4），然后与N-溴代丁二酰亚胺（NBS）发生溴内酯化反应，生成(3R, 8aR)-3-溴甲基-3-甲基-四氢-吡咯并[2, 1-c][1, 4]噁嗪-1, 4二酮（5），再经氢溴酸水解，生成(2R)-3-溴-2-羟基-2-甲基丙酸（6），再经氯化亚砜作用，与3-三氟甲基-4-氰基苯胺（7）反应，生成(2R)-3-溴-N-[4-氰基-3-(三氟甲基)苯基]-2-羟基-2-甲基丙酰胺，再与对羟基苯甲腈反应得到1，总收率21.0 %。但该法存在以下不足：①制备4时，需要同时滴加氢氧化钠水溶液和甲基丙烯酰氯的丙酮溶液，且实时控制反应体系的pH，操作过程繁琐，收率较低（68 %）；结晶步骤采用易燃易爆的乙醚为溶剂，存在安全隐患。②制备5时，溴内酯化反应时间较长（3 d），需蒸除高沸点溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF），制得的5性状差，纯度低。③制备6时，采用的氢溴酸用量较大，萃取溶剂采用乙酸乙酯，易在酸性条件下水解，导致萃取效率低，制得的6中有大量的乙酸残留，影响下一步反应。④结晶纯化1时，采用硅胶柱层析与混合溶剂联合使用的方法，操作过程繁琐，收率低。为此，本实验在文献路线的基础上，对反应温度、反应溶剂、重结晶溶剂、催化剂等条件进行了优化，总收率51.4 %（以2计），为Enobosarm的工业化生产提供了重要参考依据。

1 仪器与材料

1.1 仪器

WRS-1B型数字熔点仪（上海精密科学仪器有限公司）；AVANCE III型超导核磁共振波谱仪（瑞士布鲁克公司）；4000 Q TRAP 质谱仪（美国AB SCIEX公司）；LC-20AT型高效液相色谱仪（日本岛津）；DFY-30/30型低温循环冷却泵（巩义市予华仪器有限公司）；JT302N型电子天平（广州沪瑞明仪器有限公司）；HH-S26S 型水浴锅（江苏省金坛市友联仪器研究所）；RE52-2型旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）。

1.2 材料

D-脯氨酸（济南达恩医药科技有限公司，纯度＞99 %）；甲基丙烯酰氯（河南万象化工有限公司，纯度＞99 %）；N-溴代丁二酰亚胺（NBS，湖北鸿鑫瑞宇精细化工有限公司，纯度＞99 %）；3-三氟甲基-4-氰基苯胺（阿拉丁试剂，纯度＞98.5 %）；对羟基苯甲腈（郑州艾克姆化工有限公司，纯度＞99 %）；二氯甲烷，乙腈，无水碳酸钾，盐酸，碳酸氢钠，氯化亚砜，甲苯，二甲苯，异丙醇均为分析纯。

图1 1的合成路线

2 方法与结果

2.1 (2R)-1-异丁烯酰基吡咯烷-2-羧酸（4）的合成

将化合物2（115.1 g，1.0 mol）、乙腈（575 ml）、无水碳酸钾（304.1 g，2.2 mol）、去离子水（575 ml）依次加至反应瓶中，降温至0 ℃，开始滴加化合物3（106.6 g，1.02 mol），滴加过程中保持温度在-10～10 ℃，滴毕，保持25～35 ℃反应2 h，停止搅拌，静置分层，分取水层，加入蒸馏水（1 L），保持温度25 ℃内，用浓盐酸调节pH至1～2，用乙酸乙酯萃取（500 ml×4），合并有机层，用饱和氯化钠水溶液洗涤（500 ml×1），无水硫酸钠干燥过夜，蒸干，得无色油状物4（166.7 g，收率91.0 %），直接用于下一步反应。

2.2 (3R, 8aR)-3-溴甲基-3-甲基-四氢-吡咯并[2, 1-c][1, 4]噁嗪-1, 4二酮（5）的合成

将化合物4加至DMF（370 ml）中，常温搅拌至全溶，加入碳酸氢钠（84.0 g，1.0 mol），降温至-10 ℃，向体系中滴加NBS（178.0 g，1.0 mol）的DMF（500 ml）溶液，滴加过程中保持温度在-10～10℃，滴毕，升温至25～35 ℃反应3 h，降温至10～20 ℃，滴加蒸馏水（开始滴加水时有升温现象，放热完成后可一次性加入剩余蒸馏水），滴毕，保持10～20 ℃搅拌0.5 h，抽滤，滤饼用去离子水洗涤，得白色结晶性固体5（202.7 g，收率85 %）。mp 160.7～162.1 ℃（文献[11]：收率76 %，mp 152～154 ℃）。MS（m/z）：261.10[M-H]-；1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：3.91（d，J=10.8 Hz，1H，手性中心相邻CHb），3.46～3.78（m，4H，CH2），2.70（dd，J=9.4 Hz，J=6.8 Hz，1H，手性中心CH），2.35（d，J=10.8 Hz，1H，手性中心相邻CHa），1.85～2.06（m，2H，CH2），1.53（s，3H，甲基H）。+124.0°（c=1.3，氯仿）[文献[11]：+124.5°（c=1.3，氯仿）]。

2.3 (2R)-3-溴-2-羟基-2-甲基丙酸（6）的合成

将化合物5（202.7 g，0.7734 mol），10 %氢溴酸水溶液（w/w，800 ml）加至反应瓶中，加热50～60 ℃，反应3 h，反应体系由白色混悬液变为无色澄明溶液。降温至25～35 ℃，用二氯甲烷萃取（200 ml×3），合并有机相，用饱和氯化钠水溶液洗涤（500 ml×1），无水硫酸钠干燥过夜，蒸干，得到白色固体（130.2 g，收率92 %）。mp 115.4～116.6 ℃（文献[11]：收率78 %，mp 107～109 ℃）。MS（m/z）：182.00[M-H]-；1H NMR（400 MHz，DMSO-d6）δ：3.62（d，J=10.3 Hz，1H，手性中心相邻CHa），3.51（d，J=10.3 Hz，1H，手性中心相邻CHb），1.51（s，3H，甲基H）。+11°（c=1.0，甲醇）[文献[11]：+10.5°（c=2.6，甲醇）]。

2.4 (2R)-3-溴-N-[4-氰基-3-(三氟甲基)苯基]-2-羟基-2-甲基丙酰胺（8）的合成与精制

将化合物6（130.2 g，0.7115 mol），四氢呋喃（520 ml）加至装有干燥管和尾气吸收装置的5 L反应瓶中，降温至-5 ℃，滴加氯化亚砜（101.6 g，0.8538 mol）的四氢呋喃（100 ml）溶液（滴加过程中，反应液中有酸性气体产生），滴毕，保温反应3 h。保持内温-5～5 ℃，滴加三乙胺（93.6 g，0.925 mol）（滴加过程中，升温明显），滴毕，保温搅拌0.5 h。保持内温-5～5 ℃，滴加4-氨基-2-三氟甲基苯甲腈（125.8 g，0.676 mol）的四氢呋喃（780 ml）溶液，滴毕，升温至25～35 ℃，搅拌反应10 h，TLC[展开剂：乙酸乙酯:石油醚（2:1）]检测反应完毕，保持内温20～30 ℃，滴加蒸馏水（1 L），乙酸乙酯萃取（1 L×2），合并有机相，有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤一次（1 L），蒸干，得棕色油状物（易固化，240 g）。

精制：将本步反应得到的棕色油状物（240 g），甲苯（2 L），活性炭（12 g）加至四口瓶中，加热至回流，趁热抽滤，滤液冷却至25～35 ℃，搅拌析晶2～3 h，抽滤，得淡黄色固体8（217.3 g，收率87 %）。mp 135.1～136.0 ℃（文献[11]：收率65 %，mp 106～107 ℃）。MS（m/z）：350.12[M-H]-；1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ：8.91（br，1H，NH），8.12（d，J=2.3 Hz，1H，ArH），8.01（dd，J=2.3 Hz，8.2 Hz，1H，ArH），7.89（d，J=8.2 Hz，1H，ArH），4.04（d，J=10.3 Hz，1H，手性中心相邻CHa），3.65（d，J=10.3 Hz，1H，手性中心相邻CHb），3.11（s，1H，OH），1.65（s，3H，CH3）。-11.5°（c=1.0，甲醇）。

2.5 Enobosarm（1）的合成与精制

将化合物8（217.3 g，0.6189 mol），4-羟基苯甲腈（88.5 g，0.7427 mol），无水碳酸钾（213.8 g，1.547 mol），异丙醇（1.3 L）依次加至反应瓶中，开启搅拌，加热至回流，保持回流反应4 h，TLC[展开剂:乙酸乙酯:石油醚（2:1）]检测反应完毕，加入蒸馏水（1 L），乙酸乙酯萃取（1.3 L×2），合并有机相，保持温度40 ℃以内，采用10 % 碳酸钾洗涤4次（2000 ml×4），采用饱和氯化钠水溶液洗涤1次（1000 ml），无水硫酸钠干燥过夜，蒸干，得深棕色蜜状物（269.9 g）。

精制：向本步反应得到的蜜状物（269.9 g）中加入二甲苯（3.2 L），加热至回流（在溶液底部有少量不溶性深色油状杂质），趁热分出，向滤液中加入氧化铝（50 g），加热至回流，搅拌脱色0.5 h，趁热过滤，滤液室温静置析晶，过滤，得白色固体（200.0 g，收率83 %）。mp 98.6～100.6 ℃（文献[11]：收率59.9 %，mp 92～94 ℃）。MS（m/z）：383.33[M-H]-；1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ：9.05（br，1H，NH），8.10（d，J=2.1 Hz，1H，ArH），8.00（d，J=2.1 Hz，8.4 Hz，1H，ArH），7.89（d，J=8.4 Hz，1H，ArH），7.54-7.60（m，2H，ArH），6.92～6.99（m，2H，ArH），4.51（d，J=10.2 Hz，1H，手性中心相邻CHa），4.10（d，J=10.2 Hz，1H，手性中心相邻CHb），3.25（s，1H，OH），1.65（s，3H，CH3）。-12°（c=1.0，甲醇）[化学纯度99.8 %，采用HPLC测定：色谱柱：Symmetry Shield RP18（4.6 mm×50 mm，5 μm）；流动相：乙腈:水（30:70，含0.1 %四氢呋喃），检测波长271 nm；柱温：35 ℃；流速 1.0 ml/min，运行时间：40 min；手性纯度99.8 %，采用HPLC测定：色谱柱Daicel AD-RH手性柱（4.6 mm×250 mm，5 μm；流动相：正己烷:异丙醇:甲醇（70:20:10），检测波长271 nm；柱温：35 ℃；流速 0.5 ml/min，运行时间：50 min]。

3 讨论

3.1 制备4时，采用无水碳酸钾代替氢氧化钠，一次性加入反应体系，反应体系的pH一直维持在12左右，反应条件更加温和可控，采用乙腈代替丙酮，可在反应后与高浓度碳酸钾水溶液分层，易于回收利用，制得的4无需精制，可直接用于下一步反应，收率91 %。

3.2 制备5时，采用碳酸氢钠使羧酸转化为羧酸根负离子，增强该反应位点的亲核性，提高反应速率，由文献的3 d缩短为3 h；革除了高毒性溶剂四氯化碳，后处理采用加入反溶剂的方法析晶，制得的5为白色结晶性固体，性状好，纯度高。

3.3 采用10 % 氢溴酸代替24 %氢溴酸，反应温度由回流降低至50～60 ℃，反应条件更加温和，反应完毕后采用二氯甲烷萃取，避免乙酸乙酯的水解和乙酸的残留。

3.4 结晶纯化1时，采用二甲苯为溶剂，加热至回流，分出不溶性深色油状杂质，加入氧化铝，回流脱色0.5 h，抽滤，滤液冷却至室温，即得白色固体。氧化铝能吸附极性较大的杂质和色素，而精制溶剂二甲苯的极性较小，对极性大的杂质和色素不能洗脱，同时，二甲苯为芳环类弱极性溶剂，能将极性较小的杂质保留在母液中，同时去除极性较大的杂质和极性较小的杂质。

4 结论

总之，通过对反应温度，反应溶剂，重结晶溶剂，催化剂等条件的研究，使反应收率从21.0 %提高至51.4 %（以2计），产品纯度99.8 %，手性纯度99.8 %，为Enobosarm的工业化生产提供了重要参考依据。