CN103012551B

CN103012551B - 一种高纯度硼替佐米的合成方法及其中间体

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Publication number: CN103012551B
Application number: CN201210539954.0A
Authority: CN
Inventors: 赵小伟; 李晓昕; 田平; 赵宇; 林国强
Original assignee: Jiangsu Aosaikang Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Aosaikang Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2032-12-14
Also published as: CN103012551A

Abstract

本发明属于医药化工领域，更为具体的说是涉及一种硼替佐米的合成方法及其中间体。本发明以2-吡嗪羧酸、L-苯丙氨酸苄酯盐酸盐为原料经缩合反应得到N-（2-吡嗪羰基）-L-苯丙氨酸苄酯，催化氢化，然后再和(aR,3aS,4S,6S,7aR)-六氢-3a,8,8-三甲基-α-(2-甲基丙基)-4,6-甲桥-1,3,2-苯并二氧硼烷-2-甲胺的盐酸盐或三氟醋酸盐缩合、水解得到硼替佐米。本发明公开的制备工艺操作简单、纯度高、成本较低；经本发明方法得到的硼替佐米，产品为白色粉末或白色结晶体，含量达到99.8%以上，SS-和RR-异构体总含量不高于0.1%。

Description

一种高纯度硼替佐米的合成方法及其中间体

技术领域

本发明属于医药化工领域，更为具体的说是涉及一种高纯度硼替佐米的合成方法及其中间体。

背景技术

硼替佐米，化学名为：[(1R)-3-甲基-1-[[(2S)-1-氧-3-苯基-2-[(吡嗪羧基)氨基]丙基]氨基]丁基]硼酸，具有结构式I

硼替佐米是由美国Millenium制药公司开发的新型抗肿瘤药物，是一种合成的高选择性26S蛋白酶体糜蛋白酶样活性的可逆抑制剂。2003年FDA批准硼替佐米用于治疗那些先前至少接受过疗程并显示在最近一个疗程还在进展的多发性骨髓瘤患者，2006年批准其在套细胞淋巴瘤的使用，2008年批准了它作为多发性骨髓瘤的一线药物。硼替佐米是首个用于临床研究的蛋白酶体抑制剂，在单独或联合其它药物时，显现出优越的抗肿瘤作用和用药的安全性，与许多药物合用呈协同或增敏作用。同时，硼替佐米在其它类型的浆细胞疾病、急性髓系白血病及某些实体瘤的治疗上，也被报道具有良好的疗效。

在现有的硼替佐米合成方法中，主要方法有两种：线性路线和汇聚路线。(1)线性路线中，手性的胺基硼酸酯片段和N端保护的L-苯丙氨酸首先缩合，得到肽片段，脱保护后，和2-吡嗪羧酸片段缩合，完成硼替佐米骨架的构造，后经硼酸酯水解得到产品，常用的反应路线如下：

(2)汇聚路线中，2-吡嗪羧酸片段首先和C端保护的L-苯丙氨酸缩合，再C端通过水解脱保护得到肽片段，进一步和手性的胺基硼酸酯片段进行缩合，完成硼替佐米骨架的构造，然后得到产品，常用的反应路线如下：

线性路线中，手性的胺基硼酸酯在合成早期引入，提高了终产品硼替佐米的成本；同时，由于硼酸片段易氧化，早期引入增加了硼酸片段参与反应的时间和提高了杂质生成的风险，不利于产品纯度的提高，也增加了后处理的难度和时间。

目前的汇聚合成方法中，均采用2-吡嗪羧酸片段和C端保护的L-苯丙氨酸缩合合成的关键中间体，然后C端进行脱保护反应得到相应的肽片段，如国际专利申请WO2009036281、WO2009004350等，在C端进行脱保护反应中，都需要使用LiOH、NaOH等强碱。这些碱的使用，不可避免的造成容易消旋的苯丙氨酸结构中手性部分的消旋，影响产品的纯度。同时，目前的合成方法中，硼替佐米的骨架构造完成后，硼酸酯水解采取两相反应，反应较慢、后处理两相都需要萃取，操作较为繁琐。

因此，提供一种工艺操作简单、成本低、产品纯度高的硼替佐米的制备方法，对于硼替佐米药物的工业化生产具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种新的硼替佐米的制备方法，方法制得的产品纯度高、成本低、操作方便，适于工业化生产。

具体的，本发明公开了一种硼替佐米制备中间体，其结构如式Ⅱ所示：

并且，本发明公开了所述的硼替佐米制备中间体的制备方法，是以2-吡嗪羧酸和L-苯丙氨酸苄酯盐酸盐为原料经缩合反应得到，其反应方程式如下：

其具体的制备步骤如下：

(1)以二氯甲烷为溶剂，2-吡嗪羧酸和L-苯丙氨酸苄酯的盐酸盐，在缩合剂和有机碱的存在条件下，通过缩合反应，获得式II化合物。

同时，本发明进一步优选公开了：

所述缩合剂任意选自O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸酯、苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯、2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯中的一种。

所述有机碱任意选自N,N-二异丙基乙基胺、N-甲基吗啉。

进一步地，本发明公开了利用式II化合物经催化氢化反应制备得到式III化合物的方法：

其具体制备步骤的优选实施方式如下：

(a)式II化合物在溶剂中，催化剂存在下，经催化氢化反应得到式III化合物；在上述制备步骤中，所述溶剂优选为甲醇、乙醇、乙酸乙酯或乙酸异丙酯；所述催化剂优选为钯碳或Raney镍。

更进一步地，本发明同时公开了利用式III化合物合成硼替佐米的方法，

具体来说，包括：

(b)以二氯甲烷为溶剂，式III化合物和式IV化合物的盐酸盐或三氟醋酸盐，在缩合剂和有机碱存在的条件下，发生缩合反应，获得式V化合物；

(c)以四氢呋喃为溶剂，式V化合物在异丁基硼酸和含水无机酸作用下，经水解反应得到硼替佐米粗品。

更进一步地，本发明还公开了以下条件，所述缩合剂为O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸酯、苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯、2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯；

和/或所述有机碱为N,N-二异丙基乙基胺、N-甲基吗啉；

和/或所述含水无机酸为稀盐酸或稀硫酸，其浓度为0.5～4.0mol/L，特别地优选为0.5～4mol/L；

和/或所述四氢呋喃和含水无机酸体积比为0.5～2.5：1，特别地优选为1.0～1.5:1；和/或所述的水解反应时间为3～12小时，特别地优选为5～9小时；

以上条件可以同时优选，也可以选择性的优选其中的一个或者几个，可以根据实际情况选择。

更进一步地，在上述制备中，为了得到纯度更高的硼替佐米产品，本发明还公开了硼替佐米粗品的精制步骤：

(d)硼替佐米粗品溶解于二氯甲烷或乙酸乙酯，减压浓缩析晶，得到精制后的产品。

其中，所述硼替佐米粗品溶解所用二氯甲烷或乙酸乙酯使用量为硼替佐米重量比的100～250倍，优选为150～220倍；

浓缩后残留二氯甲烷或乙酸乙酯量为硼替佐米重量比的5～30倍，优选为10～20倍。

本发明所提供的硼替佐米的整体制备方法为：先以2-吡嗪羧酸、L-苯丙氨酸苄酯盐酸盐为原料经缩合反应得到N-(2-吡嗪羰基)-L-苯丙氨酸苄酯，催化氢化制得N-(2-吡嗪羰基)-L-苯丙氨酸，然后再和(aR,3aS,4S,6S,7aR)-六氢-3a,8,8-三甲基-α-(2-甲基丙基)-4,6-甲桥-1,3,2-苯并二氧硼烷-2-甲胺的盐酸盐或三氟醋酸盐缩合、水解得到硼替佐米。所述制备方法的反应方程式如下：

本发明提供了一种优选的硼替佐米的制备工艺的实施方式，包括上述的(1)至(5)步骤

具体来说包括：

(1)惰性气体保护下，以二氯甲烷为溶剂，2-吡嗪羧酸和L-苯丙氨酸苄酯盐酸盐，在缩合剂和有机碱存在的条件下，发生缩合反应，获得式II化合物；

(2)式II化合物经催化氢化反应获得式III化合物。

(3)以二氯甲烷为溶剂，式III化合物和式IV化合物(aR,3aS,4S,6S,7aR)-六氢-3a,8,8-三甲基-α-(2-甲基丙基)-4,6-甲桥-1,3,2-苯并二氧硼烷-2-甲胺的盐酸盐或三氟醋酸盐，在缩合剂和有机碱存在的条件下，发生缩合反应，获得式V化合物；

(4)以四氢呋喃为溶剂，式V化合物在异丁基硼酸和含水无机酸作用下，经水解反应得到硼替佐米粗品。

(5)硼替佐米粗品溶于二氯甲烷或乙酸乙酯，减压浓缩析晶，得到精制的产品。

本发明采用汇聚路线，将对成本影响最大的胺基硼酸酯片段在反应的后期引入，不仅降低了生产成本，同时由于硼的化学性质决定了其不稳定性，尤其是容易氧化，后期引入硼酸片段，可以减少过早引入所产生的硼酸片段的降解，从而，减少了产品的杂质，提高了产品纯度。

本发明采用的汇聚路线中，对苯丙氨酸片段采用苄基保护，脱保护时直接氢化，避免了其他如甲酯等保护所需的加入LiOH、NaOH等强碱，然后又使用强酸如HCl等中和，降低了式III化合物中易消旋的苯丙氨酸片段手性的消旋现象，最大程度的提高了产品的质量。

本发明在对式IV化合物水解制备硼替佐米时，使用四氢呋喃为溶剂，使整个反应成均相反应，所需反应时间为两相反应的一半，提高了反应速度；反应后处理利用产物对水的难溶性，直接析出硼替佐米粗品，避免了繁琐的萃取操作；同时，本发明还提供了对硼替佐米粗品的减压蒸发结晶工艺。

与之前的合成工艺相比，本发明所公开的硼替佐米制备工艺操作简单、纯度高、成本较低；经本发明方法得到的硼替佐米，产品为白色粉末或白色结晶体，含量达到99.8％以上，SS-和RR-异构体总含量不高于0.1％。

具体实施方式

下面用实例来进一步说明本发明，但需要指出的是，以下实施例对本发明并不构成任何限制。

产品检测所使用的HPLC色谱条件为：用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；流动相A：乙腈：水：甲酸500：500：1，流动相B乙腈：水：甲酸800：200：1，检测波长为270nm，流速为1.0mL/min。

实施例1：式II化合物的制备

氮气保护下，2-吡嗪羧酸(34g，0.27mol)、L-苯丙氨酸苄酯盐酸盐(80g，0.27mol)和O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸酯(96.8g，0.30mol)在二氯甲烷(400mL)的混合物降温到0～5℃，滴加N,N-二异丙基乙基胺(120mL，0.69mol)，得到的反应混合物保持低温搅拌1小时，自然升温到室温继续搅拌2小时。先后加入1mol/L盐酸(300mL)、去离子水(300mL)、饱和NaHCO₃(300mL)和饱和食盐水洗，二氯甲烷相无水硫酸钠干燥，过滤、浓缩，得到105g油状物。

MS(ESI)m/z362(M+H)⁺。

¹H NMR(CDCl₃，500MHz)：δ9.40(s,1H),8.77(d,J＝2.0Hz,1H),8.55(d,J＝2.0Hz,1H),8.26(d,J＝8.0Hz,1H),7.42-7.40(m,3H),7.39-7.36(m,2H),7.35-7.24(m,3H),7.10-7.08(m,2H),5.24-5.13(m,3H),3.31-3.23(m,2H)。

¹³C NMR(CDCl₃，500MHz)：δ171.0,,162.6,147.5,144.4,144.0,135.6,135.0,129.3,128.6,127.2,67.4,53.4,38.1.

实施例2：式III化合物的制备

将实施例1制得的油状物溶于乙醇(300mL)，加入钯碳(5g)，通氢气，反应混合物在0.2MPa下，室温反应4～5小时。过滤除去钯碳，浓缩除去溶剂。得到的半固体溶于丙酮(90mL)，滴加去离子水(120mL)，室温下搅拌30分钟，降温到0～5℃搅拌2小时。过滤，得为白色固体，真空40～45℃干燥3-4小时，得到式III化合物58g。

¹H NMR(DMSO-d6，500MHz)：δ13.02(brs,1H),9.13(s,1H),8.87(s,1H),8.82(d,J＝5.6Hz,1H),8.73(s,1H),7.23(s,4H),7.17(s,1H),4.75-4.74(m,1H),3.26-3.18(m,2H)。

¹³C NMR(DMSO-d₆，500MHz)：δ173.1,168.9,148.2,144.4,143.8,143.7,137.9,129.5,128.5,126.9,54.0,36.9.

实施例3：式V化合物的制备

氮气保护下，式III化合物(54g，0.20mol)、胺基硼酸酯三氟醋酸盐(75.6g，0.20mol)和O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸酯(20.6g，0.22mol)在二氯甲烷(350mL)的混合物降温到0～5℃，滴加N,N-二异丙基乙基胺(87mL，0.50mol)，得到的反应混合物保持低温搅拌1小时，自然升温到室温继续搅拌3小时。先后加入1mol/L盐酸(300mL)、去离子水(300mL)、饱和NaHCO3(300mL)和饱和食盐水洗，静置分层，二氯甲烷相用无水硫酸钠干燥，然后过滤、浓缩，得到96g油状物，该油状物即为式V化合物。

实施例4：硼替佐米粗品的制备

氮气保护下，实施例3制得的96g油状物溶于四氢呋喃(900mL)，降温到0～5℃，滴加1mol/L盐酸(600mL)，分批加入异丁基硼酸(31g，0.30mol)。得到反应混合物自然升温到室温，搅拌8～9小时。浓缩，除去绝大部分四氢呋喃，加入正庚烷(200mL)，搅拌30分钟。过滤，得浅色固体，真空30～35℃干燥5小时，得硼替佐米粗品49g。

实施例5：硼替佐米的精制

氮气保护下，实施例4制得的硼替佐米粗品10g加入乙酸乙酯(1.5L)，室温下搅拌1小时，过滤除去少量的不溶物。滤液减压浓缩至剩下的乙酸乙酯约100ml，得到的固液-10～-5℃静置2小时，过滤。得到白色固体，真空30～35℃干燥5小时，得硼替佐米8.4g，含量99.85％，SS-和RR-异构体总和为0.08％。计算元素组成是C：62.31％、H：6.33％、N：15.30％；用于测试的样品其实测平均值为：C：62.55％、H：6.50％、N：15.49％。MS(ESI)m/z1099(M+H)⁺；

¹H NMR(DMSO-d6，500MHz)：δ9.09(s,1H),8.89-8.87(m,2H),8.83(d,J＝1.9Hz,1H),8.71(s,1H),7.22-7.16(m,4H),7.14-7.11(m,1H),4.92-4.87(m,1H),3.16-3.07(m,2H),2.64-2.60(m,1H),1.56-1.48(m,1H),1.31-1.26(m,1H),1.20-1.14(m,1H),0.75(dd,J＝2.5,6.3Hz,6H)。

¹³C NMR(DMSO-d₆，500MHz)：δ173.2,163.0,148.2,144.5,144.0,143.8,137.3,129.7,128.5,126.9,52.2,43.4,37.7,25.5,23.4,22.9。

实施例6：硼替佐米的精制

氮气保护下，实施例3制得的硼替佐米粗品10g，加入乙酸乙酯(2.0L)，室温下搅拌1小时，过滤除去少量的不溶物。滤液减压浓缩至剩下的乙酸乙酯约200mL，得到的固液-10～-5℃静置2小时，过滤。得到白色固体，真空30～35℃干燥5小时，得硼替佐米8.7g，含量99.91％，SS-和RR-异构体总和为0.07％。

实施例7：硼替佐米的精制

氮气保护下，实施例3制得的硼替佐米粗品10g，加入二氯甲烷(2.2L)，室温下搅拌1小时，过滤除去少量的不溶物。滤液减压浓缩至剩下的二氯甲烷约200mL，得到的固液-10～-5℃静置2小时，过滤。得到白色固体，真空30～35℃干燥5小时，得硼替佐米8.5g，含量99.86％，SS-和RR-异构体总和为0.09％。

实施例8：硼替佐米的精制

氮气保护下，实施例3制得的硼替佐米粗品8g，加入二氯甲烷(1.2L)，室温下搅拌1小时，过滤除去不溶物。滤液减压浓缩至剩下的二氯甲烷约100mL，得到的固液-10～-5℃静置2小时，过滤。得到白色固体，真空30～35℃干燥5小时，得硼替佐米7.1g，含量99.82％，SS-和RR-异构体总和为0.07％。

实施例9：式II化合物的制备

氮气保护下，2-吡嗪羧酸(34g，0.27mol)、L-苯丙氨酸苄酯盐酸盐(80g，0.27mol)和2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯(114.1g，0.30mol)在二氯甲烷(400mL)的混合物降温到0～5℃，滴加N-甲基吗啉(80mL，0.73mol)，得到的反应混合物保持低温搅拌1小时，自然升温到室温继续搅拌2小时。先后加入1mol/L盐酸(300mL)、去离子水(300mL)、饱和NaHCO₃(300mL)和饱和食盐水洗，二氯甲烷相无水硫酸钠干燥，过滤、浓缩，得到101g油状物，即为式II化合物。

实施例10：式III化合物的制备

将实施例1制得的油状物溶于乙醇(300mL)，加入Raney镍(4g)，通氢气，反应混合物在0.2MPa下，室温反应4～5小时。过滤除去Raney镍，浓缩除去溶剂。得到的半固体溶于丙酮(90mL)，滴加去离子水(120mL)，室温下搅拌30分钟，降温到0～5℃搅拌2小时。过滤，得为白色固体，真空40～45℃干燥3-4小时，得到式III化合物56g。

实施例11：式V化合物的制备

氩气保护下，式III化合物(40g，147.5mmol)、胺基硼酸酯盐酸盐(44.4g，147.5mmol)和O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸酯(61.6g，162.0mmol)在二氯甲烷(320mL)的混合物降温到0～5℃，滴加N,N-二异丙基乙基胺(56.4mL，324.0mmol)，得到的反应混合物保持低温搅拌40分钟，自然升温到室温继续搅拌3小时。先后加入1mol/L盐酸(250mL)、去离子水(250mL)、饱和NaHCO₃(250mL)和饱和食盐水(250mL)洗，静置分层，二氯甲烷相用无水硫酸钠干燥，然后过滤、浓缩，得到91.8g油状物，即为式V化合物。

实施例12：硼替佐米粗品的制备

氩气保护下，实施例11所得油状物20g溶于四氢呋喃(48mL)，降温到0～5℃，滴加4.0mol/L盐酸(16mL)，分批加入异丁基硼酸(8.3g，81.4mmol)。得到反应混合物自然升温到室温，搅拌5小时。浓缩，除去绝大部分四氢呋喃，加入正庚烷(50mL)，搅拌30分钟。过滤，得浅色固体，真空30～35℃干燥5小时，得硼替佐米粗品8.5g。。

实施例13：硼替佐米粗品的制备

氩气保护下，实施例11所述油状物20g溶于四氢呋喃(200mL)，降温到0～5℃，滴加0.8mol/L盐酸(100mL)，分批加入异丁基硼酸(8.3g，81.4mmol)。得到反应混合物自然升温到室温，搅拌5～6小时。浓缩，除去绝大部分四氢呋喃，加入正庚烷(50mL)，搅拌30分钟。过滤，得浅色固体，真空30～35℃干燥5小时，得硼替佐米粗品8.8g。

实施例14：硼替佐米粗品的制备

氩气保护下，实施例11所述油状物20g溶于四氢呋喃(48mL)，降温到0～5℃，滴加2.0mol/L硫酸(16mL)，分批加入异丁基硼酸(8.3g，81.4mmol)。得到反应混合物自然升温到室温，搅拌5小时。浓缩，除去绝大部分四氢呋喃，加入正庚烷(50mL)，搅拌30分钟。过滤，得浅色固体，真空30～35℃干燥5小时，得硼替佐米粗品8.3g。

实施例15：硼替佐米粗品的制备

氩气保护下，实施例11所述油状物20g溶于四氢呋喃(120mL)，降温到0～5℃，滴加0.4mol/L硫酸(120mL)，分批加入异丁基硼酸(8.3g，81.4mmol)。得到反应混合物自然升温到室温，搅拌9小时。浓缩，除去绝大部分四氢呋喃，加入正庚烷(50mL)，搅拌30分钟。过滤，得浅色固体，真空30～35℃干燥5小时，得硼替佐米粗品8.7g。

实施例16：硼替佐米的精制

对实施例12、13、14和15的硼替佐米粗品分别取8.0g样品，按照实施例6方法进行了精制分别得到产品6.8g，6.9g，6.6g，6.8g产品。HPLC结果分别是：含量99.81％，SS-和RR-异构体总和为0.09％；含量99.89％，SS-和RR-异构体总和为0.07％；含量99.83％，SS-和RR-异构体总和为0.08％；含量99.90％，SS-和RR-异构体总和为0.07％。

Claims

1.一种硼替佐米的制备方法，其特征是以式II化合物为原料，反应方程式如下：

;

其特征是包括以下步骤：

（a）式II化合物在溶剂中，催化剂存在下，经催化氢化反应得到式III化合物；

（b）以二氯甲烷为溶剂，式III化合物和式IV化合物的盐酸盐或三氟醋酸盐，在缩合剂和有机碱存在的条件下，发生缩合反应，获得式V化合物；

（c）以四氢呋喃为溶剂，式V化合物在异丁基硼酸和含水无机酸作用下，经水解反应得到硼替佐米粗品；

（d）硼替佐米粗品溶解于二氯甲烷或乙酸乙酯，减压浓缩析晶，得到精制后的产品；

所述步骤具有以下条件：

步骤（a）中所述溶剂为甲醇、乙醇、乙酸乙酯或乙酸异丙酯；

所述催化剂为钯碳或Raney镍；

所述缩合剂为O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸酯、苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯或2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯；

所述有机碱为N,N-二异丙基乙基胺或N-甲基吗啉；

所述含水无机酸为稀盐酸或稀硫酸，其浓度为0.5～4.0mol/L；

所述四氢呋喃和含水无机酸体积比为0.5～2.5：1；

所述的水解反应时间为3～12小时；

所述硼替佐米粗品溶解所用二氯甲烷或乙酸乙酯使用量为硼替佐米重量的100～250倍；

浓缩后残留二氯甲烷或乙酸乙酯量为硼替佐米重量的5～30倍。

2.根据权利要求1所述的一种硼替佐米的制备方法，其特征是，所述四氢呋喃和含水无机酸体积比为1.0～1.5:1。

3.根据权利要求1所述的一种硼替佐米的制备方法，其特征是，所述的水解反应时间为5～9小时。

4.根据权利要求1所述的一种硼替佐米的制备方法，其特征是，所述硼替佐米粗品溶解所用二氯甲烷或乙酸乙酯使用量为硼替佐米重量的150～220倍。

5.根据权利要求1所述的一种硼替佐米的制备方法，其特征是，浓缩后残留二氯甲烷或乙酸乙酯量为硼替佐米重量的10～20倍。