奥希替尼的合成工艺改进

高梦康，张华霖，王玉睢，乔振蕊，严 琳

(河南大学 药学院，河南 开封 475004)

奥希替尼 (Osimertinib,1)，化学名为N-(2-{2-二甲氨基乙基-甲氨基}-4-甲氧基-5-{[4-(1-甲基-1H-吲哚-3-基)嘧啶-2-基]氨基}苯基)-2-丙烯酰胺，CAS登记号为：1421373-65-0，是由英国阿斯利康公司研制，治疗非小细胞肺癌 (NSCLC) 的第三代酪氨酸激酶抑制剂，能不可逆地与表皮生长因子受体 (EGFR) 结合[1-2]。 2015年11月，奥希替尼获得FDA加速审批，并获得“突破性疗法”称号，用于T790M阳性NSCLC初治患者的治疗[3-4]。

文献报道的奥希替尼的合成路线主要有以下3条：

路线1以4-氟-2-甲氧基苯胺，2, 4-二氯嘧啶和1-甲基吲哚为原料，经过7步反应，得到奥希替尼 (图1)[5]。 此路线反应步骤较长，并且通过铁铵还原法还原苯环上的硝基，反应条件苛刻，反应后处理困难，且收率低(85%)，不适合大规模的工业生产。

图1 合成路线1Fig.1 Synthesis route 1

路线2以4-氟-2-甲氧基-1-硝基苯为原料，经过6步反应，得到奥希替尼 (图2)[6]。 此路线通过氢气和Pd/C还原硝基，危险系数高，操作复杂，反应后处理困难，且成本较高，不利于大规模生产。

图2 合成路线2Fig.2 Synthesis route 2

路线3以2-氟-4-甲氧基苯胺为原料，经过7步反应，得到奥希替尼 (图3)[5]。 此路线反应步骤较长，胍基化反应中采用不易储存的单氰胺，同时直接成环产率低，不适合大规模的工业生产。

通过调整上述路线的反应顺序，并优化实验条件，设计了如下合成路线4(图4)。 以2-氟-4-甲氧基苯胺 (2) 为起始原料，用硝酸铵代替硝酸钾[5, 7]进行硝化反应得2-氟-4-甲氧基-5-硝基苯胺 (3)。 化合物3与丙烯酰氯在室温下反应2 h得N-(2-氟-4-甲氧基-5-硝基)苯基-2-丙烯酰胺 (4)。 化合物4与N,N,N′-三甲基乙二胺进行亲核取代反应时，加入阻聚剂4-甲氧基苯酚降低副反应Michael加成的发生，同时用价廉易得的碳酸钾代替N,N-二异丙基乙胺 (DIPEA)[5-6]作缚酸剂，制得N-[2-[[2-(二甲基氨基)乙基]甲基氨基]-4-甲氧基-5-硝基]苯基-2-丙烯酰胺 (5)。 用价廉易得的锌粉、无水氯化钙代替Pd/C和氢气[5-6]催化还原反应，产物不经纯化直接与3-(2-氯嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚偶联得奥希替尼。 优化后的路线步骤少，反应条件温和，后处理简便，为奥希替尼的制备提供了一种新的方法。

图3 合成路线3Fig.3 Synthesis route 3

图4 合成路线4Fig.4 Synthesis route 4

1 仪器与试剂

BrukerAVANCE Ⅲ全数字化超导核磁共振谱仪( 德国 Bruker 公司)，OptiMelt MPA100全自动熔点仪(美国斯坦福大学研究所)，LC-10AT型高效液相色谱仪(日本岛津公司)，2-氟-4-甲氧基苯胺 (上海皓鸿生物医药科技有限公司，纯度>95%)，丙烯酰氯(郑州阿尔法化工有限公司，纯度>98%)，N,N,N-三甲基乙二胺(武汉峰耀同辉化学制品有限公司，纯度>95%)，3-(2-氯嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚(上海钰康生物科技有限公司，纯度>95%)，其余所用试剂均为市售分析纯。

2 化合物的合成

2.1 2-氟-4-甲氧基-5-硝基苯胺 (3) 的合成

在冰浴条件下，将0 ℃的浓硫酸 (6 mL) 加至2, 2.00 g, 14.2 mmol) 中，分三批缓慢加入硝酸铵 (1.13 g, 14.2 mmol)。 加毕，保温反应20 min。 将反应液倒入冰水中，边搅拌边滴加氨水，调节pH至 8，有大量黄色固体析出。 抽滤，滤饼用水(20 mL×3) 洗涤，40 ℃真空干燥得亮黄色固体3(2.57 g, 92%)，纯度为96.14%，[HPLC面积归一化法：色谱柱COSMOSIL 5C18-PAQ(250 mm×4.6 mm, 5 μm)；流动相 3 mmol/L 磷酸水溶液-乙腈；检测波长210 nm，流速1.0 mL/min]。 m.p. 98.7～102.7 ℃。1H NMR (300 MHz, CDCl3)δ: 7.44 (d,J= 9.1 Hz, 1H), 6.80 (d,J= 12.1 Hz, 1H), 3.89 (s, 3H), 3.68 (s, 2H)。

2.2 N-(2-氟-4-甲氧基-5-硝基)苯基-2-丙烯酰胺 (4) 的合成

将3(2.42 g, 13.0 mmol)、三乙胺 (1.98 g, 15.1 mmol) 溶于3 mL乙腈中，冰浴冷却，1.5 h内滴加丙烯酰氯 (郑州阿尔法化工有限公司，纯度>98%, 1.27 mL, 15.6 mmol) 的乙腈 (5 mL)溶液，滴毕，室温反应2 h。 减压蒸除溶剂，用饱和碳酸氢钠溶液 (40 mL) 洗涤产物，将pH调至8，用二氯甲烷 (10 mL×2) 萃取，合并有机相，减压浓缩得乳黄色固体4(2.79 g, 89%)，纯度94.74%，[HPLC 面积归一化法，条件同上]。 m.p.168.1-172.6 ℃。1H NMR (300 MHz, CDCl3)δ: 9.02 (d,J= 8.1 Hz, 1H), 6.88 (d,J= 12.2 Hz, 1H), 6.49 (d,J= 16.8 Hz, 1H), 6.26 (dd,J= 16.8, 10.2 Hz, 1H), 5.88 (s, 1H), 5.30 (s, 1H), 3.94 (s, 3H)。

2.3 N-[2-[[2-(二甲基氨基)乙基]甲基氨基]-4-甲氧基-5-硝基]苯基-2-丙烯酰胺 (5) 的合成

将4(2.50 g, 10.4 mmol)、碳酸钾 (2.15 g, 15.6 mmol)、N, N, N-三甲基乙二胺(1.17 g, 11.4 mmol)、4-甲氧基苯酚 (0.065 g, 0.5 mmol) 依次加入6 mL DMF中，常温反应2 h。 将反应液倒入300 mL水中，用乙酸乙酯 (30 mL×3) 萃取，滤液减压浓缩，残余物用硅胶柱色谱分离(二氯甲烷、甲醇体积比，80∶1)，得暗黄色固体5(2.26 g, 67%)，纯度94.95%，[HPLC 面积归一化法，条件同上]。 m.p. 110.3-114.5 ℃。1H NMR (300 MHz, CDCl3)δ: 10.20 (s, 1H), 9.13 (s, 1H), 6.75 (s, 1H), 6.40 (dd,J= 17.0, 1.8 Hz, 1H), 6.26 (dd,J= 17.0, 10.1 Hz, 1H), 5.69 (dd,J= 10.0, 1.8 Hz, 1H), 3.88 (s, 3H), 2.96-2.79 (m, 2H), 2.76 (s, 3H), 2.53-2.35 (m, 2H), 2.33 (d,J= 8.3 Hz, 6H)。

2.4 奥希替尼 (1) 的合成

按乙醇与水体积比3∶1配制溶剂10 mL，将5(2.00 g, 6.1 mmol)、无水氯化钙 (0.41 g, 3.7 mmol)、锌粉 (3.99 g, 61 mmol) 依次加入溶剂，滴加6 N盐酸 50 μL，滴毕，加热回流0.5 h。 加入20 mL水后抽滤除去锌粉，用乙酸乙酯 (5 mL×3) 萃取，减压浓缩后得1.62 g棕色固体6。 不做进一步处理，直接用于下一步反应。 将6(1.62 g, 5.4 mmol)、3-(2-氯嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚1.45 g, 5.9 mmol)、对甲苯磺酸 (1.12 g，6.5 mmol) 依次加入8 mL正丁醇溶液中，85 ℃回流5 h， TLC检测反应完毕后，用氨水淬灭反应，加水 (50 mL)有黄色固体析出，搅拌4 h，抽滤，滤饼用乙腈 (10 mL×2) 洗涤，50 ℃真空干燥 6 h，得淡黄色固体1(2.37 g, 78%)，纯度99.85%，[HPLC 面积归一化法，条件同上]。 m.p.103.8-107.1 ℃ (文献[8]：104-107 ℃)。1H NMR (300 MHz, CDCl3)δ: 10.08 (s, 1H), 9.85 (s, 1H), 9.09 (s, 1H), 8.38 (d,J= 5.1 Hz, 1H), 8.08-8.05 (m, 1H), 7.73 (s, 1H), 7.41-7.39 (m, 1H), 7.31-7.18 (m, 2H), 7.20 (d,J= 5.1 Hz, 1H), 6.78 (s, 1H), 6.48-6.44 (m, 2H), 5.74-5.69 (m, 1H), 4.00 (s, 3H), 3.89 (s, 3H), 2.93 (dd,J= 1.5, 5.1 Hz, 2H), 2.71 (s, 3H), 2.32 (s, 8H)。

3 结论

改进后的合成路线不仅反应步骤缩短至5步，而且试剂价廉易得，成本大幅度降低。 此外反应条件温和，反应时间短，各步骤反应时间均低于5 h，且后处理简便，为奥希替尼的制备提供了一种新的方法。