克唑替尼的合成工艺研究*

蒋大圆

(安徽省医学高等专科学校，安徽 合肥 230601)

1 研究背景

克唑替尼(Crizotinib)，是美国辉瑞公司开发的多靶点(MET/ALK/ROS)的ATP竞争性蛋白激酶抑制剂[1]。2011年8月26日，获得美国FDA批准上市，用于治疗间变性淋巴瘤激酶(Anaplastic lymphoma kinase，ALK)基因异常表达的非小细胞肺癌(NSCLC)晚期患者。国家卫生健康委办公厅于2021年发布的《新型抗肿瘤药物临床应用指导原则》的肿瘤用药指导中，将克唑替尼用于简便性淋巴瘤激酶(ALK)阳性的局部晚期或转移性NSCLC患者的治疗和ROS1阳性的晚期NSCLC患者的治疗。

图1 克唑替尼结构式Fig.1 The structural formula of crizotinib

克唑替尼是一种口服型小分子ATP竞争性的ALK抑制剂，它可以抑制c-Met激酶，破坏c-Met的信号转导通路，进而抑制ALK融合基因，达到抑制肿瘤细胞生长的效果[2]。其分子结构式如图1所示，化学名称为：3-[(1R)-1-(2,6-二氯-3-氟苯基)乙氧基]-5-[1-(4-哌啶)-1H-吡唑-4-基]-2-吡啶胺。

目前，合成克唑替尼的方法有2种，见图2和图3。

(1)路线一

图2 路线一的合成方法Fig.2 Synthesis method of route 1

Cui等[3]2011年报道了该克唑替尼的合成路线。该路线以2，6-二氯-3-氟苯乙酮作为起始原料，以猪肝酯酶作为手性催化剂，制备得到具有手性的中间体3。中间体3与3-羟基-2-硝基吡啶反应得到中间体4。中间体4的硝基还原为氨基得到中间体5。中间体5用NBS溴代得到中间体6。化合物6与化合物9(由化合物7酯化再取代得到)经Suzuki反应得到克唑替尼。该方法收率低，不适合工业化。

(2)路线二

图3 路线二的合成方法Fig.3 Synthesis method of route 2

路线二[4]为改进的方法。将中间体6的氨基先用叔丁氧羰基保护得中间体10，中间体10与中间体9进行Suzuki反应，然后再用三氟乙酸脱去保护基，得克唑替尼。

2 实 验

2.1 工艺路线的确定

结合ICH Q11中起始物料的选择依据[5]和起始物料的易得性，选择(R)-3-(1-(2，6-二氯-3-氟苯基)乙氧基)吡啶-2-胺(1)和1-(N-Boc-4-哌啶基)-4-溴吡唑(2)为起始物料，设计出了图4的合成路线。

图4 合成路线Fig.4 Synthesis route

图4中，NBS：N-溴代琥珀酰亚胺(CAS：128-08-5)；钯催化剂：[1，1’-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯二氯甲烷络合物(CAS：95464-05-4)；HCl：氯化氢气体。

2.2 生产工序及条件

表1 克唑替尼的生产工序及条件Table 1 Production process and conditions of crizotinib

2.3 实验过程

(1)将42.5 kg(1)加入到反应釜中，425 L二氯甲烷搅拌溶解。将体系温度降低至-10 ℃左右，滴加25.9 kg NBS的乙腈溶液175 L。TLC跟踪反应至SM1反应完全。滴加13.4 kg焦亚硫酸钠和0.3 kg氢氧化钾的混合水溶液90 L。放置室温条件下，继续搅拌1 h。静置，分出有机层，加入1 kg三乙胺，搅拌15 min。加入60 L水，搅拌，静置，分液。浓缩有机相至干，加入200 L甲醇，冷却析晶。过滤得类白色固体，烘干得(R)-5-溴-3-(1-(2，6-二氯-3-氟苯基)乙氧基)-吡啶-2-胺(中间体1)，收率80%。1H-NMR(CDCl3为溶剂，TMS为内标)δ：1.84(d，3H)，4.96(s，2H)，6.00(q，1H)，6.85 (d，1H)，7.09 (m，1H)，7.31 (dd，1H)，7.67 (d，1H)。

(2)将10 kg中间体1，12.2 kg(2)，0.3 kg四丁基溴化铵，9.2 kg碳酸钠加入到反应釜中，加入140 L甲苯和140 L水，充分搅拌，将反应体系置换氮气3次。氮气氛围下，升温至70 ℃，搅拌反应过夜。TLC检测，中间体1反应完全，停止反应，过滤反应液，静置分层，取甲苯相；加入2 kgL-半胱氨酸和10 kg硅胶(200～300目)，室温搅拌2 h；过滤，2×140 L水洗涤甲苯相；加入20 kg无水NaSO4干燥，过滤，浓缩得棕黄色油状物；称重浓缩产物；加入5倍质量的甲苯，加热至60 ℃，搅拌澄清；缓慢加入甲苯体积3倍量的预热60 ℃的正庚烷溶剂，60 ℃继续保温搅拌30 min后，关闭加热自然降温，搅拌析晶，得类白色固体，烘干得3-[(R)-1-(2,6-二氯-3-氟苯基) 乙氧基]-5-[1-(NBoc-4-哌啶基)-1H-吡唑-4-基]-2-吡啶胺(中间体2)，收率为78.5%。1H-NMR(CDCl3为溶剂，TMS为内标)δ：1.50(s，9H)，1.86(d，3H)，1.95(m，2H)，2.16 (m，2H)，2.92 (m，2H)，4.27(m，3H)，4.79 (s，2H)，6.08 (q，1H)，6.88 (d，1H)，7.06 (m，1H)，7.31 (dd，1H)，7.50 (s，1H)，7.58 (s，1H)，7.78 (d，1H)。

(3)将62 L无水乙醇加入到反应釜中，降温至0 ℃左右，搅拌滴加67.5 kg乙酰氯；控制滴速，保持体系温度小于10 ℃；滴加完毕后，室温搅拌反应1 h；重新将反应体系冷却至0 ℃左右，滴加31.5 kg中间体2的280 L二氯甲烷和31 L乙醇的混合溶液；滴毕得白色浆状料液，放置室温搅拌过夜；加水200 L搅拌使反应液澄清，用碳酸钠固体调节体系pH至10；静置分液，取下层二氯甲烷相，水层用100 L二氯甲烷萃取；合并二氯甲烷，加入20 kg无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，得类白色克唑替尼粗品，收率为91%。

(4)按1 kg/15 L比例加入无水乙醇加热至回流，趁热过滤；乙醇相加入预热纯净水(水量占总质量的70%)，缓慢降温至5 ℃，搅拌析晶，过滤得白色固体克唑替尼成品，收率为85%。1H-NMR(CDCl3为溶剂，TMS为内标)δ：1.86(d，3H)，1.95(m，3H)，2.15(m，2H)，2.77 (m，2H)，3.24 (m，2H)，4.21 (m，1H)，4.82 (s，2H)，6.08 (q，1H)，6.88 (d，1H)，7.05 (m，1H)，7.31 (dd，1H)，7.51 (s，1H)，7.58 (s，1H)，7.78 (d，1H)。

2.4 工艺优化与控制

对克唑替尼的小试工艺进行研究表明：

(1)溴代工序

重点研究了NBS的当量对反应进程的影响：NBS与(1)的当量比为1∶1投料时，(1)反应不完全；当量比为1.08∶1时原料可以反应完全，反应相对纯净；增大NBS当量至1.15当量，(1)也反应完全，但溴代副产物增多，中间体1纯度下降。综合考虑，选择1.08当量的NBS进行溴代反应。

(2)偶联工序

重点研究了反应温度对反应进程的影响：反应温度低(50 ℃)，大量原料剩余；反应温度为70 ℃时，反应完全；升高温度至90 ℃，原料也可以反应完全，但是杂质明显增多。综合考虑，选择偶联工序的反应温度为70 ℃。

(3)脱保护工序

重点研究了不同溶剂体系的脱保护情况：乙醇和乙酰氯现制备溶液所得粗品纯度低；4 N HCl-乙酸乙酯溶液和4N HCl-二氧六环溶液所得粗品纯度相当。从环保角度考虑，选择HCl-乙酸乙酯体系进行脱保护反应。

步骤四(精制工序)对精制溶剂进行了重点考察：甲醇、乙醇、乙腈加热溶解后无法析出固体；乙腈/水、甲醇/水、乙醇/水3种条件产品纯度相当，但乙腈/水重结晶产品收率最高。综合考虑，选择乙腈/水体系进行产品的精制。

3 结 论

本文设计出了一条新颖的制备克唑替尼的工艺路线，以(R)-3-(1-(2，6-二氯-3-氟苯基)乙氧基)吡啶-2-胺为起始原料，经溴代、偶练、脱保护和精制，得到克唑替尼，并对各工艺步骤进行了优化。确认的合成工艺反应周期短，可以稳定地进行生产放大，为该品种的工业化生产奠定了坚实的基础。