抗血栓药物阿加曲班的合成

邓宇 周伟

摘 要 目的：优化阿加曲班的合成工艺。方法：以市场易购得的苯胺为物料，经酰化，成环，还原，氯磺酰化进行制备，合成抗血栓药物阿加曲班的重要片段3-甲基喹啉-8-磺酰氯（片段1）。采用汇聚式的连接方式，选择以NG-硝基-L-精氨酸（片段2）为原料，经与片段1缩合，再与（2R，4R）-4-甲基-2-哌啶甲酸乙酯（片段3）缩合、水解、还原四步反应，制备阿加曲班。结果：片段1的收率由44%提高至70%；片段1和片段2对接后，再与片段3对接的收率由82.2%提高至94.6%。结论：改进的工艺便于操作，可降低生产成本。

关键词 抗血栓药 阿加曲班 合成

中图分类号：O623.73 文献标志码：A 文章编号：1006-1533（2021）13-0069-04

Synthesis of the antithrombotic drug argatroban

DENG Yu， ZHOU Wei

（Central Research Institute of Shanghai Pharmaceutical Group Co.， Ltd.， Shanghai 201203， China）

ABSTRACT Objective： To optimize the synthetic process of argatroban. Methods： An important fragment of the antithrombotic drug a rgatroban， 3-methylquinoline-8-sulfonyl chloride （fragment 1）， was synthesized from aniline readily available in the market by acylation， cyclization， reduction and chlorosulfonylation. Argatroban was prepared from NG-nitro-Larginine （fragment 2） by condensation first with fragment 1， then with （2R， 4R）-4-methyl-2-piperidine ethyl formate （fragment 3）， hydrolysis and reduction in a convergent linkage way. Results： The yield of fragment 1 was increased from 44% to 70%. After the docking of fragment 1 and fragment 2， the yield of the docking with fragment 3 was increased from 82.2% to 94.6%. Conclusion： The improved process is easy to be operated and its production cost can be reduced.

KEy WORDS antithrombotic drug； argatroban； synthesis

血液系统疾病是由于血栓引起的血管腔狭窄与闭塞，使主要脏器发生缺血和埂塞而引发机能障碍的各种疾病[1-5]。阿加曲班是精氨酸的衍生物，化学名（2R， 4R）-4-甲基-1-[N-[（3-甲基-1， 2， 3， 4-四氢-8-喹啉基）磺酰]-L-精氨酰]-2-哌啶甲酸，为日本田边三菱化学研究所首次合成的低分子药物。阿加曲班与凝血酶的催化活性位点（包括丝氨酸-组氨酸-精氨酸结构）结合，灭活凝血酶[6]。该药于1990年首先在日本上市，被批准治疗外周血栓病和急性脑卒中，并于2000年和2002年先后在美国和中国上市。

目前，文献报道的阿加曲班有3条合成路线：①以化合物NG-硝基-L-精氨酸为起始物料，经缩合，脱叔丁氧羰基，缩合，水解，还原得到阿加曲班，总收率为58.4%[7]。工艺复杂，操作过程需要在氮气保护下进行，且使用剧毒试剂氯甲酸异丁酯，不适合工业化生产。②依然使用化合物NG-硝基-L-精氨酸为起始物料，经缩合，分离，脱Boc，缩合，还原得到阿加曲班，是①路线的改进，总收率为13.0%[8]。同样使用到了剧毒试剂氯甲酸异丁酯，且存在分离困难，总收率偏低等诸多问题。③以化合物NG-硝基-L-精氨酸為起始物料，经缩合，再缩合，水解，还原可得到阿加曲班，总收率为67.9%，其合成工艺相对简单，总收率在三条路线中最高[9]。因此，本研究对其工艺进行进一步优化，可避免了手性中间体经过多步反应造成的浪费，节省成本，同时工艺相对简单，总收率较高。

1 材料和方法

1.1 仪器和试剂

苯胺（工业级，武汉峰耀同辉化学制品有限公司）；NG -硝基-L-精氨酸（化学纯，北京百灵威科技有限公司）；（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸乙酯（HPLC>99%，南京望知星医药科技有限公司）；其余化学试剂为市售色谱纯、分析纯或工业纯。

Avance Ⅲ 400 MHz 核磁共振波谱仪（TMS内标，瑞士Bruker BioSpin公司）；Agilent 5975C质谱仪和Agilent 1260 HPLC-19（美国安捷伦公司）；WRR型毛细管熔点仪（上海精密科学仪器有限公司）。

1.2 HPLC测定方法

色谱柱：Agilent Eclipse XDB C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流动相A：0.1% 三氟醋酸+10 mmol/L CH3COONH4水溶液，流动相B：乙腈；检测波长276 nm；流速1.0 mL/min；进样量10 μL；柱温40 ℃；运行30 min。

稀释液（空白溶液）：乙腈-水=30︰70（% v/v）。

供试品溶液（1.0 mg/mL）：称取10 mg供试品，精密称定后置于10 mL容量瓶中，用稀释液溶解并稀释到刻度，混匀。

程序/系统适用性要求：按照色谱条件分别进样空白溶液和供试品溶液各1针进行HPLC测定。

1.3 合成方法

1.3.1 工艺概述

以3-甲基-喹啉（10）为原料，经取代反应制备得到3-甲基喹啉-8-磺酰氯（4），再与NG-硝基-L-精氨酸发生取代反应，得到片段N2-（3-甲基-8-喹啉磺酰基）-NG-硝基-L-精氨酸（7）；再与（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸乙酯发生缩合得到带保护基的阿加曲班乙酯，经水解、脱保护基得到最终成品（1）。本合成路线（图1）步骤短，反应条件温和，后处理简单，所有中间体及目标化合物不需要经柱色谱纯化即能得到纯品，适合于工业化生产，总收率为45%[10-12]。

1.3.2 N-苯基丙酰胺（8）的制备

将苯胺（10.0 g，0.11 mol）溶于二氯甲烷100.0 mL中，加入三乙胺（11.0 g，0.11 mol），冰浴下冷却至0～10 ℃，搅拌下将丙酸酐（15.4 g，0.12 mol）缓慢滴入，期间维持0～5 ℃，1 h滴毕，继续搅拌1 h至薄层层析（TLC）监控原料点消失；反应液用2 mol/L NaOH（50.0 mL×3）、2 mol/L HCl（50.0 mL×3）洗涤，所得二氯甲烷相用无水硫酸镁干燥，蒸除溶剂可得白色固体8 15.3 g，收率95.5%。

1.3.3 2-氯-3-甲基-1， 2-2H-喹啉（9）的制备

于500 mL四口瓶中加入N，N-二甲基甲酰胺（41.0 mL，0.51 mol），冰盐浴下（內温0～10 ℃）滴加三氯氧磷（221.0 mL，2.37 mol），然后升至室温再反应0.5 h；加入8（50.5 g，0.34 mol）并继续搅拌，待反应液由粉红色变为黄绿色时，缓慢加热至75～78 ℃，搅拌4 h至TLC显示原料消失；将反应液冷却至室温，倒入冰水中，析出固体；过滤，水洗，真空干燥得白色固体9 42.1 g，收率69.2%，熔点83～84 ℃。

1.3.4 3-甲基-喹啉（10）的制备

将9（18.3 g，0.10 mol）溶于醋酸-水（150 mL∶30 mL），升温至75～78 ℃，缓慢加入Zn粉（8.7 g，0.13 mol）并保持温度于75～78 ℃至Zn粉加毕、原料消失；减压蒸馏，残留油状物用二氯甲烷100.0 mL溶解，水洗，有机相干燥，减压蒸馏得到油状物10 10.4 g，收率71.3%。

1H NMR（400 MHz，CDCl3） δ2.42（3H，s），δ7.42～7.45（1H，m），δ7.56～7.59（1H，m），δ7.60～7.64（1H，m），δ7.79（1H，s），δ8.06（1H，d），δ8.72（1H，d）。

1.3.5 3-甲基喹啉-8-磺酰氯（4）的制备

将10（55.0 g，0.38 mol）加入到氯磺酸（42.5 g，0.42 mol）中，搅拌下升温至50～55 ℃溶解，加入氯化钠（44.9 g，0.77 mol），搅拌下升温至85～90 ℃，反应3.5～4 h；降至室温，加入7%碳酸氢钠水溶液200.0 mL，搅拌5 min，用二氯甲烷150.0 mL×2提取，合并有机相；无水硫酸钠干燥，减压浓缩至干，得黄色化合物4 65.0 g，收率70.0%。不经纯化直接投料至下一步。

1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ2.61（3H，s），δ7.63～7.67（1H，dd），δ8.07（1H，s），δ8.13～8.15（1H，dd），δ8.45～8.47（1H，m），δ9.08（1H，s）。

1.3.6 N2-（3-甲基-8-喹啉磺酰基）- NG-硝基-L-精氨酸（7）的制备

NG-硝基-L-精氨酸（20.0 g，0.09 mol）溶于25% NaOH水溶液150.0 mL中，加入碳酸钠（9.7 g，0.092 mol），于0～10 ℃滴入4（27.4 g，0.114 mol）的四氫呋喃溶液360.0 mL，然后于室温搅拌2 h，用12 mol/L盐酸在冰浴下将反应液调pH至2～3，减压蒸除溶剂；残留物中加入270.0 mL甲醇，减压蒸馏至无溶剂，冷却至20～25 ℃，过滤，水洗得到化合物7粉末33.4 g，收率86.3%，熔点196～197 ℃。

MS（EI）m/z 425.1257[M+H]+ 。

1.3.7 1-[NG-硝基-N2-（3-甲基-8-喹啉磺酰基）-L-精氨酸]-（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸乙酯（14）的制备

在500.0 mL三颈烧瓶中加入（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸乙酯（10.1 g，58.98 mmol）与7（25.0 g，58.98 mmol），搅拌下加入二氯甲烷250.0 mL，此时，大量固体不溶解；加入N，N-二异丙基乙胺（DIPEA）（13.7 g，118.98 mmol）搅拌下不溶的固体在减少；降温至0～5 ℃，滴入2-（7-氮杂苯并三氮唑）-N，N，N，N-四甲基脲六氟磷酸酯（HATU）的二氯甲烷溶液（28.0 g，73.63 mmol）100.0 mL，滴毕，保温搅拌2 h；依次用10%柠檬酸水、7%碳酸氢钠水溶液、水各200 mL洗一次，无水硫酸钠干燥；有机相减压浓缩至干得14 31.4 g，收率91.0%。

MS（EI）m/z 578.2424[M+H]+，600.225 2[M+Na]+ 。

1.3.8 1-[NG-硝基-N2-（3-甲基-8-喹啉磺酰基）-L-精氨酸]-（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸（1）的制备

在250 mL三颈烧瓶中加入14（10.0 g，17.31 mmol）、乙醇100 mL、1 mol/L的NaOH 40 mL，室温搅拌24 h；减压浓缩蒸除乙醇，残余物用2 mol/L盐酸调pH至中性，析出固体；过滤，洗涤，真空干燥得1-[NG-硝基-N2-（3-甲基-8-喹啉磺酰基）-L-精氨酸]-（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸白色固体2 9.0 g，摩尔收率94.6%。

将2 9.0 g加至250 mL三颈烧瓶中，加入无水乙醇180 mL，10%钯碳3.5 g，甲酸8 g，于35～40 ℃搅拌反应12 h至TLC监控原料消失；过滤，蒸干溶剂，残余物用200 mL乙酸乙酯溶解，用100 mL水洗2次，分液；有机相干燥、减压浓缩至干，得白色固体10 g；再用95%乙醇200 mL重结晶，得白色粉末1 7.22 g，HPLC纯度98.1%，收率86.7%。

1H NMR （DMSO- d6，400 MHz）：0.5（1H，m），0.69（1H，t），0.80（3H，d），0.98（3H，d），1.40～1.80（6H，m），1.88（1Η，m），2.05（1H，m），2.30～3.00（6H，m），3.30（1H，m），3.91（1H，s），4.04（2H，s），6.46（1H，m），7.04（1H，d），7.35（1H，d）。

2 结果与讨论

2.1 化合物4的制备

本步反应是喹啉环发生磺酰氯取代反应，产物极易吸潮，我们实验过精制纯化条件，均因在过滤过程中成为泡状物而过滤失败，而且变质成为磺酸取代物。最终，我们发现如果将反应液快速洗涤后，经干燥后浓缩，可以避免发生变质。在下一步反应中，也应将化合物4溶解后滴入，避免水分引入而干扰反应。

在制备化合物4过程中，原研路线③采用两步磺化（先用发烟硫酸经处理得到3-甲基喹啉-8-磺酸，再用五氯化磷得到4），会产生大量的盐酸气，不利于环保，且收率较低。我们采用一步磺化，提高了收率，减少了盐酸气，有利于工业化放大生产。

2.2 化合物14的制备

本步反应采用缩合剂HATU，便于形成活性中间体。然而由于HATU在相关溶剂中的溶解度不高，需要大量溶剂溶解才能将底物全部转化。本研究使用12.5倍体积的二氯甲烷，其他非极性溶剂诸如四氢呋喃或者乙腈，结果也均类似。

在14合成過程中，我们采用2-（7-氮杂苯并三氮唑）-N，N，N，N-四甲基脲六氟磷酸酯/N，N-二异丙基乙胺的缩合条件，避免了难除杂质的产生，使反应路线更经济。

另外，起始物料化合物4与NG-硝基-L-精氨酸对接，形成关键中间体7，再与（2R， 4R）-4-甲基哌啶-2-甲酸乙酯对接，得到化合物14，经水解，还原脱保护基，摩尔总收率是72.8%。对比文献9的摩尔总收率67.9%有了大幅度提高。

2-（7-氮杂苯并三氮唑）-N，N，N，N-四甲基脲六氟磷酸酯较三氯氧磷的价格较为昂贵，即使在反应过程中提高了收率，但高企的价格也限制了其在工业放大过程中的使用。我们后续会继续对其进行优化，以期找到更为合适的缩合剂。

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