CN101245070A - 一种螺环喹唑啉蛋白酪氨酸激酶抑制剂的合成新工艺 - Google Patents

一种螺环喹唑啉蛋白酪氨酸激酶抑制剂的合成新工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种合成具有通式(I)所示结构式化合物螺环喹唑啉蛋白酪氨酸激酶抑制剂的新工艺。该工艺由4－(3－氯－4－氟－苯胺基)－6－羟基－7－甲氧基－喹唑啉与2－溴－1，1－二甲氧基烷反应后脱保护，所得中间体再与通式(VI)反应生成终产物(I)。其中：X、Y选自O原子或S原子；m＝1～3； n＝1～4。

Description

一种螺环喹唑啉蛋白酪氨酸激酶抑制剂的合成新工艺
技术领域
本发明涉及一种合成螺环喹唑啉蛋白酪氨酸激酶抑制剂的新工艺。这类结构新型的抑制剂能够阻断酪氨酸激酶的信号转导，激活补体依赖的细胞毒作用或抗体依赖性细胞毒性效应，从而促使肿瘤细胞凋亡，达到治疗肿瘤的目的。
背景资料
恶性肿瘤的治疗长期以来是一个世界性的难题。以往对肿瘤的治疗是通过发现肿瘤并破坏来实现，现在随着对细胞信号传导途径研究的不断深入，人们对肿瘤细胞内部的原癌基因及抗癌基因的作用了解得越来越深入，使得针对肿瘤的特异性分子靶点设计新的抗肿瘤药物成为可能。其中，蛋白酪氨酸激酶在癌细胞增殖中的重要作用使它成为极具吸引力的癌症治疗靶标。蛋白酪氨酸激酶是具有酪氨酸激酶活性的一类蛋白质，能催化ATP上的磷酸基团转移到其它重要蛋白质的酪氨酸残基上，使其发生磷酸化。有受体型如表皮生长因子受体(EGFR)、血管内皮细胞生长因子受体(VEGFR)、血小板衍生生长因子受体(PDGFR)等跨膜蛋白和非受体型如Src、Abl、Jak、Csk、Fak等胞浆蛋白两大类。
蛋白酪氨酸激酶在细胞内起着非常重要的作用，它们参与信号传导，与细胞生长、分化、死亡等一系列生理生化过程密切相关。已有资料表明蛋白酪氨酸激酶的异常常与肿瘤相关，干扰或阻断酪氨酸激酶通路可以用于治疗肿瘤，因此筛选PTK抑制剂成为开发抗肿瘤药物的新途径。在过去的10多年里，已有多种PTK抑制剂或抗体进/入I-III期临床试验或上市，它们对各种实质性肿瘤，如非小细胞肺癌、乳腺癌、卵巢癌、头颈部鳞癌、结肠癌、胃肠道间质癌、口腔癌和白血病等癌，都有显著的治疗效果。
4-苯胺基喹唑啉类衍生物是Astrazeneca公司在其化合物库中筛选出来的一类新型的蛋白酪氨酸激酶抑制剂，其中Iressa(化学名为4-(3-氯-4-苯胺基)-7-甲氧基-6-[3-(4-吗啉基)丙氧基]喹唑啉)已于2003年在日本正式上市，用于治疗非小细胞肺癌。体外试验证实，Iressa可诱导细胞周期停滞、促进凋亡和抗血管生成，对一系列肿瘤细胞株显示出生长抑制作用，如前列腺癌、乳腺癌、卵巢癌、结肠癌、小细胞肺癌和非小细胞肺癌等。
专利US 20070167470报道了一系列的4-取代苯胺基喹唑啉类衍生物，经体外蛋白酪氨酸激酶抑制活性筛选和体内抗肿瘤活性筛选，表明具有抑制蛋白酪氨酸激酶活性和抗肿瘤活性。但专利中报道的该类化合物的生产方法产率非常低，产品需经过柱层析纯化，不适合大规模的工业化生产。本发明提供了一种制备4-取代苯胺基喹唑啉类衍生物的新工艺，该工艺可以将反应的产率提高到90％以上，产品纯度达到99％以上，整个反应路线无需柱层析分离，适合大规模工业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供了一种制备(I)的新方法。
本发明详细说明如下：本发明是制备通式(I)所示结构式化合物及其中间体的方法，
Figure S2008100245183D00021
其中：
X、Y选自O原子或S原子；
m＝1～3；
n＝1～4。
具体制备方法为：化合物(II)在一定条件下与化合物(III)发生反应生成中间体(IV)，然后化合物(IV)在一定条件下脱除保护基生成关键中间体(V)，最后(V)与化合物(VI)反应生成终产物(I)。
Figure S2008100245183D00022
Figure S2008100245183D00031
其中化合物(II)的制备参考以下文献：
1、Stevenson，T.M.；Kazmierczak，F.；Leonard，N.J.J.Org.Chem.1986，51，616-620.
2、Matsuno，K.；Ushiki，J.；Seishi，T.；Ichimura，M.；Giese，N.A.；Yu，J.C.；Takahashi，S.；Oda，S.；Nomoto，Y.J.Med.Chem.2003，46，4910-4925.
3、Li，F.；Feng，Y.Q.；Meng，Q.Q.；Li，W.H.；Li，Z.M.；Wang，Q.R.；Tao，F.G..ARKIVOC.2007，(1)，40-50.
其中化合物(VI)的制备参考以下文献：
1、Kimura，Y.；Atarashi，S.；Kawakami，K.；Sato，K.；Hayakawa，I.J.Med.Chem.1994，37，3344-3352.
2、Yamaura，Y.；Hyakutake，M.；Moii，M.J.Am.Chem.Soc.1997，119，7615-7616.
3、Storey，J.M.D.Tetrohedron Lett.2000，41，8173-8176.
各步反应条件为：
(1)中间体(II)与(III)在溶剂A中，在碱B的作用下，反应温度为60～180℃，反应时间为30分钟到6小时生成化合物(IV)；
(2)化合物(IV)在溶剂C中，在酸D存在下反应，反应温度为25～80℃，反应时间为15分钟到4小时生成中间体(V)；
(3)中间体(V)与化合物(VI)的反应是在溶剂E中，在还原剂F及酸G的存在下，反应温度为-5～80℃，反应时间为15分钟到6小时，惰性气体H保护下进行反应；
(4)反应结束后，反应体系经碱液I处理，调节pH值为8～12，过滤，滤饼经混合溶剂J洗涤得到化合物(I)。
具体的反应条件描述如下：
(1)在步骤(1)中，优选的反应温度为80～180℃，最佳反应温度为100～170℃；
优选的反应时间为1～4小时，最佳反应时间为2～3小时；
(2)在步骤(2)中，优选的反应温度为30～70℃，最佳反应温度为40～60℃；
优选的反应时间为30分钟～3小时，最佳反应时间为1～2小时；
(3)在步骤(3)中，优选的反应温度为10～70℃，最佳反应温度为20～40℃；
优选的反应时间为30分钟～5小时，最佳反应时间为1～4小时；
(4)上述反应中，溶剂A选自丙酮、乙酸乙酯、DMF(N，N-二甲基甲酰胺)、甲醇、DMSO(二甲基亚砜)、NMP(N-甲基吡咯烷酮)、四氢呋喃或二甲苯。
优选的溶剂A选自DMF、DMSO或NMP，最优选的溶剂A则是DMF或NMP。
(5)上述反应中，碱B选自Na2CO3、K2CO3、Cs2CO3、NaH、CH3ONa或CH3CH2ONa。
优选的碱B选自K2CO3、Cs2CO3或NaH，最优选的碱B为K2CO3或NaH。
(6)上述反应中，溶剂C选自苯、甲苯、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃或二氧六环。
优选的溶剂C选自乙酸乙酯、丙酮或四氢呋喃，特别优选的溶剂C为四氢呋喃。
(7)上述反应中，酸D选自0.5～5mol/L的盐酸、硫酸，最优选的酸D为1～3mol/L的盐酸。
(8)溶剂E选自CH2Cl2、CHCl3、乙腈、四氢呋喃、二氧六环、甲醇、乙醇、丙醇、叔丁醇或异丙醇。
优选的溶剂E选自四氢呋喃、CH2Cl2、CHCl3、乙腈、甲醇或乙醇，特别优选的溶剂E为四氢呋喃、CH2Cl2或CHCl3。
(9)还原剂F为NaBH3CN、NaBH4、NaB(OAC)3H或NaBH(OEh)3(Eh为2-乙基己酰氧基)。
优选的还原剂F为NaBH3CN、NaBH4或NaB(OAC)3H，最优选的还原剂F为NaBH4或NaB(OAC)3H。
(10)还原剂F的用量是(V)的1～10倍。还原剂F的最佳用量是(V)的3～5倍。
(11)酸G为有机酸或无机酸中的一元酸、二元酸或三元酸，如甲酸、乙酸、甲磺酸、对甲苯磺酸、硼酸、苯甲酸或柠檬酸。
优选的酸G为甲酸、苯甲酸或硼酸，最优选的酸G为苯甲酸或硼酸。
(12)所述惰性气体H为N2或Ar。
(13)碱液I选自质量浓度为1～20％的NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3或NaHCO3溶液。优选的碱液I是质量浓度为1～15％的Na2CO3、K2CO3或NaHCO3溶液，最优选的碱液I是浓度为5～10％的NaHCO3或Na2CO3溶液。
(14)混合溶剂J为体积比5～30％的有机溶剂的水溶液。
优选的体系为体积比10～20％的丙酮、甲醇或乙醇的水溶液。
本发明的有益效果是操作简便，各步中间体纯度都很高。本发明的方法可以使反应充分进行，各步产物收率高且容易纯化。另外，本发明的最大优点是可用于工业化生产。
具体实施方式
下面通过非限制性实施例来对本发明进行说明。
实施例一：4-(3-氯-4-氟-苯胺基)-6-[2(5，8-二氧代-10-氮杂-二螺环[2，0，4，3]-十一烷)-乙氧基]-7-甲氧基-喹唑啉
步骤A：4-(3-氯-4-氟-苯胺基)-6-[2，2-二甲氧基-乙氧基]-7-甲氧基-喹唑啉的制备
在室温下，将原料4-(3-氯-4-氟-苯胺基)-6-羟基-7-甲氧基-喹唑啉(12.5g，39mmol)溶解在200ml DMF中，然后加入K2CO3(43g，312mmol)和原料2-溴-1，1-二甲氧基乙烷(10ml，78mmol)，160℃加热回流反应约2小时。冷却到室温后，过滤除去固体物，减压蒸除溶剂，用300ml乙酸乙酯溶解固体物，分别用100ml水、50ml饱和食盐水洗涤产品，无水Na2SO4干燥乙酸乙酯层。蒸干溶剂得到淡黄色固体14.8g，收率93％(纯度98％，HPLC)。
步骤B：4-(3-氯-4-氟-苯胺基)-6-[1-氧代-3-醛丙基]-7-甲氧基-喹唑啉的制备
将上述得到的4-(3-氯-4-氟-苯胺基)-6-[2，2-二甲氧基-乙氧基]-7-甲氧基-喹唑啉(30g，73.6mmol)溶解在300ml四氢呋喃中，向反应体系中加入1N的盐酸1000ml，加热回流反应。2小时后结束。待反应体系冷却后，过滤得到淡黄色固体，滤饼分别用100ml水及200ml的丙酮洗涤，得到白色固体。将白色固体加入到2000ml 5％的NaHCO3溶液中，充分搅拌，过滤。滤饼分别用200ml水及300ml丙酮洗涤。40℃下真空干燥，得到23.2g的白色固体，收率87％(纯度98.8％，HPLC)。
步骤C：4-(3-氯-4-氟-苯胺基)-6-[2(5，8-二氧代-10-氮杂-二螺环[2，0，4，3]-十一烷)-乙氧基]-7-甲氧基-喹唑啉的制备
将上述得到的4-(3-氯-4-氟-苯胺基)-6-[1-氧代-3-醛丙基]-7-甲氧基-喹唑啉(10g，27.6mmol)加热溶解于200ml的四氢呋喃中，40℃下加入甲酸(1.3g，28.3mmol)。反应体系中充入惰性气体N2。搅拌10分钟后，加入三乙酰氧基硼氢化钠(28.32g，133.6mmol)。反应20分钟后，加入5，8-二氧代-10-氮杂-二螺环[2，0，4，3]-十一烷(6.42g，41.4mmol)。40℃下加热反应1小时结束。过滤，减压蒸干溶剂，得到淡黄色固体。用120ml乙酸乙酯溶解，向体系中加入180ml 10％的NaHCO3溶液，搅拌10分钟后，过滤，分别用300ml水及45ml甲醇洗涤滤饼。真空干燥滤饼，得到13.7g白色固体，收率91.5％(纯度99.4％，HPLC)。
实施例二：4-(3-氯-4-氟-苯胺基)-6-[2(5，8-二硫代-10-氮杂-二螺环[2，0，4，3]-十一烷)-乙氧基]-7-甲氧基-喹唑啉
步骤A：4-(3-氯-4-氟-苯胺基)-6-[2，2-二甲氧基-乙氧基]-7-甲氧基-喹唑啉的制备同实施例一中的步骤A。
步骤B：4-(3-氯-4-氟-苯胺基)-6-[1-氧代-3-醛丙基]-7-甲氧基-喹唑啉的制备同实施例一中的步骤B。
步骤C：4-(3-氯-4-氟-苯胺基)-6-[2(5，8-二氧代-10-氮杂-二螺环[2，0，4，3]-十一烷)-乙氧基]-7-甲氧基-喹唑啉的制备
将上述得到的4-(3-氯-4-氟-苯胺基)-6-[1-氧代-3-醛丙基]-7-甲氧基-喹唑啉(8g，22.1mmol)加热溶解于120ml的CH2Cl2中，30℃下加入硼酸(1.4g，22.1mmol)。反应体系中充入惰性气体Ar。搅拌10分钟后，加入三乙酰氧基硼氢化钠(22.6g，106.9mmol)。反应20分钟后，加入5，8-二硫代-10-氮杂-二螺环[2，0，4，3]-十一烷(5.14g，33.1mmol)。30℃下反应2小时结束。过滤，减压蒸干溶剂，得到黄色固体。用100ml乙酸乙酯溶解，向体系中加入150ml 8％的Na2CO3溶液，搅拌5分钟后，过滤，分别用150ml水及15ml丙酮洗涤滤饼。真空干燥滤饼，得到11.1g白色固体，收率94.1％(纯度99.7％，HPLC)。

Claims (10)

1、制备通式(I)所示结构式化合物的方法，
Figure S2008100245183C00011
其中：
X、Y选自O原子或S原子；
m＝1～3；
n＝1～4；
其特征在于：化合物(II)与化合物(III)反应生成中间体(IV)，然后化合物(IV)脱除保护基生成中间体(V)，最后(V)与化合物(VI)反应生成终产物(I)。
Figure S2008100245183C00012
Figure S2008100245183C00021
2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于反应条件如下：
(1)中间体(II)与(III)在溶剂A中，在碱B的作用下，反应温度为60～180℃，反应时间为30分钟到6小时生成化合物(IV)；
(2)化合物(IV)在溶剂C中，在酸D存在下反应，反应温度为25～80℃，反应时间为15分钟到4小时生成中间体(V)；
(3)中间体(V)与化合物(VI)的反应是在溶剂E中，在还原剂F及酸G的存在下，反应温度为-5～80℃，反应时间为15分钟到6小时，惰性气体H保护下进行反应；
(4)反应结束后，反应体系经碱液I处理，调节pH值为8～12，过滤，滤饼经混合溶剂J洗涤得到化合物(I)。
3、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中溶剂A选自丙酮、乙酸乙酯、DMF(N，N-二甲基甲酰胺)、甲醇、DMSO(二甲基亚砜)、NMP(N-甲基吡咯烷酮)、四氢呋喃或二甲苯；碱B选自Na2CO3、K2CO3、Cs2CO3、NaH、CH3ONa或CH3CH2ONa；反应温度为80～180℃；反应时间为1～4小时。
4、根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中溶剂A选自DMF或NMP；碱B选自K2CO3或NaH；反应温度为100～170℃；反应时间为2～3小时。
5、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中溶剂C选自苯、甲苯、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃或二氧六环；酸D选自0.5～5mol/L的盐酸、硫酸；反应温度为30～70℃；反应时间为30分钟～3小时。
6、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中溶剂C为四氢呋喃；酸D为1～3mol/L的盐酸；反应温度为40～60℃；反应时间为1～2小时。
7、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中溶剂E选自CH2Cl2、CHCl3、乙腈、四氢呋喃、二氧六环、甲醇、乙醇、丙醇、叔丁醇或异丙醇；还原剂F为NaBH3CN、NaBH4、NaB(OAC)3H或NaBH(OEh)3，用量是(V)的1～10倍；酸G为有机酸或无机酸中的一元酸、二元酸或三元酸；惰性气体H为N2或Ar；反应温度为10～70℃；反应时间为30分钟～5小时。
8、根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中溶剂E选自四氢呋喃、CH2Cl2或CHCl3；还原剂F为NaBH4或NaB(OAC)3H，用量是(V)的3～5倍；酸G为苯甲酸或硼酸；惰性气体H为N2或Ar；反应温度为20～40℃；反应时间为1～4小时。
9、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(4)中碱液I选自质量浓度为1～20％的NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3或NaHCO3溶液；混合溶剂J为体积比5～30％的有机溶剂的水溶液。
10、根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于步骤(4)中碱液I选自质量浓度5～10％的NaHCO3或Na2CO3溶液；混合溶剂J为体积比10～20％的丙酮、甲醇或乙醇的水溶液。
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